[Запуск и посадка успешны] Этой ночью SpaceX впервые попытается посадить первую ступень ракеты Falcon 9 на сушу

Ракета Falcon 9 готовится к статическим испытаниям на стартовом комплексе, SpaceX.

21 декабря в 4:29 утра по московскому времени частная космическая компания SpaceX выведёт 11 телекоммуникационных спутников компании Orbcomm с помощью ракеты-носителя семейства Falcon 9. Запуск спутников связи нельзя назвать чем-то неординарным — подобное случается регулярно. Интерес вызывает побочная задача запуска. У компании Илона Маска впервые возник шанс отработать посадку первой ступени ракеты на сушу с целью изучения возможности повторного использования частей ракет для удешевления стоимости пуска.


Полезная нагрузка запуска, Orbcomm.com.

Есть сразу несколько причин пристально следить за этим запуском:

• Последний раз SpaceX отправляла ракету в небо 28 июня 2015 года. Falcon 9 v.1.1 должна была отправить к МКС грузовой корабль Dragon без людей на борту. Старт закончился неудачей. Через 2 минуты 19 секунд после запуска ракета взорвалась, а полезная нагрузка была утеряна. За полгода SpaceX не запустила ни одной ракеты. Вероятная причина аварии была найдена — это бракованная распорка бака наддува с жидким гелием. Новый запуск должен показать, что проблема ракеты Falcon 9 была устранена. На кону миллиарды долларов контрактов по запуску коммерческих спутников, грузов для МКС и будущих астронавтов НАСА.
• Это первый запуск ракеты-носителя Falcon 9 v1.2. Новый вариант является дальнейшей модификацией v.1.1, что отражается во втором имени ракеты — Falcon 9 v1.1 Full Thrust. Целью было создание первой ступени, которая пригодна к спасению при выведении нагрузки на более разнообразные орбиты, включая крупные спутники на геосинхронные орбиты. Ракета выше на 1,2 метра: её высота с обтекателями полезной нагрузки составляет ровно 70 метров. Обновлению подверглись двигатели первой и второй ступени, решётчатые рули, ноги первой ступени, на которые она должна садиться, и системы разделения ступеней.
• Окислитель (кислород) будет охлаждён до температуры −206°. Это ниже температуры кипения кислорода, которая составляет −183°, и чуть выше температуры плавления (−219°). Как утверждает глава SpaceX Илон Маск, это первый случай использования настолько холодного жидкого кислорода. Керосин будет охлаждён до температуры в −7°. Из-за дополнительного охлаждения вырастёт плотность топлива.
• SpaceX пытается создать ракету, части которой будут использоваться повторно. Подобное решение должно значительно удешевить каждый запуск. По замыслу конструкторов после отделения первой ступени она должна приземляться на специальной площадке. Затем её можно использовать повторно. Ещё никто в мире не делает подобного, но SpaceX пытается претворить эту идею в жизнь. Новый запуск должен закончиться очередной попыткой посадить первую ступень ракеты Falcon 9. Все предыдущие оборачивались разрушениями различной степени тяжести. Во время первой в приводе управления закончилась жидкость, и ступень жёстко упала на баржу. При запуске космической обсерватории DSCOVR от попытки посадки пришлось отказаться из-за плохих условий в море. В третий раз ступень села, но качнулась и упала со взрывом.
• Предыдущие попытки посадки первой ступени производились на автономную баржу в открытом море. В этот раз SpaceX получила необходимые разрешения и подготовила площадку Landing Complex 1. Этот запуск впервые закончится попыткой посадки первой ступени ракеты Falcon 9 на сушу.

Вообще, запуск должен был состояться этой ночью, но его вынужденно отложили. В пятницу вместо среды было проведено тестовое включение ракетных двигателей. Обычно SpaceX производит свои запуски через 2—3 дня после статических тестов двигателей. Задержки с этой проверкой и послужили причиной сдвига сроков. Была проблема с охлаждением компонентов топлива, но всё же тест состоялся.

Похожий тест в сентябре.

Ранее на этой неделе в море вывели одну из барж для посадки. Считается, что место для посадки — автономная баржа в море или Landing Complex 1 — будет выбрано перед запуском.

Неофициальная инфографика хода процесса запуска и посадки от художника zlsa.

Вывод 11 спутников связи Orbcomm не отличается интересными деталями. Ракета оторвётся от поверхности стартового комплекса SLC-40 на мысе Канаверал. Первая ступень отработает отведённое ей время и отделится от ракеты. Вторая ступень продолжит выводить полезную нагрузку на заданную орбиту. А первая ступень выполнит манёвр торможения и коснётся поверхности посадочной площадки через примерно 10 минут после запуска. Управлять снижением помогут решётчатые рули. Высокий и шаткий летательный аппарат должен стабильно встать благодаря четырём ногам.

Посадочных площадок пять. Основная имеет размеры 60×60 метров. Бетон призван выдержать жар ракетного двигателя и вес ступени. Помогают ему в этом ≈230 метров в диаметре щебня и земли, окружающие площадку. Ещё четыре диаметром ≈45 метров разбросаны вокруг на случай ошибок систем. Документы утвержают, что пока нет планов производить одновременную посадку нескольких ступеней. Анимация запуска Falcon Heavy говорит об обратном.

Landing Complex 1 (LC-1) или Landing Zone 1 (LZ-1). Отмечены главная (выделено зелёным) и запасные (выделено синим) посадочные площадки.

Если все стадии этой операции пройдут успешно, то просто так подойти к ступени будет нельзя. Хотя большая часть окислителя и горючего будет истрачена, в ней ещё будут остатки топлива, взрывоопасные электрические батареи и пироболты. С соблюдением необходимых процедур безопасности из ракеты сольют керосин и жидкий кислород, стравят газы системы наддува, деактивируют системы самоуничтожения.

Ступень погрузят и перевезут на площадку LC-39A. Этот объект обладает богатой историей: с него ракеты «Сатурн-5» отправляли людей на Луну, и долгие годы после этого космодром использовали для пусков шаттлов. SpaceX арендовала площадку у НАСА на 20 лет и оборудовала под свои нужды. Там ступень будут исследовать. Её поставят на стартовую площадку и будут прогонять различные тесты. Конечно, всё это будет возможно только при условии удачной посадки.

Схематическое положение объектов на мысе Канаверал. Легко найти LC40 (место запуска), LC13 (место посадки) и LC-39A, где первую ступень будут исследовать в случае удачной посадки.

Тем временем местные жители получают предупреждения о возможных сверхзвуковых хлопках. Последний раз такое случалось в 2011 году, когда заканчивался последний из полётов шаттлов. Персоналу и гостям Космического центра Кеннеди в случае срабатывания системы оповещения рекомендуется искать убежище и избегать нахождения рядом со стеклянными дверями и окнами. Запрещены попытки наблюдать за запуском или посадкой с небезопасных мест. Небо временно закрыли для полётов: первая зона покрывает стартовую площадку, вторая побольше закрывает место посадки.

21 декабря в 4:29 утра по Москве открывается 60-секундное стартовое окно, в которое произойдёт запуск. Утверждается, что окно такое маленькое, поскольку Федеральному управлению гражданской авиации США не хочется прерывать плотный предпраздничный воздушный трафик на несколько часов. Если запуск не состоится этой ночью, то следующее пятнадцатиминутное стартовое окно открывается во вторник. Но погода располагает к удачному старту: 20 процентов шанса дождя, 90 процентов вероятности удачных метеоусловий.

За видеотрансляцией запуска можно будет следить в Сети:

www.spacex.com/webcast
Трансляция на YouTube

Обновлено 2015-12-21 01:00: Старт отложен на примерно сутки, поскольку шанс удачной посадки завтра на 10 % выше. Новое время запуска — 22 декабря в 4:33 утра по московскому времени. Orbcomm опубликовала свежую фотографию ракеты.