ב- 22 בדצמבר התרחש אירוע שעשוי להיכנס להיסטוריה של האסטרונאוטיקה העולמית. חברת SpaceX האמריקאית ביצעה שיגור מוצלח נוסף של רכב השיגור של Falcon 9 עם מטען בדמות מספר חלליות, שלאחריה שב שלב ראשון שלה לכדור הארץ וביצע נחיתה סדירה. כך, לראשונה בהיסטוריה של תוכנית פאלקון, לא רק ניתן היה להטיל מטען במסלול, אלא גם לנחות בהצלחה את השלב הראשון של רכב שיגור. צפוי כי בעתיד הדבר יקטין משמעותית את עלות שיגור המטען למסלול ובכך יחולל מהפכה של ממש בתחום החלל.
שיגור רקטת Falcon 9, שינוי גרסה 1.2, התקיים ב -22 בדצמבר בשעה 01:29 GMT ממשטח השיגור SLC-40 של קוסמודרום קייפ קנוורל. הרקטה נשאה 11 לוויינים מסדרת Orbcomm-G2. על פי הדיווחים, ההשקה התקיימה במצב רגיל. השלב הראשון הביא את הרקטה לגובה שנקבע מראש, ולאחר מכן נפרדה וחזרה לאתר המקביל של הקוסמודרום. השלב השני הכניס את המטען למסלול בגובה של 620x640 ק מ. יש לציין כי שיגורים מוצלחים של טילי פאלקון 9 עם מטען, כולל בצורה של מדגמים, בוצעו מאז 2010, אך הפעם לראשונה ניתן היה לבצע טיסה על פי תוכנית שהציגה באופן מלא עומד בדרישות הראשוניות של הפרויקט. מטרת השיגור העיקרית הייתה החזרת השלב הראשון לקרקע, ולאחר מכן הוא צפוי לשמש לבניית רכב שיגור חדש.
140 שניות לאחר השיגור, השלב הראשון הרים את רקטת המוביל לגובה של כ -72 ק"מ, בעוד שמהירות הטיסה הגיעה ל -6000 קמ"ש. לאחר מכן, מנועי השלב הראשון כבו וניתקו משאר יחידות הרקטות. בדקה הרביעית של הטיסה, הפיקוד עבר לתחילת התמרון לפני שחזר לקרקע. שלושה מנועים סיפקו סיבוב שלב להעברת מסלול הרצוי. בדקה התשיעית של הטיסה, השלב החל להיכנס לשכבות הצפופות של האטמוספירה, ולאחר מכן החלה בלימה בעזרת מנועים. מיד לפני הנחיתה, המנועים התניעו שוב במצב בלימה, בעוד תומכי הנחיתה שוחררו. לאחר 9 דקות 44 שניות לאחר השיגור, השלב הראשון של רכב השיגור נחת בהצלחה על כרית הנחיתה מספר 1 של הקוסמודרום בקייפ קנוורל.
הכנה מוקדמת של רכב השיגור של Falcon 9 v1.2, 21 בדצמבר
נזכיר כי רכב ההשקה של Falcon 9 v1.2 הוא השינוי החדש ביותר של המשפחה, השונה מקודמיו במספר חידושים. המטרה העיקרית של הפרויקט הייתה להבטיח את החזרת השלב הראשון שהושקע בעת שיגור המטען לכל מסלול. השינויים השפיעו על העיצוב והקיבול של מיכלי הדלק, רכיבי הכוח של השלב הראשון התחזקו וכו '. העלייה בביצועים הביאה לעלייה בגודל ובמשקל הרקטה. מסת ההשקה שלו עלתה ל -541.3 טון, ואורכה עלה ל -70 מ '. המשא נותר על כנו.
החידוש החשוב ביותר בפרויקט Volume 1.2 היה השימוש במנועי מרלין 1D מודרניים, השונים מקודמיהם עם דחף מוגבר. ראוי לציין כי גרסה זו של המנועים מפתחת את מלוא הדחף שמותר העיצוב. במקרה של מנועים קודמים, הייתה מגבלת דחף מכוונת.בתצורה החדשה, תשעה מנועים בשלב הראשון מספקים דחף של 6806 kN בגובה פני הים, בעוד שמנוע יחיד בשלב השני מספק כ- 930 kN. על ידי שינוי הדחף, זמן ההפעלה של מנועי השלב הראשון צומצם ל -162 שניות, זמן ההפעלה המרבי של מנוע השלב השני היה 397 שניות.
בשנים האחרונות SpaceX עבדה על אלגוריתמי החזרה והנחיתה בשלב הראשון. בתחילה בוצעו נחיתות מדומות על מים, ולאחר מכן אפשר היה להתחיל בבדיקות מן המניין עם נחיתה באתרי יבשה או כלי ים מיוחדים. מספר שיגורים שאפשרו להכניס את המטען למסלול לא הסתיימו בנחיתה מוצלחת: השלבים הראשונים של רכבי השיגור ניזוקו או נהרסו באופן קבוע. רק ב- 22 בדצמבר 2015 ניתן היה לבצע בלימה, ירידה ונחיתה ללא בעיות. שלב הכניסה לחזרה השלים בהצלחה את כל התמרונים הדרושים וביצע נחיתה רכה באתר המוקצה.
חברת פיתוח הרקטות Falcon 9 שמחה על הצלחתה. ההשקה האחרונה הסתיימה בהשלמה מוצלחת של כל המשימות שהוצבו ומאשרת את האפשרות הבסיסית ליישם את התוכניות הקיימות. SpaceX מתכוונת לא רק ליצור פרויקט, אלא גם להתחיל בהפעלה מלאה של רכב שיגור חדש. לפני זמן רב דיווחו המומחים של חברת המפתחים על היתרונות של ארכיטקטורת הרקטות המוצעת ועל היתרונות של השלב הראשון הניתן לשחזור. על ידי החזרת הקרקע לשלב הראשון, המצויד בתשעה מנועים מורכבים ויקרים למדי של משפחת מרלין, הוא מתוכנן להפחית באופן דרמטי את עלות שיגור הרקטות ובכך להפחית את עלות העברת המטען למסלול.
על פי הדיווחים, SpaceX בוחנת את השלב הראשון שהתאושש. תוצאת מחקר זה צריכה להיות הערכה של ביצועי היחידות וקביעת האפשרות לשימוש חוזר שלהן. יתר על כן, כך יהיה צורך לבצע שיגור נוסף, שיסייע להוכיח את האפשרות להשתמש מחדש בבמה שכבר הוטסה. העיתוי המדויק של ההשקה המחודשת טרם פורסם. השיגור הבא של רקטת פאלקון 9 אמור להתקיים בינואר בשנה הבאה, אך עדיין לא ידוע אם היא תשתמש בשלב הראשון שנבדק.
חברת הפיתוח טוענת כי השימוש בשלבים ראשונים הניתנים לשימוש חוזר ישיג הפחתה משמעותית בעלויות ההתחלה. האפשרות לעבודה כזו טרם אושרה על ידי בדיקות, אך מחברי הפרויקט אופטימיים לגבי העתיד. יתר על כן, לוח הזמנים המשוער של רקטות Falcon 9 עם מטען כזה או אחר נקבע לשנים הקרובות. במקביל להשקות מעשיות, יבוצעו מחקרים שונים שמטרתם להשיג את המטרות שנקבעו.
שיגור רקטות, 22 בדצמבר (21 בדצמבר שעון מקומי)
כפי שאתה יכול לראות, זה עדיין רחוק מתחילת ההפעלה המלאה של רכבי שיגור עם שלבים ראשונים לשימוש חוזר. אף על פי כן, הצעד האמיתי הראשון לקראת השגת מטרה זו כבר נעשה. קשה לומר כמה זמן יימשך כל תהליך השליטה בטכנולוגיות חדשות. כנראה שתוצאות אמיתיות יושגו עד סוף העשור הזה. כך שבעתיד הקרוב מאוד עשויה להתרחש מהפכה של ממש באסטרונאוטיקה.
רכב השיגור של Falcon 9 v1.2 פתר עד כה רק באופן חלקי את המשימה: רק שיגור מוצלח אחד הושלם עם החזרה והנחיתה הרגילה של השלב הראשון. עם זאת, בהתחשב בקצב הפיתוח והיישום של הפרויקט, יש כבר צורך לבצע תחזיות לעתיד ולנסות לחזות אילו תוצאות יהיו להופעתה של מערכת רקטות לשימוש רב פעמי לקוסמונאוטיקה העולמית. ניתן להניח כי השלמת פרויקט Falcon 9 עשויה להשפיע גם על תוכנית החלל הרוסית, שהיא מהמובילות בעולם.
בתצורה הנוכחית, רכב השיגור של Falcon 9 מסוגל לשגר מטען במשקל של עד 13, 15 טון למסלול התייחסות נמוך. עבור מסלול העברה גיאו, פרמטר זה הוא 4.85 טון. לפיכך, מבחינת פרמטרים בסיסיים, רכבי השיגור הזרים האחרונים אינם נחותים מאלה הקיימים ברוסית. מערכות ברמה דומה או אפילו עדיפות עליהן. בהתחשב בהוזלה המובטחת בעלויות השיגור, פרויקט Falcon 9 עשוי להוות איום על עתידה של משפחת הטילים סויוז -2 וגרסאות קלות של האנגרה.
כך, בעתיד הנראה לעין, כלי השיגור הרוסים העיקריים, כולל החדשים ביותר, יוכלו לשמור על מיקומם בשוק לשיגור חלליות למסלולים עם פרמטרים שונים. במקרה של נקודת מבט רחוקה יותר, המצב עשוי להיראות גרוע יותר. עם המאפיינים הקיימים והאפשרות להפחית את עלות השיגורים, טיל Falcon 9 בגרסאות הנוכחיות או החדשות מסוגל לזכות בנתח שוק מסוים, ולדחוף החוצה עמיתים רוסים וזרים כאחד. בהחלט ייתכן שבשלב מסוים היקף השיגור של טילים כאלה יוגבל רק על ידי יכולות הייצור של חברת המפתחים.
אף על פי כן, הקוסמונאוטיקה הרוסית מסוגלת בהחלט לשמור על חלק ממגזרי השוק המפותחים, כמו גם להגדיל את נוכחותה בהם. נכון לעכשיו, למדינה שלנו יש רקטת נושאת כבדה "פרוטון- M", המסוגלת לספק עד 23 טון מטען ל- LEO וכ -6, 75 טון ב- GPO. בנוסף, מפותח פרויקט חדש "Angara-A5". רקטה מבטיחה תוכל להרים לפחות 24 טון למסלול התייחסות נמוך ו -5.4 טון למסלול העברה גיאו - עד 12 טון.
SpaceX, במקביל לעבודה על רכב השיגור הבינוני של Falcon 9, מתכננת מערכת Falcon Heavy כבדה עם ביצועים מוגברים. נטען כי רקטה זו תוכל לספק כ -53 טון מטען למסלול התייחסות נמוך ועד 21.2 טון למעבר גיאוגרפי. פיתוח פרויקט Falcon Heavy הוכרז בשנת 2011, וההשקה הראשונה תוכננה במקור ל -13. בעתיד, עיתוי ההשקה הראשונה, כמו גם העלות, הותאמו שוב ושוב. כרגע ההשקה הראשונה מתוכננת למאי 2016. השיגור של 6, 4 טון למסלול העברה גיאוגרפית מוערך ב -90 מיליון דולר.
בפרויקט של רקטה כבדה, היא אמורה להשתמש בהתפתחויות על הפלקון 9, כלומר, האלמנטים המבניים שהוחזרו לקרקע. בשל כך מוצע להפחית את עלות השיגור והכנסת מטענים שונים למסלולים מסוימים.
במסגרת פרויקט Falcon Heavy, מתוכנן ליצור רכב שיגור בעל מאפיינים גבוהים במיוחד, אך עד כה מדובר בכוונות בלבד, שאינן נתמכות בתוצאות מעשיות. אב הטיפוס הראשון של רקטה מבטיחה ימריא לא לפני סוף האביב של השנה הבאה, ולאחר מכן ייקח קצת זמן לעבד אלמנטים שונים של הפרויקט. כתוצאה מכך טרם נקבע עיתוי קבלת המאפיינים המקסימליים המוצהרים בפועל. יתר על כן, הם יכולים לעבור באופן משמעותי לימין עקב בעיות בשלב זה או אחר הקשור לצורך להחזיר חלק ממודולי הטילים.
ניתן להניח כי הסיכויים העתידיים של תוכנית Falcon, המיושמת על ידי SpaceX, אינם נראים חד משמעיים, אך באופן כללי חיוביים. טיל Falcon 9 הקיים באמצע טווח כבר מעביר בהצלחה מטען למסלול, אם כי הוא לא מצליח במיוחד להחזיר את השלב הראשון שהושקע לקרקע. מבין מספר הטיסות בתוכנית שסופק הליך זה, רק אחת הצליחה. עדיין לא ברור לגמרי אם יהיה אפשר לחזור על הצלחה זו בעתיד הנראה לעין.עם זאת, אנו כבר יכולים לדבר על הופעתו של רכב שיגור תחרותי חדש, שיכול לסחוט מערכות אחרות ולתפוס את מקומו בשוק.
נחיתה שלב ראשון לאחר טיסה
באשר לפרויקט Falcon Heavy, סיכוייו עדיין מעורפלים. אם התוכניות הקיימות מתממשות, מערכת זו באמת מסוגלת לזכות בנתח שוק משמעותי ולקבל הזמנות מסוכנויות חלל במדינות אחרות. עם זאת, פיתוח הפרויקט הזה טרם הושלם וככל הנראה היא מתמודדת עם קשיים מסוימים. כתוצאה מכך, מועדי השיגור של רקטה כזו הוזזו שוב ושוב, ועבודה נוספת תסובך הן על ידי תכונות העיצוב של רכב השיגור הכבד והן על ידי הדרישות להחזרת היחידות עם שימוש חוזר לאחר מכן.
באשר לסיכויי תעשיית החלל הביתית לאור ההישגים של SpaceX, המצב באזור זה עשוי להיות קשור לבעיות מסוימות. מתחרה מבטיחה צמחה בשוק מטעני החלל, שמסוגלת בהחלט לזכות בנתח משמעותי של לקוחות בתחום החלליות הקלות והבינוניות. בנוסף, המתחרה הזה מתכוון להשיג מקום בתחום הכבד, שלשמו היא מפתחת רקטה מקבילה.
למרבה המזל של חברות מקומיות וזרות בתעשיית החלל, במאבק על השוק, SpaceX תצטרך להתמודד מול מתחרים רבים מול מנהיגי שוק מוכרים מרוסיה, ארצות הברית ומאירופה. לכן, סביר להניח שהמאבק על השוק לא יהיה פשוט, וזה יחול על המגזרים הבינוניים והכבדים כאחד. בנוסף, אסור לשכוח שלא כל הבעיות הגדולות נפתרו, ולכן לתוכנית Falcon עדיין אין את היתרונות המתוכננים על פני מתחריה.
עם זאת, למרות כל השאלות של חלוקת השוק, יש להודות כי ההשקה האחרונה היא אכן אירוע ציוני בהיסטוריה של האסטרונאוטיקה העולמית. זה מראה שחברות פרטיות בתעשיית החלל באמת מסוגלות לא רק לבנות ציוד חדש, אלא גם לפתור כמה נושאים, לפני המנהיגים המוכרים בנושא, כמו סוכנויות ממשלתיות ומבנים אחרים. ב -22 בדצמבר הצליחה חברה פרטית לא רק להכניס את המטען למסלול, אלא גם להבטיח את החזרת השלב הראשון של רכב השיגור למשטח הנחיתה. למרות שהסיכויים העתידיים של הרקטות והשוק עדיין עשויים להיות מחלוקת, כמעט אף אחד לא יסכים עם העובדה שמתחיל עידן חדש בהיסטוריה של תעשיית החלל.
