Falcon Heavy — возможности ракетоносителя

Американская космическая ракета Falcon Heavy (Фалькон Хэви, «Тяжелый «Сокол»») от компании SpaceX (детище Илона Маска) в настоящее время является самой мощной и грузоподъемной ракетой в мире. При стартовой массе почти полторы тысячи тонн (1 420 788 кг) Falcon Heavy теоретически способна вывести на низкую околоземную орбиту груз весом в 64 тонны — т.е. вес пассажирского лайнера типа «Боинг-737» вместе с пассажирами, багажом и топливом. Для сравнения — российский ракетоноситель «Протон М» поднимает до той же высоты груз в 23 тонны, а американский ракетоноситель «Дельта-IV в рамках программы «Спэйс Шаттл» «осиливал» 24 тонны полезного груза.

Американская частная космическая компания SpaceX предлагает повторное использование ступеней космических ракет

Американская частная космическая компания SpaceX предлагает повторное использование ступеней космических ракет

Таким образом, если брать чисто теоретические расчетные данные, Falcon Heavy является действительно мощным шагом вперед — по сравнению с ближайшим «конкурентом», этот ракетоноситель способен вводить в 2,5 раза больше груза, при этом его запуск, если верить производителю, стоит всего треть от стоимости запуска той же «Дельта-IV».

Основа конструкции «тяжелого «Сокола»» — связка из трех ракет «Falcon 9» (т.е. «Сокол-9»), служащих ракетоносителю в качестве первой ступени. Каждая из трех Falcon’ов оснащена 9-ю двигателями «Мэрлин 1D», что в совокупности дает 27 двигателей суммарной тягой  5 000 000 фунтов. Опять же сравнивая с пассажирскими «боингами», это примерно соответствует мощности вырабатываемой сразу 18 лайнерам типа «Боинг-747» на взлете. Впечатляет, правда?

Основная задача для которой создавался Falcon Heavy — продолжительные полеты, причем не на околоземную орбиту, а к куда более интересным целям, таким как Луна или Марс. Хотя грузоподъемность «Тяжелого Сокола» тут будет уже куда меньше, тем не менее, она все ещё остается весьма впечатляющей. Судите сами, грузоподъемность ракетоносителя Falcon Heavy:

  • Для низкой околоземной орбит составляет: 64 тонны
  • Для геопереходной орбиты: 26,7 тонн
  • Для полета к Марсу: 16,8 тонн
  • Для полета к Плутону: 3,5 тонны

…и даже 3,5 тонны — это очень неслабые цифры, учитывая время в полете и расстояние до цели.

Впрочем, стоит отметить, что Марс или Плутон в ближайшие годы вряд ли дождутся своего «Сокола» — не смотря на рекламным завершения о покорении далеких планет, никаких дальних полетов в ближайшем будущем SpaceX не анонсировала, а вот обещания «завалить» орбиту Земли спутниками в последнее время звучать все чаще. Оно и понятно, в конце концов SpaceX — проект не исследовательский, а коммерческий.

Взлет ракеты Falcon Heavy с космодрома Канаверал

Взлет ракеты Falcon Heavy с космодрома Канаверал

Ракетоноситель Falcon Heavy и мифы

Если быть совсем точными, то нельзя не отметить того факта, что заявленные выше цифры грузоподъемности Falcon Heavy выглядят так впечатляюще только при первом знакомстве.



Сравнительно малая стоимость запуска ракетоносителя Falcon Heavy обеспечена тем, что часть его элементов (а это первая ступень целиком — т.е. все три «корпуса» от «Falcon 9» вместе с двигателями) сделаны возвращаемыми и пригодными для повторных запусков. Однако, рекордный «полезный» вес в 64 тонны связка «Соколов» обеспечивает только при расчете на то… что все три разгонные блока не вернутся и сгорят в атмосфере, как у тех же «Дельта-4» или «Протон-М».

Если же рассчитывать на «штатный» запуск с возвращаемыми ступенями, то полезная нагрузка уменьшается в два раза- до 30 тонн на низкую орбиту. При этом, стоит отметить, что в истории космонавтики были ракетоносители «бравшие» планку даже не в 64, а во все 100 тонн — американский «Сатурн-5» (теоретически до 140 тонн) и советская «Энергия» (подтвержденные 105 тонн). Так что если подходить к делу серьезно, становится понятно, что над Falcon Heavy хорошо поработали не только конструкторы, но и маркетологи.

Эффектные кадры посадки двух возвращаемых ускорителей (каждый из них - фактически ракета Falcon 9) от сверхтяжелой ракеты Falcon Heavy

Эффектные кадры посадки двух возвращаемых ускорителей (каждый из них — фактически ракета Falcon 9) от сверхтяжелой ракеты Falcon Heavy

Как устроена ракета Falcon Heavy

Технически, ракетоноситель Falcon Heavy представляет собой двухступенчатую ракету, внешне напоминающую всю ту же американскую «Дельта-4».

Первая ступень Falcon Heavy состоит из связки трех ракет «Falcon 9», разгоняющих всю конструкцию на первом этапе полета, а затем, по мере выработки топлива отделяющиеся от тела основной ракеты (начала два боковых, чуть позже центральный), и (в «экономном» режиме подразумевающем дальнейшее использование), не сгорающих в плотных слоях атмосферы, а безопасно приземляющихся на стартовые площадки, с помощью специальных маневровых двигателей. Двигатели первой ступени фактически имеют только один режим работы — «самый полный вперед!».

Вторая ступень оборудована такими же двигателями («Мэрлин») как и первая ступень, однако этот двигатель отличается тем, что может быть заглушен и вновь запущен несколько раз, позволяя ракете маневрировать и менять высоту орбиты.

По достижению заданной орбиты, Falcon Heavy сбрасывает головной обтекатель состоящий из двух половин и предохраняющий от повреждений полезную нагрузку. Кроме варианта с головным обтекателем, предусмотрен и вариант установки на его место космического корабля «Дракон» разработки SpaceX.

Сравнение внешнего вида и характеристик ракет Falcon 9 и Falcon Heavy

Сравнение внешнего вида и характеристик ракет Falcon 9 и Falcon Heavy

Будущее Falcon Heavy — технический прорыв или рекламный трюк?

6 февраля 2018 года Falcon Heavy впервые взлетела с мыса Канаверал и «взорвала» все мировые СМИ, превозносящие этот полет как исторический, как новую веху в космонавтике и как полный триумф SpaceX и Илона Маска.

Ни в коем случае не преуменьшая целей которых удалось добиться Маску и его компании (а полностью успешный взлет «частной» космической ракеты, по характеристикам претендующей на мировой рекорд — это уже само по себе блестящий триумф), нельзя при этом поддавшись общим восторгам назвать запуск «тяжелого «Сокола» действительно в чем-то выдающимся прорывом.

Как я уже отмечал ранее, по техническим характеристикам Falcon Heavy практически ни в чем не превзошла разработки СССР и США двадцати-тридцатилетней давности. Если принять за главное преимущество «Сокола» его возвращаемые назад ступени и экономию на запусках, то полезный вес выводимый на орбиту мало чем отличается от хорошо проверенного «Протона-М». Пока же в качестве полезной нагрузки в космос был запущен лишь электромобиль «Тесла» (также продукт одной из компаний Илона Маска), шаг конечно красивый и яркий, с точки зрения маркетинга и рекламы, но с точки зрения развития технологий или научного прорыва — ничем не выдающийся.

Первый старт Falcon Heavy прошел не совсем гладко — из трех возвращаемых ступеней успешно приземлись две, а третья разбилась при посадке, кроме того, из-за ошибки в расчетах «полезная нагрузка» (автомобиль «Тесла») был выведен совсем не на ту орбиту, как было рассчитано изначально. Тем не менее, Илон Маск на пресс конференции сообщил, что доволен результатами миссии и никаких существенных изменений в конструкции сверхтяжелого ракетоносителя Falcon Heavy не планирует. Несмотря на некоторые неприятности со стартом, ни одна из них не является для проекта такого масштаба фатальной.

В конце-концов, со слов основателя SpaceX можно понять, что сама Falcon Heavy не является для него неким конечным продуктом — скорее всего «тяжелый «Сокол»» — только очередная веха на пути к будущему. И настоящие космические прорывы человечества уже не за горами.


Автор: Александр «Мэлфис К.» ФРОЛОВ, для сайта starcatalog.ru 


Список источников литературы