На днях компания Илона Маска SpaceX успешно осуществила очередной запуск космического корабля Falcon 9 и без проблем посадила возвращаемую первую ступень на сушу. Это вторая в истории работы компании посадка ступени на твердую землю, а не на морскую платформу. Судя по всему, процесс посадки возвращаемых ступеней у SpaceX более-менее отлажен. И теперь руководство ставит перед новую цель: посадить три возвращаемых ступени почти одновременно.
Необходимость посадить сразу три ступени в одно время связана с тем, что на этот год намечено первое испытание тяжелой ракеты-носителя Falcon Heavy. Новая ракета от SpaceX представляет собой Falcon 9 с приставленными по бокам двумя ускорителями, выполненными на основе первой ступени Falcon 9 FT. Запуск запланирован со стартовой площадки LC-39А (Флорида, США). Если не возникнет непредвиденных проблем, то ракета полетит в ноябре этого года. Две ступени боковых ракет должны вернуться практически одновременно, в одно место, в пределах одной минуты. Ступень центральной части ракеты тоже планируется вернуть. Ее могут попробовать посадить на автоматическую морскую платформу, если топлива не будет хватать для возврата на посадочную площадку на суше.
Для того, чтобы провести запуск, компании необходимо тщательно подготовить всю систему комплекса LC-39. Здесь же запускали и ракету Saturn V, которая отправила на Луну «Аполлон-11». С тех пор мощности площадки практически не использовались.
На верхушке ускорителей Falcon Heavy размещён композитный защитный конус. Каждый ускоритель имеет по 9 жидкостных ракетных двигателей Merlin 1D, расположенных по схеме Octaweb, c одним центральным двигателем и остальными восемью, расположенными вокруг него. Суммарно при запуске 27 двигателей Мерлин 1D (центральный блок и боковые ускорители) создают тягу 22 819 кН на уровне моря и 24 681 кН в вакууме.
В связи с тем, что первая ступень Falcon Heavy при расстыковке со второй ступенью будет обладать значительно большей скоростью и находиться намного дальше от стартовой площадки, в сравнении с первой ступенью Falcon 9, то необходимость её возврата на посадочную площадку повлечёт значительное снижение массы выводимой нагрузки. Поэтому в высокоэнергетических миссиях к геопереходной орбите она будет осуществлять посадку на плавающую платформу. Боковые ускорители, напротив, будут иметь возможность возврата к месту старта и посадки на землю при подавляющем большинстве сценариев запуска, о чем говорилось выше.
«Мы стремимся получить одобрение регулятора на создание двух дополнительных посадочных площадок на базе ВВС США на мысе Канаверал. Мы надеемся восстановить все три ракеты Falcon Heavy, хотя изначально мы можем попытаться осуществить посадку на морскую платформу», — заявил представитель компании. Сейчас компания имеет два договора аренды на переоборудование двух площадок.
- База ВВС США на мысе Канаверал — Посадочная зона 1 (бывший стартовый комплекс LC-13); арендуется у ВВС США.
- База Ванденберг — стартовый комплекс SLC-4W; арендуется у ВВС США.
SpaceX стремится вернуть все три ступени Falcon 9 для удешевления стоимости запуска этой массивной ракеты. С 2014 года на сайте компании указывалась стоимость запуска Falcon Heavy с полезной нагрузкой до 6,4 т на ГПО (геопереходная орбита) в $85 млн. В 2015 году стоимость увеличили до $90 млн.
Таблица расчета стоимости одноразовых и многоразовых ракет SpaceX (источник)
| Показатель | Falcon 9 | Falcon Heavy |
|---|---|---|
| Стоимость пуска | $61,2 млн | $90,0 млн |
| Оценочный размер общей наценки | 40% | |
| Себестоимость | $36,7 млн | $54,0 млн |
| Доля первой ступени в стоимости ракеты | 75% | |
| Стоимость первой ступени | $27,5 млн | $40,5 млн |
| Прочие издержки | $9,2 млн | $13,5 млн |
| Ресурс (количество полетов) | 15 | |
| Оценочная себестоимость первой ступени на полет | $1,8 млн | $2,7 млн |
| Оценочная себестоимость одного полета многоразовой РН | $11,0 млн | $16,2 млн |
| Снижение себестоимости | $25,7 млн | $37,8 млн |
| Доля экономии, идущая на снижение конечной цены | 50% | |
| Оценочная стоимость пуска | $48,3 млн | $71,1 млн |
| Экономия по сравнению с одноразовой ракетой | 21% | |
| Добавленная стоимость одноразовой ракеты | 40% | |
| Добавленная стоимость многоразовой ракеты | 77% | |
| Прибыль до вычетов с одноразовой ракеты | $24,5 млн | $36,0 млн |
| Прибыль до вычетов с многоразовой ракеты | $37,3 млн | $54,9 млн |
Can't wait to see all three cores of Falcon Heavy come back for landings! First two will be almost simultaneous. https://t.co/ryMiewZM4L
— Elon Musk (@elonmusk) 18 июля 2016 г.
Куда бы SpaceX ни решила бы посадить возвращаемые ступени, запуск тяжелой ракеты-носителя — очередной важный этап в работе этой компании. Именно эту ракету Илон Маск рассматривает в качестве основного инструмента для отправки колонистов и оборудования на Марс.
Really tempting to redesign upper stage for return too (Falcon Heavy has enough power), but prob best to stay focused on the Mars rocket
— Elon Musk (@elonmusk) 18 июля 2016 г.
