Американская ракета-носитель falcon 9. досье

Стартовые площадки

В настоящее время запуски Falcon 9 производятся с двух пусковых площадок:

• Космический центр Кеннеди (мыс Канаверал, Флорида, США) — LC-39A; арендуется у НАСА с апреля 2014. Модернизирован для запусков Falcon 9 и Falcon Heavy, будет использоваться для пилотируемых полётов. Первый запуск с площадки состоялся 19 февраля 2017 года.
• База Ванденберг (Калифорния, США) — SLC-4E; арендуется у ВВС США. Первый запуск произведён 29 сентября 2013 года. Используется для вывода спутников (в частности, Iridium NEXT) на полярные орбиты.

Одна площадка находится в процессе восстановления после взрыва ракеты-носителя в сентябре 2016 года:

База ВВС США на мысе Канаверал (мыс Канаверал, Флорида, США) — SLC-40; арендуется у ВВС США. Отсюда 4 июня 2010 года был осуществлён первый запуск Falcon 9. Этот стартовый комплекс ранее использовался для запусков ракет Титан III и Титан IV.

Ещё на одной площадке ведутся подготовительные и строительно-монтажные работы:

Частный космодром SpaceX (деревня Бока Чика недалеко от Браунсвилл, штат Техас, США). Находится в стадии строительства. Разрешение на строительство получено в июле 2014 года.

Площадка для суборбитальных полётов и испытаний:

полигон Макгрегор в штате Техас. Использовался для испытаний систем многоразового использования первых ступеней ракеты в рамках проекта Grasshopper в 2012-2014 годах.

Характеристики

Falcon 9 — двухступенчатая ракета-носитель тяжелого класса. Длина (высота) эксплуатируемой версии — 70 м, диаметр — 3,66 м, стартовая масса — до 550 т.

Заявленная грузоподъемность — порядка 8,3 т на геопереходную орбиту и 22,8 т на низкую опорную. За время эксплуатации самый тяжелый полезный груз, выведенный Falcon 9 в космос, составляет около 9,6 т. Столько весят десять спутников Iridium NEXT с адаптером, которые запускались одновременно в январе, июне, октябре и декабре 2017 года.

Ракета оснащена жидкостными ракетными двигателями производства SpaceX: на первой ступени установлено 9 Merlin 1D, на второй — один Merlin Vacuum. В качестве топлива используется керосин (окислитель — жидкий кислород). Топливные баки изготовлены из алюминий-литиевого сплава.

Для повышения точности выведения полезного груза на орбиту система управления ракеты сопряжена со спутниковой навигационной системой GPS. Для надежности Falcon 9 производителем разработана автоматическая остановка процедуры запуска: при обнаружении проблемы происходит откачка топлива, и ракета снимается со стартовой площадки. Затем после выяснения причины и доработки она используется для повторного пуска. Кроме того, предусмотрена возможность работы при аварийной остановке одного или двух двигателей первой ступени во время полета.

При расчетах использованы допущения:

#
НАИМЕНОВАНИЕ КОМПОНЕНТА:
F9
FH
F9R
FHR

А
Стоимость одного двигателя Мерлин
1.5
1.5

Б
Стоимость одного двигателя Мерлин (вакуумный)
2.0
2.0

В
Стоимость первой ступени
29.0
87.0
2.9
8.7

Г
Стоимость второй ступени
9.5
9.5
9.5
9.5

Д
Стоимость обтекателя *
5.5
5.5
5.5
5.5

Е
Сумма компонентов (В+Г+Д)
44.0
102.0
17.9
23.7

Ж
Стоимость тестовых, транспортных и пусковых операций
4.4
6.0
4.4
6.0

З
Восстановление и подготовка б/у ступени

2.0
6.0

И
Общая стоимость запуска
48.4
108.0
24.9
35.7

К
Прибыль SpaceX (М — И)
13.6
27.0
37.1
54.3

Л
Прибыль в процентах
22%
20%
60%
60%

М
Стоимость контракта на запуск
62.0
135.0
62.0
90.0

* Стоимость обтекателя указана как для невозвращаемого. В то время, как при запуске SES10 половина обтекателя была возвращена при помощи небольших двигателей и управляемых парашютов. Означает ли это, что возвращаемым станет и обтекатель? Мой ответ — да. В скором будущем. Соответственно цена значительно снизится с $5,5 млн. до, возможно, $2 — $3 млн., что соответственно даст больше экономии.

Все расчеты указаны в миллионах долларов США. F9 — ракета Falcon 9, FH — ракета Falcon Heavy. Индекс R — ракета с возвращаемой ступенью.

Когда Маск видит (свою версию) подобной таблицы, расходы на вторую ступень должны удручать его, потому что это самая большая стоимость, которая безвозвратно теряется, даже в случае Falcon Heavy. Это, возможно, подтолкнет Маска попытаться возвращать и вторую ступень тоже, как это уже пытаются делать с такой простой, но такой дорогой конструкцией, как головной обтекатель.

НАУЧНАЯ РАБОТА:
ПО МАТЕРИАЛАМ:

НЕ ЗАБУДЬТЕ ПОДЕЛИТЬСЯ ЭТОЙ СТАТЬЕЙ:

Компоненты стоимости запуска (ракета используется впервые):

• Стоимость оборудования:
  • Стоимость первой ступени
  • Стоимость второй ступени
  • Стоимость обтекателей
• Аренда стартовой площадки
• Расходы на запуск:
  • Топливо
  • Обслуживание стартовой площадки
  • Деятельность Центра управления
  • Прямая трансляция
  • Непредвиденные расходы, связанные с задержками
• Транспортные расходы:
  • Транспортировка на тестовый полигон
  • Транспортировка на стартовую площадку
• Тестирование и обеспечение качества:
  • Тестирование на полигоне МакГрегор
  • Тестирование в Хоторне, Калифорния
  • Проверка стартовой площадки
  • Статический прожиг (включая задержки или повторные затраты)