صاروخ SpaceX Falcon-9: نظرة عامة وميزات وقائمة عمليات الإطلاق

جدول المحتويات:

صاروخ SpaceX Falcon-9: نظرة عامة وميزات وقائمة عمليات الإطلاق
صاروخ SpaceX Falcon-9: نظرة عامة وميزات وقائمة عمليات الإطلاق
Anonim

افتتاح وكالة الفضاء في عام 2002 ، وضع رجل الأعمال الأمريكي إيلون ماسك أهدافًا طموحة للغاية بالنسبة له. وذكر أن الفضاء خارج كوكب الأرض سيصبح قريبًا متاحًا ليس فقط للشركات العسكرية والفضائية التابعة للدولة ، ولكن أيضًا للسائح العادي.

خاص أم عام؟

على مدار أكثر من 15 عامًا من نشاط SpaceX ، تمكن Musk من فعل الكثير مما تم الإعلان عنه في بداية إنشائه. ظهر جيل جديد من صواريخ سبيس إكس فالكون 9 قادرة على العودة إلى الأرض وعدم الاحتراق في طبقات كثيفة من الغلاف الجوي. كان من الممكن إثبات أنه يمكن للسائحين زيارة مدار الأرض. قد لا يكون مرتفعا ، 100 ألف كيلومتر فقط ، ومن هناك لمراقبة كوكبنا لمدة أربع دقائق فقط ، ولكن هذا أيضًا انتصار كبير للأعمال التجارية الخاصة. ومع ذلك ، يعتقد قلة من الناس أن SpaceX هي شركة تعمل بأموال فردية. حتى في الولايات المتحدة ، لم تكن المعلومات المتعلقة بالتمويل المستمر لوكالة Musk من ميزانية وكالة ناسا متاحة لفترة طويلة.الإخبارية. بالإضافة إلى الأموال التي تتلقاها شركة رائد الأعمال بمبلغ كافٍ لمشاريعه ، يمكنه الوصول إلى جميع التطورات السرية لناسا.

إيلون ماسك
إيلون ماسك

على الرغم من العديد من التجارب غير الناجحة التي استخدمت مركبة الإطلاق SpaceX Falcon 9 ، والتي تحتوي قوائم الإطلاق الخاصة بها على حوالي 50 موعدًا في بداية عام 2018 ، تبين أن القليل منها فقط فشل بالفعل. لكن المهمة الرئيسية - الاستخدام القابل لإعادة الاستخدام للمرحلة الأولى ، ثم العناصر الرئيسية الأخرى لجهاز قهر الفضاء ، تمكن مهندسو Elon Musk من تحقيقها. عند رؤية نجاحاتهم الحقيقية ، لا ينبغي أن يتفاجأ المرء من حقيقة أن رجل أعمال خاص يتلقى مليارات من أموال الميزانية لتطويراته. ومع ذلك ، يتم وضع رحلات فالكون 9 حصريًا على أنها رحلات خاصة.

محاكمة - بنجاح متفاوت

في البداية ، خطط ماسك لإنشاء جهاز قادر على زيارة الفضاء مثل سيارات الأجرة بحلول عام 2018. ولكن مر أكثر بكثير من الوقت المخطط لتنفيذ هذه الأهداف قبل إنشاء SpaceX Falcon 9. كانت الصواريخ من الدرجة الأولى لهذه العائلة ، Falcon 1 ، قادرة بالفعل على إطلاق شحنة في مدار أرضي منخفض بحلول عام 2009 ، لكنها خدمت منشئها فقط كمواد ترويجية ، تثبت توفر المساحة للمطورين الخاصين.

تم إطلاق أول Falcon 1 بعد أربع سنوات من تأسيس SpaceX. لا يمكن تصنيفها على أنها ناجحة بسبب ارتفاع تكاليف المعدات بشكل غير معقول وثلاث كوارث متتالية مع خسارة كاملة للصواريخ. كبار المستثمرين لأفكارهم مسك أيضافشل في جذب. استغرق الأمر بضع سنوات أخرى قبل أن تطلق سبيس إكس بنجاح معزز فالكون 9. ولكن ما جعل هذا ممكنًا يرجع إلى حد كبير إلى العديد من عمليات الإطلاق الناجحة لفالكون 1 في عام 2008 ، عندما كان المعزز قادرًا على توصيل الحمولة إلى مداره المقصود. وفقًا لماسك نفسه ، إذا كان قد فشل مرة أخرى في ذلك الوقت ، لكان قد اضطر إلى التخلي عن المشاريع الطموحة رفيعة المستوى بسبب النقص المعتاد في المال. فيما يتعلق بالمؤشرات الاقتصادية ، اتضح أن فكرته كانت فاشلة ، لكن عنصر صورتها في جميع أنحاء العالم حقق نجاحًا هائلاً. لم يستطع المسك أن يتمنى إعلانًا أفضل من بنات أفكاره.

اختبار الخطوة

بحلول عام 2013 ، تحسنت معدات الشركة كثيرًا لدرجة أن سبيس إكس أطلقت صاروخ فالكون 9 على أمل إنقاذ المرحلة الأولى للرحلات المستقبلية. أخيرًا ، تمكن ماسك من البدء في إدراك مهمته الرئيسية - اختراع جهاز قابل لإعادة الاستخدام. في 13 سبتمبر ، تم إطلاق تعديل جديد لمركبة إطلاق عائلة فالكون من قاعدة فاندنبرغ الجوية. ساعد محرك Merlin 1D الموجود عليه في إطلاق العديد من الأقمار الصناعية في المدار الأرضي المنخفض (مدار مرجعي منخفض). في المجموع ، في هذا اليوم ، نقل الجهاز ما يقرب من 13 طنًا من البضائع إلى الفضاء. أثناء إطلاق وانفصال المرحلة الأولى ، تم إجراء اختبار لعودته إلى الأرض. لكن مشروع Grasshopper الفخم ، الذي كان من المفترض أن يكون الأكثر نجاحًا منذ إنشاء شركة SpaceX ، فشل.

إطلاق صاروخ ليلي
إطلاق صاروخ ليلي

بسبب عدم الدقة في الحسابات والدوران غير المتوقع للمرحلة الأولى خلال فترة الكبح ، التغذيةانطلق الوقود من الخزانات بشكل متقطع ، مما أدى إلى تدمير المرحلة الأولى والتخلي عن الاختبار المخطط الثاني. وفقًا للخطة الأصلية ، كان من المفترض أن تقوم بمهمة إطلاق مركبة فضائية إلى مدارات أعلى مع تشغيلات متعددة للمحركات. نظرًا لأن الفشل في المرحلة الأولى كان غير متوقع تمامًا بالنسبة للمطورين ، فقد كانوا خائفين من اتخاذ قرار بشأن الاختبار الإضافي الثاني. ومع ذلك ، تم تحديد سبب فشل العملية. كان تجميد الوقود. تم إطلاق ما مجموعه ثلاث عمليات إطلاق لفالكون 9 في عام 2013 ، تضمنت إحداها وضع قمر صناعي في مدار النقل الجغرافي.

هناك عودة للمرحلة الاولى

لفهم سبب أهمية تحقيق Elon Musk للمحافظة على الخطوة الأولى ، هناك بعض الإيجابيات لصالح هذه الفكرة. أولاً ، يعد استخدام نفس المحرك بشكل متكرر أرخص بكثير من تثبيت محرك جديد قبل كل بدء تشغيل. إنه مثل مالك السيارة قبل الرحلة التالية لتغيير المحرك. التكاليف غير قابلة للقياس بالطبع ، لكن المثال أكثر من مجرد توضيح. ثانيًا ، حتى مع الإصلاح الهائل ، سيظل المحرك أرخص من المحرك الجديد ، وبالتالي ، وإن كان في شكل تالف إلى حد ما ، لكن إعادته مرة أخرى قد يؤدي إلى خفض تكلفة المشروع ككل. لكن ماسك لا يزال رجل أعمال. وثالثًا ، يمكن تنظيم عمليات إطلاق جديدة بالمال الذي تم توفيره. لذلك ، كان لديه آمال كبيرة في صاروخ SpaceX Falcon 9 ، والذي كان قادرًا بالفعل على التعامل مع العديد من المهام الجادة.

منصة سبلاش داون فالكون 9
منصة سبلاش داون فالكون 9

أولاتم تنفيذ عملية ناجحة لإعادة المرحلة الأولى في عام 2014. في المجموع ، خلال هذه الفترة ، تم إطلاق ست عمليات إطلاق لمركبات الإطلاق. كل ذلك من منصة الإطلاق في كيب كانافيرال. في ثلاث منها ، تم إنتاجها في 18 أبريل و 14 يوليو و 21 سبتمبر ، تم التخطيط لتنفيذ عمليات لإعادة المرحلة الأولى. لسوء الحظ ، نظرًا للظروف الجوية غير المواتية في منطقة توزيع المياه وحسابات المصممين الخاطئة غير الدقيقة ، لم يكن من الممكن حفظ المراحل الأولى. غرقوا جميعا. لكن القياس عن بعد للطيران أظهر أن جميع التجارب الثلاث كانت ناجحة ، وانخفضت المراحل في المربعات المعطاة.

اختراق 2015

لكن الانتصار الحقيقي لماسك شهده عام 2015. ولا تكمن النقطة في أنه خلال هذه الأشهر الـ 12 نجح بالفعل في تنفيذ سبع رحلات ، وانتهت اثنتان من التجارب الأربع الخاصة بعودة المرحلة الأولى بشكل إيجابي. تمكن أحد صواريخ سبيس إكس فالكون 9 ، الذي تم إطلاقه في 11 فبراير ، من نقل المركبة الفضائية إلى نقطة لاغرانج خارج مدار الأرض. أصبحت ثلاث شركات حكومية أمريكية شركاء في المشروع: NASA و NOAA و USAF. هذا الأخير زود العملية بتركيب رادار. بسبب إخفاقاتها ، تم تأجيل إطلاق الصاروخ عدة مرات ، لكن في النهاية تم تنفيذه بنجاح كبير.

إن خسارة المراحل الأولى في جميع عمليات الإطلاق السبع على خلفية هذا الاختراق الكبير لم تفعل شيئًا يذكر لتطغى على منشئ SpaceX. لقد فهم أنه في المستقبل القريب جدًا سيكونون قادرين على القيام بهبوط أكثر دقة في المربعات المخصصة لذلك ، ولن يكونوا قادرين على الادخار فحسب ، بل أيضًا إعادة الاستخدام. بعد كل شيء ، مرة واحدةفي الحال ، تبين أن التجارب التي أجريت على هبوطهم كانت أكثر نجاحًا. ومع ذلك ، كانت إحدى رحلات عام 2015 كارثية لشركة Elon Musk. في 139 ثانية ، انفجر صاروخ SpaceX Falcon 9 ومعه مركبة Dragon الفضائية. في الدراسات اللاحقة ، كان من الممكن إثبات أن أسباب تدمير الناقل كانت أعطال المرحلة الثانية. ومع ذلك ، فإن الفشل لم يطيح برائد الأعمال ، وفي ديسمبر من نفس العام قام بالإطلاق التالي لـ Falcon 9 بإطلاق 11 قمراً صناعياً في مداراتهم. علاوة على ذلك ، بعد أن هبطت في كيب كانافيرال ، حيث بدأت ، سرعان ما انطلقت المرحلة الأولى بعد الإصلاحات مرة أخرى.

يختار العملاء فالكون 9

بحلول عام 2016 ، حشد Elon Musk الدعم ليس فقط من قبل الشركات الحكومية في الولايات المتحدة ، ولكن أيضًا من الدول الأخرى. بحلول هذا الوقت ، كان ينطلق في المدار ، بالإضافة إلى الأقمار الصناعية الأمريكية لكوريا الجنوبية وإيطاليا وفرنسا وتركمانستان. تم تنفيذ معظمها تحت رعاية وكالة ناسا. كان الأمر كذلك مع رحلات مركبة دراجون الفضائية إلى محطة الفضاء الدولية في عام 2012. تم الإطلاق الأول لصاروخ SpaceX Falcon 9 في 22 مايو كجزء من برنامج COTS Demo Flight للمهمتين الثانية والثالثة معًا. تمكنت المركبة الفضائية من الاقتراب من محطة الفضاء الدولية على مسافة عشرة أمتار ورصيف. في اليوم السادس ، ذهب دراجون في رحلة عودة ورشوا في المحيط الهادئ قبالة سواحل كاليفورنيا في 31 مايو.

إطلاق الأقمار الصناعية في المدار
إطلاق الأقمار الصناعية في المدار

لم تكن الرحلة الثانية لـ Dragon إلى محطة الفضاء الدولية ناجحة: لم يكن من الممكن إعادة إطلاق المرحلة الثانية ، ونموذج الاختبار للقمر الصناعي Orbcomm-G2 ، بعد يومين من إطلاق مركبة الإطلاق ، انحرف عن المدار واحترق في الغلاف الجوي. تم إطلاق SpaceX Falcon 9 من Cape Canaveral Launch Pad SLC-40 في 8 أكتوبر 2012. كما كانت تديرها وكالة ناسا. حتى عام 2016 ، كان هذا هو موقع الاختبار الرئيسي لصواريخ سبيس إكس ، حتى دمره أحدهم في انفجار.

كارثة على منصة الإطلاق

حدث في 1 سبتمبر 2016. قبل يومين من الإطلاق المقرر لمركبة الإطلاق SpaceX Falcon 9 مع ساتل الاتصالات Amos-6 على متنها ، كان من الضروري إجراء اختبار احتراق. وقع انفجار قوي وحريق لاحق في منطقة المرحلة الثانية أثناء ملء الخزان بالأكسجين السائل.

تمكن الخبراء من إثبات أن التغيير في تكوين اسطوانات الهليوم المضغوط أدى إلى المأساة. تشكلت انحرافات في طبقات الألمنيوم للجدران الداخلية للخزانات ، والتي كانت مطلية خارجيًا بألياف الكربون. وفي داخلها ، بين الطبقتين الداخلية والخارجية ، تراكم الأكسجين السائل ، والذي اشتعل لاحقًا. قبل وقت قصير من إطلاق الصاروخ ، تم تغيير تكوين الأسطوانات لتحديث المعدات ، لكن لم يتم إجراء اختبار مناسب. مع عمليات إطلاق أخرى ، تقرر العودة إلى الخزانات ذات التصميم المجرب.

انفجار مركبة إطلاق فالكون 9
انفجار مركبة إطلاق فالكون 9

بعد هذا الفشل ، لم يطلق Musk SpaceX Falcon 9 مرة أخرى في عام 2016. وتشير روايات شهود العيان عن هذه المأساة إلى أن الكارثة أصبحت خيبة الأمل الرئيسية لمبدع شركة الفضاء الخاصة والشركة الأكثر ربحية بحلول هذا الوقتطوال تاريخها. قرر الإطلاق التالي في يناير 2017.

18 يبدأ. من بين هؤلاء كلهم كانوا ناجحين

منصة إطلاق SLC-40 في Cape Canaveral لم تعد قيد الاستخدام لفترة طويلة. تم إطلاق صواريخ عائلة فالكون 9 إلى قاعدة فاندنبه وموقع مركز كينيدي. منذ الأول في 14 يناير ، تم إطلاق عشرة أقمار صناعية من الجيل الجديد إيريديوم بنجاح في المدار. كان هذا الإطلاق تعزية من نواح كثيرة لإيلون ماسك بعد كارثة سبتمبر. كان إجمالي وزن الحمولة الصافية حوالي 10 أطنان. كان من الممكن قيادة المرحلة الأولى بنجاح على المنصة العائمة Just Read the Instructions. لذلك ، تم لاحقًا إطلاق SpaceX Falcon 9 مع إطلاق Iridium 4 (نوع من أنظمة الاتصال الهاتفي عبر الأقمار الصناعية التي بدأ الطلب عليها في الازدياد ، وزاد عدد الطلبات) إلى حد كبير بفضل عمليات الإطلاق الناجحة التي تم تنفيذها في بداية عام 2017.

في المجموع هذا العام ، نفذت شركة SpaceX 18 عملية إطلاق ، ولم يؤد أي منها إلى أي خسائر كبيرة. عادت المراحل الأولى إما إلى مواقع منطقة الهبوط الثابتة ، أو إلى المنصات العائمة. تم إطلاق الأقمار الصناعية بنجاح في المدارات. كان من الممكن إعادة استخدام كبسولة الهبوط المضغوط لمركبة دراجون الفضائية ، وإطلاق طائرة بوينج X-37B الفضائية ، وتوسيع جغرافية العملاء ، وغير ذلك الكثير. قدمت كل هذه النجاحات تعويضات ملموسة عن الخسائر المالية للكارثة في كيب كانافيرال. وبالطبع ، حقق إطلاق S PaceX Falcon 9 مع أقمار Iridium NEXT نجاحًا تجاريًا.

سر زوما

بالإضافة إلى كل النجاحات المؤكدة أعلاه لشركة Ilonaيمكن تمييز قناع آخر ، والذي تمت ملاحظته خلال السنوات الثلاث الماضية. تم تقليل الفاصل الزمني بين إطلاق الصواريخ الحاملة بشكل ملحوظ. في بعض الأحيان ، مرت أيام قليلة فقط بين عمليات إطلاق Falcon 9. تكمن ميزة موظفي الشركة أيضًا في حقيقة أنه غالبًا ما يتم إرسال الصواريخ التالية إلى الفضاء من نفس الموقع. كما هو الحال مع إطلاق SpaceX Falcon 9 من موقع مركز كينيدي في 3 و 23 يونيو 2017. وبعد يومين ، تم استخدام الموقع في قاعدة فاندنبي مرة أخرى.

زوما السرية للشحن
زوما السرية للشحن

مرة أخرى ، كان Elon Musk ينوي مفاجأة المجتمع المهتم في نوفمبر 2017. لكن تم تأجيل إطلاق صاروخ يحمل شحنة سرية تحمل الاسم الرمزي زوما إلى يناير 2018. في الثامن من هذا الشهر ، تم إطلاق صاروخ بجهاز غامض بنجاح لأحد عملاء الحكومة الأمريكية ، والذي لم تتمكن وسائل الإعلام من معرفة اسمه بعد. ومع ذلك ، سرعان ما ظهرت رسالة مفادها أنه لا يزال من غير الممكن وضع القمر الصناعي السري في المدار. كان Zuma لا يزال على متن SpacexFalcon 9 ، وهذا ليس مخفيًا على الإطلاق في شركة Musk ، لكنهم يفضلون عدم اللجوء إلى التعليقات التفصيلية بسبب المهمة السرية للغاية للكائن الذي تم إطلاقه.

آمال و واقع

لا يُتوقع حدوث أي تقدم كبير في تطوير الشركة من المهمة السرية في SpaceX. سيتم تنفيذ عمليات الإطلاق وفقًا للجدول الزمني المحدد مسبقًا. في عام 2018 وفي فترات لاحقة ، تم التخطيط لعدة عشرات من عمليات إطلاق Falcon 9 ، ومراجعات ومراجعات الخبراء التي يتفقون على شيء واحد:المهمة الرئيسية - ابتكار مركبة إطلاق قابلة لإعادة الاستخدام ، لجعل الوصول إلى الفضاء أكثر سهولة - حقق ماسك ، لكنه لم يستعمر المريخ أبدًا ، ولم يحقق انخفاضًا كبيرًا في تكلفة إنتاج إطلاق واحد. من خلال إنشاء شركته في عام 2010 ، كان ينوي تحقيق المزيد بحلول عام 2018.

مركبة الإطلاق Falcon 9
مركبة الإطلاق Falcon 9

ربما سيفتح الإطلاق الفضائي لـ Zuma SpaceX Falcon 9 في المستقبل القريب آفاقًا جديدة لوكالة الفضاء الخاصة ، حيث يتحدث اسم الشركة المصنعة للكائن السري - Northrop Grumman Corporation - عن نفسه. ومع ذلك ، فإن مشروع إنشاء جيل جديد من مركبة الإطلاق Falcon Heavy يمكن أن يحقق نجاحًا أكبر لـ Musk. اليوم هو الأكبر من بين كل ما تم إنشاؤه على الإطلاق ، وينتمي إلى فئة الطبقة الثقيلة. إن قوتها قادرة على إيصال المزيد من البضائع إلى الفضاء ، وتقليل تكلفة رحلة واحدة بعشرات المرات وتحقيق وفورات في عدد عمليات الإطلاق. بالإضافة إلى ذلك ، من المخطط استخدامه بشكل متكرر.

موصى به: