На днях компания Илона Маска SpaceX успешно осуществила очередной запуск ракеты 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 ускорителей 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. 14 апреля 2014 года был подписан договор аренды между NASA и SpaceX, которым стартовая площадка LC-39A передается в эксклюзивное пользование SpaceX на 20 лет.
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 вернуть 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 инструмента для отправки оборудования для колонистов на Марс или Луну.
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.
Комментарии (38)
Jeffryxon
19.07.2016 22:55+12космического корабля Falcon 9
Опять...?
Мы надеемся восстановить все три ракеты Falcon Heavy.
Ну ёлки-палки, так переводить можно только совсем не пытаясь понять смысл текста. В данном котексте "recover" означает попытку приземления, возвращения. Сам твит о том, что будет осуществлена попытка посадки для всех трёх (центрального и двух боковых) бустеров одной ракеты Falcon Heavy в первом тестовом запуске. Пон "надеемся" тут имеется ввиду, что они сами ещё током не уверены, какой сценарий выберут для демонстрации возможностей FH для первого тестового запуска. Максимальная ПН на НОО маловероятна, так как это редкий и невостребованный сценарий, вероятнее тяжёлый макет на ГПО с вовзвратом всех бустеров, или даже что-то на отлётную траекторию.
vasimv
20.07.2016 02:30-3Если зацикливаться на деталях, то, как минимум, первая ступень falcon 9 представляет из себя суборбитальный космический корабль. :)
javax
19.07.2016 23:03+5Для запусков колонистов на Марс он собирается использовать не эту ракету, а делает новую, на метановом двигателе Раптор
marks
19.07.2016 23:20-3Понятно, что ракету будут совершенствовать и дорабатывать, и к Марсу полетит не точно та ракета, которая будет испытываться в ноябре. На сайте SpaceX говорится о Falcon Heavy, также приводится полезная нагрузка при полете к Марсу. Есть и проект еще одной ракеты, да.
Jeffryxon
19.07.2016 23:30+7Дело в том, что совсем не та. Falcon Heavy планируется использовать для отправки на Марс только кораблей Red Dragon, потенциально с научным оборудованием от NASA или других агентств. Колонистов и оборудование для колонии планируется отправлять на сверхтяжёлой Big Fucking Rocket с предполагаемой стартовой массой в районе 6'000 тонн и орбитальной дозаправкой.
Nagg
20.07.2016 00:34Хотелось бы от специалистов услышать разницу между Falcon Heavy и Протон-М (Бриз-М).
zapimir
20.07.2016 00:39+4Так Протон-М в другой весовой категории выступает, он на уровне Falcon 9 FT.
JtHermit
20.07.2016 02:30+1Извините, что отвечаю как неспециалист, но Falcon Heavy стоит сравнивать скорее с Ангарой-А5.
javax
20.07.2016 06:47+1Falcon 9 FT, Протон, Ангара 5 — около 20-22 тонн на низкой орбите
Falcon Heavy стоит сравнивать с SLSsilverjoe
20.07.2016 17:35А вы сравниваете выводимую нагрузку или мощность импульса у поверхности? (если не ошибаюсь в названии).
Насколько я знаю, ракеты летают с разных широт, поэтому любопытно сравнить по всем ключевым параметрам.
Если у вас данные под рукой, выложите пожалуйста.
black_semargl
20.07.2016 13:52-1Пока разница в том, что FH многоразовая. А так — они одинаково шесть с лишним тонн на ГПО выводить будут.
Протону сильно мешает более высокая широта запуска — поэтому на ГСО долетает меньше.
А у FH в нынешней конфигурации минусы:
1) необходимость сажать на сушу
2) явно неадекватная ракете третья ступень.
Поэтому хоть потенциал и в три раза больше — но пока на него спроса нет.dimaver
20.07.2016 15:02+3Falcon Heavy обещают что выведет 22,2 тонны на ГПО (http://www.spacex.com/falcon-heavy).
Falcon 9 FT — 8,3 тонны (без возврата ступени) и 5,5 с возвратом (http://www.spacex.com/about/capabilities).
Миссия SES-9 смогла запустить спутник массой 5271кг на ГПО с попыткой посадить ступень (посадили неудачно), что говорит об адекватности оценки.
С оценкой в шесть с лишним тонн — вы просто перепутали ракету.black_semargl
20.07.2016 18:01Да, FH потенциально 53т на НОО или 21.2 на ГПО.
Но цена в $77 млн только за груз не более 6.4 тонны, иначе вдвое дороже.
Что как бы намекает, что тут какая-то граница есть. Или может быть они хотят даблшот делать 2*6.4 = 13 тонн на ГПО.
Такой груз по-идее укладывается в возвращаемый вариант.dimaver
20.07.2016 18:18+1Наконец понял откуда вы брали цифру в 6,4 тонны — картинка в посте.
Просто если перейти по второй приведенной мною ссылке — там картинка уже немного другая. Цена за запуск FH стала только одна ($90 млн за 8 тонн на ГПО). Возможно сейчас у них есть интерес проводить запуск ракет с возвратом или просто понимание, что выводить настолько тяжелый груз в большинстве случаев нет необходимости, а если уже необходимость есть — тогда будут решать в индивидуальном порядке.black_semargl
20.07.2016 21:17Картинка конечно устаревшая, но подозреваю до реального запуска цифры будут плавать.
Плюс возможны как минимум три конфигурации запуска — с посадкой всех блоков, только боковых и без посадки. И каждый за свою цену.
Ну и тяжёлые спутники под эту ракету тоже начнут делать только когда она докажет свою успешность, а пока будут только слегка модифицированные (например с увеличенным объёмом баков или ещё что по мелочам)Jeffryxon
20.07.2016 22:10+2с посадкой всех блоков, только боковых и без посадки
Во всём этом треде почему-то забыли разделить варианты возвращения на таковые с посадкой центрального блока на баржу и на сушу. Упомянутые выше у dimaver "$90 млн за 8 тонн на ГПО" это очень вкусный вариант с тройной посадкой на сушу. Одним махом и отхватываем большущий кусок рынка ГПО-запусков, пока для возвращаемой F9 недоступный, и сильно упрощаем себе жизнь, исключая ASDS из логистики. При посадке же центрального на
баржукорабль нагрузка на ГПО сразу взлетает до 13+ тонн, так как на его возврат на сушу в первом сценарии расходуется очень много топлива из-за высокой горизонтальной скорости в момент отделения.Mad__Max
21.07.2016 02:01+1Да вариантов по нагрузке и цене вообще множество возможно. Схема очень гибкая получается например:
1. Все 3 сегмента 1й ступени возвращаются назад прямо на стартовую площадку — минимальная выводимая ПН, но и минимальная цена. 90 млн. $ это видимо как раз этот вариант.
2. 2 боковых ускорителя возвращаются назад, центральный на баржу — чуть больше нагрузка и чуть дороже (т.к. баржу гонять туда-сюда на большие расстояния, потом по земле везти, большие затраты по времени и выше риск потери ступени).
3. Все 3 сегмента приземляются на баржи — еще больше нагрузки и дороже
4. 2 боковых ускорителя на баржи, центральный не возвращается (но не значит что он одноразовый — это может быть ступень которая уже X раз летала и которую уже пора «на заслуженный отдых» отправлять пока еще надежность не упала)
5. Все 3 ступени улетают с концом — максимально мозможноая нагрузка (как раз 54 тонны на НОО и 22 тонны на ГПО) и максимальная цена
Поэтому и цены не указываются — это все еще отрабатывать на практике. И с учетом количества возможных вариантов практически с каждым заказчиком с тяжелым грузом (кому мало минимального варианта, который хоть и минимальный но покрывает большую часть текущих потребностей) будет индивидуально обсуждаться схема запуска и договариваться по цене.Jeffryxon
21.07.2016 10:43+2И именно эта гибкость очень интересна, так как позволяет разными сценариями использования одной системы покрыть широкий диапазон классов ракет-носителей с разной грузоподъёмностью и стоимостью.
Eklykti
21.07.2016 07:13очень вкусный вариант с тройной посадкой на сушу.
Вроде как предполагается что будут боковые на сушу, а центральный на баржу же.
Jeffryxon
21.07.2016 10:03Для тех случаев, когда нужна грузоподъёмность такого варианта, да. Но для практически любых телеком-спутников на ГПО она не требуется.
warlock13
20.07.2016 11:57+1Есть предположения (или может быть даже информация) о том, когда станет наконец ясно, имеет ли смысл возвращать первую ступень?
nckma
20.07.2016 13:00По некоторым слухам от недоброжелателей посаженные ступени непригодны для повторного запуска.
Вот не знаю правда это или нет…
voddan
20.07.2016 13:07+2На данный момент SpaceX планирует повторно запустить один из уже приземленных первых ступеней этой осенью. Если запуск удасться, это и будет доказательство целесообразности, так как они доставят полезную нагрузку без постройки еще одной ракеты. Будет интересно посмотреть затраты на починку и тестирование, но они должны быть сильно меньше чем $30M. Еще одна статья расходов для повторного запуска это увеличение страховых выплат для груза, но это решается многократными успешными полетами.
free3er
20.07.2016 14:00+1Все очень странно.
Falcon Heavy в возвращаемой конфигурации на НОО отправляет 8 тонн за 90 млн, что дает $11250 за кг
В одноразовой конфигурации, судя по Вики, он запускает 54,4 тонны на НОО.
Если таблица правдивая (стоимость всей ракеты хеви $90 млн), стоимость 1кг на НОО $1654 за кг.
Даже если увеличить цену ракеты в 2 раза до 180 миллионов, цена становится 3200 за кг, что довольно дешево.Mad__Max
20.07.2016 15:32+2Так для одноразовой конфигурации с максимальной полезной нагрузкой совсем другая цена. Она есть на картинке — еще в 2013м году она была 135 млн. $ за запуск. Сейчас уже планируется дороже.
Чего считали в табличке не понятно — похоже пальцев в потолок тыкали. Во первых взяв уже стоимость с учетом запланированной в компании многоразовости и пытаясь прикинуть экономию за счет того, чтобы многоразовую ракету сделать… многоразовой! И всякие веселые допущения типа того, что стоимость 1й ступени что в F9, что у Falcon Heavy составляет по 75%. Это притом что Falcon Heavy по факту 3 одинаковых 1х ступени, а у F9 только одна, а остальная часть у ракет примерно одинаковая. Т.е. одинаковой доли приходящейся на 1ю ступень не может быть даже приблизительно.
Jeffryxon
20.07.2016 22:14Falcon Heavy в возвращаемой конфигурации на НОО отправляет 8 тонн за 90 млн, что дает $11250 за кг
На НОО даже в полностью возвращаемой (три бустера на сушу) конфигурации должна выдавать 23+ тонны, 31 при посадке центрального на ASDS.
pnetmon
Они не ищут — а пытаются согласовать получение еще двух площадок с рядом имеющейся площадкой.
>>LC-39. Здесь же запускали и ракету Saturn V, которая отправила на Луну «Аполлон-11». С тех пор мощности площадки практически не использовались.
— А откуда тогда запускались шаттлы?
Victor_Grigoryev
Отсюда же. После Сатурнов снесли их стартовый стол и возвели новый, снова уникальный под Шаттлы. В наше время SpaceX, ЕМНИП, уже второй стартовый стол срезала и теперь пилит свой.
mindcaster
Извините за возможно глупый вопрос, но очень интересно: неужели стартовый стол настолько проще выпилить совсем и сделать с нуля, нежели попытаться использовать уже существующий, возможно с какими-то переделками?
black_semargl
Тут определённая терминологическая путаница — стартовая позиция состоит из бетонированной ямы с газоотводами, установленного над ней стартового стола и прочих элементов.
Для шаттлов — снесена была собственно только металлоконструкция с которой происходило обслуживание и заправка (и которая всё равно не нужна потому что шаттлы всё) — а остальное у них возилось на краулере и стоит где-то в районе сборочного комплекса.
А яма — использована с мелкими переделками.
mindcaster
Ясно спасибо
Victor_Grigoryev
Бетонка и яма в земле действительно остаются неизменными, кроме определённого рода ТО ввиду возраста и воздействия предыдущих пусков, а все находящиеся над ними металлоконструкции подлежат демонтажу и возведению новых.
mindcaster
Спасибо