Űrtörténelem – SpaceX 2. rész

A Falcon 9, újrahasználható rakéta / landolás koncepció
Ebben a részben a SpaceX Falcon 9 hordozórakétáját mutatjuk be, ezen kívül a cég újrahasználható rakéta koncepcióját ismertetjük, mely a “Grasshopper” nevű tesztrakéta kísérleteivel indult, majd pedig a Falcon 9 küldetések során fejlődött és tökéletesedett. Az első rész ITT olvasható

A Falcon 9 hordozórakéta koncepciója és finanszírozása

A jármű hasonlóan kistestvéréhez, a Millennium Falconról kapta a nevét. Két fokozatú hordozórakéta, az első fokozatot 9 db Merlin 1C (majd a későbbi, továbbfejlesztett verziókban már 1D) hajtómű – innen ered a névben szereplő 9-es szám -, a második fokozatot 1 db vákuum-optimalizált Merlin hajtja. Üzemanyagként rakétákhoz használatos kerozint (RP-1), oxidálószernek pedig folyékony oxigént alkalmaznak. A Falcon 5 helyett állították szolgálatba, és tervezése a Falcon 1 részegységein alapul. A koncepciót 2005 októberében ismertették a nagyközönséggel, és az első repülést már 2007 első felében tervezték végrehajtani, ám ez végül csak 2010-ben történt meg.

A NASA-nak is szerepe volt abban, hogy a SpaceX a Falcon 1 fejlesztése helyett a Falcon 9-re helyezett egyre nagyobb hangsúlyt, mivel az ügynökség egyre inkább a költséghatékonyság felé igyekezett fordulni, és magánkézben lévő kereskedelmi űripari cégek számára kívántak lehetőséget biztosítani, amik a szükséges missziókat elméletileg olcsóbban tudják végrehajtani. Elon Musk többször meg is ismételte az utóbbi években azt az állítását, hogy a NASA pénze és támogatása nélkül valószínűleg már nem is létezne a SpaceX. Mi sem bizonyítja jobban a NASA elhivatottságát és bizalmát a cég felé, hogy a két fél 2006-ban először egy 278 millió dolláros finanszírozási megállapodást kötött az ún. “orbitális pályára történő kereskedelmi szállítás” program keretében, mely a Falcon 9 tervezését kívánta finanszírozni (ez az összeg végül több módosítás után 2014-ig 396 millió dollárra emelkedett). 2008-ban pedig megköttetett a CRS szerződés (Commercial Resupply Services = kereskedelmi úton történő ellátmány szállítása a Nemzetközi Űrállomásra), mely először 12 fellövést foglalt magába, 1,6 milliárd (!) dollár összértékben. A missziókhoz a SpaceX Dragon nevű teherűrhajóját tervezték használni, amit a cég időközben szintén fejleszteni kezdett.
Mindenekelőtt azonban bizonyítani kellett a SpaceX-nek, hogy a Falcon 9 és a Dragon megbízható, és a NASA által előírt komoly teszteknek megfelelő konstrukciók.

Tesztelés, fejlesztés

A 2005-ös bemutatás alapján a rakéta egy “teljes mértékben újrahasznosítható nehéz szállító jármű”, mely alacsony Föld körüli pályára 9500 kg hasznos terhet képes az űrbe juttatni. A fellövés ára a szállítmányt védeni hivatott orrkúp borítás méretétől függően 27 és 35 millió dollár. Még e korai szakaszban jelentették be, hogy tervezés alatt áll a rakéta egy még nehezebb változata, mely 25000 kg hasznos teher szállítására lehet képes a cég becslései szerint.A NASA COTS (Commercial Orbital Transportation Services) szerződés 2008 szeptemberére a rakéta első tesztrepülését, illetve 2009 szeptemberéig három sikeres bemutató repülést írta elő.
Az első, több hajtóműves (egész pontosan kettőt szereltek a rakéta testbe) tesztet 2008 januárjában hajtották végre, amit 2008 novemberében a teljes, 9 hajtóműves, 178 másodpercig tartó kísérlet követett. 2009 októberében pedig sikeres tesztnek vetették alá az első, már fellövésre is alkalmas gyorsítófokozatot McGregorban, majd novemberben a második fokozat első példányát is problémamentes és sima kísérletnek vetették alá. A két egység 2010 februárjában érkezett a texasi teszthelyszínről a floridai összeszerelő üzembe Cape Canaveralba, a SpaceX az első fellövést márciusra becsülte, bár hozzátették, hogy az összeszerelés és tesztelés 1-3 hónapot is igénybe vehet. Még februárban történt meg az összeállított rakéta első függőleges helyzetbe állítása az SLC-40-es kilövőálláson, március 9-ére pedig már az első statikus hajtómű teszt (static fire) volt kitűzve. Ennek a lényege, hogy egy fellövést szimulálva begyújtják a rakéta hajtóműveit, ám a lerögzített szerkezet nem hagyja el a kilövő állást. A begyújtás előtt 2 másodperccel azonban leállították a folyamatot, mivel az indítóállás magasnyomású hélium pumpájánál, mely az első fokozatot “tankolja fel”, hibát észleltek. Ez a hiba korábban nem merült fel a texasi tesztek során, mivel az ottani állványzat kialakítása eltért a floridaitól. A rakétában nem jelentkezett kár, az előírtaknak megfelelően állt le a begyújtási folyamat, csak egy apró füst jelent meg a hajtóművek fúvókájánál, amit normális jelenségnek nyilvánítottak. A második, immár sikeres, 3,5 másodperces tesztre március 13-án került sor.

Gyártás

A cég 2010 év végi tervei szerint hat hetente hagyta volna el a mcgregori gyárat egy hordozórakéta, ami az addigi 3 hónapos munkaidő komoly csökkentését jelentette volna.  2013-ra havi egy első fokozatot tudtak összeszerelni, amihez nagyban hozzájárult a telephely bővítése és a gyártási folyamatok optimalizálása is. 2014-ben 24 db, 2015-ben pedig már 40 darab rakétát terveztek legyártani, ám a 2016 februári helyzet szerint ez a szám “csak” 18-ra emelkedett.

A következő részben a Falcon 9 verzióiról, a Grasshopperről, tesztekről és műszaki adatokról írok. Kövessétek a blogot addig is!