Wie sehr SpaceX die Preise für Raketenstarts gesenkt hat. Wie stark hat SpaceX die Preise für Raketenstarts gesenkt?Wie schwer ist die erste Stufe der Falcon-9-Rakete?

Kürzlich witzelte Elon Musk auf Twitter, dass SpaceX-Starts so viel billiger seien als Boeing/Lockheed-Dienste, dass man mit dem Unterschied einen Satelliten bauen könne.

Der Kostenunterschied von 300 Millionen US-Dollar zwischen SpaceX und Boeing/Lockheed übersteigt den Durchschnittswert eines Satelliten, sodass das Fliegen mit SpaceX bedeutet, dass der Satellit grundsätzlich kostenlos ist https://t.co/CaOulCf7ot

Elon Musk (@elonmusk) 16. Juni 2017

Im Jahr 2014 veröffentlichte das Audit Office einen Bericht, in dem die Kosten von Programmen der US Air Force zum Start klassifizierter Satelliten bewertet wurden, die ausschließlich von ULA gestartet wurden. Aufgrund der mangelnden Preistransparenz war es schwierig, die Preisschilder mit dem Angebot von SpaceX abzugleichen.

Die Regierung zahlt ULA einen festen Betrag, unabhängig davon, welche Rakete beim Start verwendet wurde – sei es eine Atlas V, eine Delta IV oder eine Delta IV Heavy. Hinzu kommt der EELV Launch Capability (ELC)-Vertrag, nach dem ULA jährlich 860 Millionen US-Dollar erhält, um den Zugang zum Weltraum zu ermöglichen, auch wenn es keine Starts gab. ULA erhielt außerdem insgesamt 5 Milliarden US-Dollar an sonstigen Ausgaben im Zusammenhang mit Ausrüstung zur Herstellung von Raketen.

Das ULA-Monopol endete, als SpaceX begann, um Nutzlaststarts für die nationale Sicherheit zu wetteifern. Der erste Start erfolgte im Mai dieses Jahres im Auftrag des National Reconnaissance Office in Form eines geheimen Satelliten NROL-76. Nach Schätzungen der Regierung, im direkten Vergleich mit ULA, die Kosten SpaceX startet viel weniger.

Beispielsweise erteilte die US Air Force vor 14 Monaten SpaceX einen Auftrag über 83 Millionen US-Dollar für den Start eines GPS-3-Satelliten, und im März 2017 wurde ein weiterer Auftrag über 96,5 Millionen US-Dollar für den Start eines weiteren GPS-3-Satelliten gewonnen. Dies sind die vollen Startkosten, die die Regierung zahlen wird, und nichts im Vergleich zu den 422 Millionen US-Dollar für einen einzelnen Start, die die Air Force für 2020 veranschlagt.

Wie werden Wettbewerber reagieren?

blauer Ursprung

RN New Glenn. Quelle: Blauer Ursprung

Das Ziel des Firmengründers Jeff Bezos ist keineswegs Profit vom Start kommerzieller Satelliten zu machen, sondern Millionen von Menschen das Leben und Arbeiten im Weltraum zu ermöglichen, er hat auch keine Ambitionen Regierungs- und Militärsatelliten zu starten und nur zu liefern seine BE-4-Motoren für neue Rakete Träger (RN) ULA Vulcan. Raketentriebwerk BE-4, angetrieben von einer Mischung aus flüssigem und verflüssigtem Sauerstoff Erdgas, begann mit der Entwicklung im Jahr 2011 und es wurden bereits mehr als 1 Milliarde US-Dollar für die Entwicklung ausgegeben.Der Schub des BE-4 wurde auf Wunsch von ULA auf 550 tf erhöht.

Derselbe Motor soll in der ersten Stufe der neuen Blue Origin New Glenn-Rakete verwendet werden, und der erste Start wird frühestens 2020 durchgeführt. Tonnen pro Geotransfer-Umlaufbahn (GTO).

Angesichts der Erfahrung mit suborbitalen Starts des New Shepard VTOL-Systems, als dieselbe Stufe fünfmal ohne wesentliche Änderungen gestartet wurde, wird uns diese Erfahrung ermöglichen, die Landung der ersten Stufen innerhalb weniger Jahre nach dem ersten Start von NG auszuarbeiten.

ULA

Vulkanische Trägerrakete. Quelle: UL

Der Einführungspreis für Regierungs- und kommerzielle Workloads ist sehr unterschiedlich. Musks Druck bei den Anhörungen mit einem Vorschlag, der russischen RD-180 den Flug für die Trägerrakete Atlas 5 zu verbieten und die völlig unrentable Delta IV zu verlassen, zahlte sich aus. Sie beschlossen, den Motor aufzugeben und stellten erhebliche Mittel bereit, um einen Ersatz zu schaffen. ULA entschied sich bei der Auswahl eines Triebwerks für seine neue Vulcan-Trägerrakete zwischen AR1 und BE-4 für Letzteres. AR1 hinkt der Entwicklung einige Jahre hinterher, impliziert keine Wiederverwendbarkeit, und die Entwicklungsfirma stützt sich im Gegensatz zum privaten BE-4 hauptsächlich auf öffentliche Gelder.

SMART-Triebwerksrettungsschema der ersten Stufe. Quelle: UL

ULA präsentierte das Triebwerksrettungskonzept der ersten Stufe und die Avionik SMART (Sensible, Modular, Autonomous Return Technology). Die Triebwerke werden nach der Trennung der ersten und zweiten Stufe vom Booster getrennt. Es wird ein aufblasbarer Schutz offenbart, der hilft, den Fall des Motorblocks unter Überschallgeschwindigkeit zu verlangsamen, und ferner wird der Fallschirmblock durch einen Hubschrauber in der Luft gerettet.

Ohne die Häufigkeit der Markteinführungen zu erhöhen, sieht das Unternehmen keine Machbarkeit der Wiederverwendbarkeit. Die Gesamteinsparungen betragen bis zu 30 Prozent, für die Entwicklung der Technologie sind jedoch erhebliche Mittel erforderlich. ULA wird sich in diese Richtung bewegen, aber der erste Testflug wird frühestens 2024 stattfinden.

Aufgrund des Hypes um die Startpreise hat ULA eine Atlas 5-Raketenbauer-Website, rocketbuilder.com, erstellt. Es wird angegeben, dass eine leichte Rakete 109 Millionen US-Dollar kostet, und die schwerste mit fünf Boostern, die 8856 kg auf das GPO starten kann, 157 Millionen US-Dollar.Indirekt kann der hohe Preis der Starts durch die Tatsache angezeigt werden, dass seit 2010 von 52 Starts , nur 4 waren kommerziell. Tory Bruno, CEO von ULA, betonte, dass es ihnen in nur wenigen Jahren gelungen sei, den Mindestpreis von 191 Millionen US-Dollar auf 109 Millionen US-Dollar zu senken.

Europäische Weltraumorganisation (ESA)

Trägerrakete Ariane 6. Quelle: Airbus Safran Launchers (ASL)

Die Europäische Weltraumorganisation nutzt für Starts jetzt die Trägerraketen Vega und Ariane 5, deren Komponenten in einer ganzen Reihe von EU-Ländern produziert und recht großzügig subventioniert werden. Gleichzeitig kostet der kommerzielle Start von Ariane 5 180 bis 240 Millionen US-Dollar, aber es werden gleichzeitig 2 schwere Satelliten (insgesamt 10 Tonnen) gestartet, weshalb dies der Fall ist hohe Nachfrage auf dem Markt.

Das Ariane-6-Design, das der Nachfolger der aktuellen Ariane 5 ist, wurde 2012 mit einem geplanten Erststart im Jahr 2020 vorgestellt. Ursprünglich umfasste das Design drei solide Booster in der ersten Stufe und einen in der zweiten Stufe, um 6500 kg zu liefern das Gruppenrichtlinienobjekt. Die Entwicklung wurde von der ESA gesponsert (das Projekt hatte einen Wert von 4 Milliarden Euro – jetzt reduziert auf 2,4 Milliarden Euro), und Airbas Safran Launchers (ASL) wurde als Hauptauftragnehmer ausgewählt. Anschließend wurde das Design im Hinblick auf die Expansion von SpaceX, das direkt um kommerzielle Starts konkurriert, zugunsten einer höheren Kosteneffizienz überarbeitet. Das endgültige Design umfasst 2 Versionen: Ariane A62 und Ariane A64 mit zwei und vier Festbrennstoff-Boostern. Preis und Nutzlast für das GPO betragen 5.000 kg für 75 Millionen Euro bzw. 10.500 kg für 90 Millionen Euro. Eine Reduzierung der Anlaufkosten soll auch durch die Neuorganisation der Produktion, eine Reduzierung der Mitarbeiterzahl um 30 % von 8.000 Personen, den Einsatz von 3D-Druck und den Verzicht auf vertikale Montage erfolgen. Die Rakete wird in Le Mirabeau horizontal zusammengebaut, bevor sie zur Integration von Booster und Nutzlast nach Französisch-Guayana transportiert wird. Es ist geplant, den Zeitplan von 11-12 Starts pro Jahr bis 2023 zu erreichen.

ESA hat die erste Tranche von 80 Millionen Euro für die Schaffung eines neuen bereitgestellt Raketenantrieb wiederverwendbarer Prometeus, der mit einem Brennstoffpaar aus Methan und flüssigem Sauerstoff betrieben wird. Die Kosten für ein Triebwerk belaufen sich auf 1 Million Euro – nur ein Zehntel der Kosten des derzeitigen Wasserstoff-Erststufentriebwerks Vulcain 2 für die Trägerrakete Ariane 5. Die Zündtests beginnen 2020 mit einem Erstflug im Jahr 2030.

Roskosmos

Der Preis von Proton änderte sich je nach Marktbedingungen, um eine wettbewerbsfähige Fluggesellschaft zu bleiben. Im Jahr 2014 betrugen die Kosten also 115 Millionen US-Dollar, aber jetzt wurden sie auf 70 Millionen US-Dollar reduziert, als Gegensatz zur Trägerrakete Falcon 9 mit einem Festpreis von 62,5 Millionen US-Dollar.

Trotz der Tatsache, dass Proton bis 2025 fliegen wird, wurde beschlossen, bis 2020 günstigere Versionen von Proton Medium und Proton Light zu entwickeln. Es wurde beschlossen, die Tanks der ersten und dritten Stufe zu verlängern und die zweite vollständig loszuwerden. Dadurch wird die Nutzlast auf dem GPO mit der Falcon 9 vergleichbar sein. Khrunicheva glaubt, dass die Kosten der Rakete im Vergleich zur Trägerrakete Proton-M um 25 % gesenkt werden, was die Startkosten näher an 50 bis 55 Millionen US-Dollar bringen wird.

Vergleich der Modifikationen "Proton". Quelle: ILS

Nach dem Abbruch der Beziehungen zu YuzhMash wird im Rahmen von Phoenix R&D ein Ersatz für die mittelgroße Zenit-Trägerrakete entwickelt, die den niedrigsten Einführungspreis in ihrer Gewichtsklasse hatte und möglicherweise von Elon Musk inspiriert wurde. Die neue Sojus-5-Trägerrakete, auch bekannt als Sunkar, wird die Zenith-Startrampen sowohl in Baikonur als auch auf der schwimmenden Plattform Sea Launch nutzen. Flugtests der Sunkar sollen laut Roscosmos-Dokumenten im Jahr 2024 beginnen. Und bereits 2025 soll Sunkar in den kommerziellen Betrieb gehen. In einem Interview sagte Elon Musk, dass seine Lieblingsrakete nach der Falcon 9 (übersetzt als „Falke“) die Zenith sei. Sunkar wird aus dem Kasachischen als „Falke“ übersetzt. Zufall?

Was ist mit wiederverwendbaren Systemen? Die Trägerrakete Rossiyanka wurde 2007 eingeführt. Ein Merkmal des Projekts ist die Rückkehr und Landung der ersten Stufe mit wiederholtem Einschalten von Standardtriebwerken. GRC im. Makeev sollte als Hauptauftragnehmer einen Demonstrator einer ultraleichten Trägerrakete mit einer wiederverwendbaren ersten Stufe herstellen. Die Ausführung der Arbeiten war geplant Bezugsbedingungen TsNIIMASH im Jahr 2016.

12. Dezember 2011 GRC im. Makeev präsentierte die Trägerrakete Rossiyanka beim Roskosmos-Wettbewerb für die Entwicklung des wiederverwendbaren Weltraumraketensystems (MRKS) der ersten Stufe. Nach den Ergebnissen des Wettbewerbs ging jedoch der Auftrag zur Entwicklung von MRKS an die gleichnamigen GKNPTs. Khrunichev mit dem Baikal-Angara-Projekt.
Der Demonstrator wurde nicht hergestellt. Es ist geplant, Design- und Sondierungsstudien zu Trägerraketen mit wiederverwendbaren ersten Stufen durchzuführen. Als Ergebnis werden technische Vorschläge und ein Entwurf für ein Entwicklungskonzept entwickelt Russisches System Trägerraketen bis 2035.

Sauerstoff-Wasserstoff-Motor RD0162D2A. Quelle: Roskosmos

Im Rahmen desselben MRKS-Programms wird vom Voronezh Chemical Automation Design Bureau der Sauerstoff-Wasserstoff-Motor RD0162D2A mit einem Schub von 85 Tonnen entwickelt. Im Jahr 2016 wurde die Zuteilung von 800 Millionen Rubel angekündigt. Der Vertrag läuft 3 Jahre mit Verlängerung. In Zukunft die Schaffung von Sustainer-Motoren mit einem Schub von bis zu 200 Tonnen für MRKS. Im Dezember desselben Jahres wurde der Demonstrator-Motor erfolgreich getestet. Es wurden 10 Motorstarts durchgeführt.

JAXA

Aktuelle und zukünftige Generationen japanischer Trägerraketen. Quelle: JAXA

Die japanische Raumfahrtbehörde (JAXA) unterzeichnete 2014 einen Vertrag mit Mitsubishi Heavy Industries (MHI) zur Schaffung einer neuen Generation von Trägerraketen H-3 mit dem ersten Start im Jahr 2020, die aus 2 Sauerstoff-Wasserstoff-Stufen und bis zu vier Feststoffen besteht Kraftstoff-Booster. Die erste Stufe wird je nach Konfiguration mit 2 oder 3 LE-9-Triebwerken mit einem Schub von jeweils 1470 kN und einem spezifischen Impuls von 426 Sekunden ausgestattet. Die maximale Nutzlast für das GPO wird 6,5 Tonnen betragen, und die leichteste Konfiguration soll 4 Tonnen zu einem geschätzten Preis von 5 Milliarden Yen (44 Millionen US-Dollar) im Jahr 2015 in eine sonnensynchrone Umlaufbahn bringen.

Außerdem wurde in den letzten drei Jahren daran gearbeitet, die Startkosten im Vergleich zur aktuellen H-2A-Trägerrakete um das Zweifache zu senken und gleichzeitig die Anzahl der Starts auf 8 pro Jahr zu verdoppeln. Die neuen Startplätze werden auf kommerzielle Satellitenstarts ausgerichtet sein. Der erste kommerzielle Start fand im November 2015 statt, als die Trägerrakete H2-A den kanadischen Telekommunikationssatelliten Telstar 12 Vantage in die Umlaufbahn brachte. 2 weitere Starts sind für 2018 und 2020 geplant.

RVT im Flug. Quelle: ISAS

Es ist bemerkenswert, dass JAXA von 1998 bis 2003 im Rahmen des Projekts Reusable Vehicle Testing (RVT) des Institute of Space and Astronautical Science (ISAS) im Noshiro Rocket Testing Center im Norden Japans Forschungen zu wiederverwendbaren vertikalen Start- und Landesystemen durchführte . Für Boden- und Flugversuche wurden 4 Versuchsmuster gebaut. Die Proben erhielten viele Verbesserungen: eine aerodynamische Hülle, ein Stickstoff-Positionssteuerungssystem, Wasserstoff- und Sauerstoff-Speichertanks aus Verbundwerkstoffen, ein GPS-Navigationssystem und die Möglichkeit, den Motor im Flug neu zu starten. Im Flug wurde eine Höhe von 42 Metern erreicht und die Landegenauigkeit betrug 5 cm.Alle Entwicklungen sollten auf die nächste Generation angewendet werden, die eine Nutzlast von 100 kg auf eine Höhe von 100 km bringen kann. Trotz der vielversprechenden Technologien wurde das Projekt abgeschlossen. Es gibt keine Informationen darüber, ob JAXA den SpaceX-Ansatz kopieren oder seine alten Entwicklungen aufgreifen wird, obwohl dies jetzt relevanter denn je wird.

Ergebnisse

Die Reaktion der Gegner von SpaceX kommt etwas verspätet, was sich mit der konservativen Natur der Raumfahrtindustrie erklären lässt. Bis 2020-2021 werden viele Lösungen abheben: Hier sind Proton Light, Vulcan (ULA), New Glenn (Blue Origin) und Ariane 6 (Arianespace). Dies werden kostengünstigere Träger sein, aber SpaceX sitzt nicht tatenlos daneben. Das Unternehmen hat in diesem Jahr 10 Starts durchgeführt und wird 12 weitere durchführen, und für 2019 plant es 52 Starts, eine undenkbare Zahl. Die Messlatte wird vom Management hoch gelegt und oft nicht erreicht, aber ihre Zuversicht lässt sich erklären: Ende des Jahres soll die Falcon 9 Block 5 in den Flug gehen, die so ausgelegt ist, dass die erste Stufe 10 Mal mit gestartet werden kann minimale Wartung und ohne Austausch wesentlicher Komponenten. Auch im Jahr 2018 versprechen sie, die Kopfverkleidung zu retten, deren Kosten auf 5 bis 6 Millionen US-Dollar geschätzt werden.Der erste Relaunch der gebrauchten ersten Stufe hat bereits die Hälfte der Kosten für den Bau einer neuen gekostet, obwohl sie zu erobern ist Auf dem Markt stehen nicht die Kosten der Trägerrakete im Vordergrund, sondern ihre Verfügbarkeit zum Starten der Ladung. Selbst bei einem einzigen Neustart der ersten Stufe erhöht sich die Flotte der verfügbaren Träger um das Zweifache. Jetzt hat SpaceX mehr als 50 Bestellungen im Launch-Manifest, Konkurrenten haben alles für die nächsten 2-3 Jahre geplant – was jetzt passiert, wird erst in ein paar Jahren Konsequenzen haben. Aber schon jetzt können wir sagen, dass SpaceX in Ermangelung von Falcon 9-Unfällen einfangen wird die meisten Markt für kommerzielle Produkteinführungen.

UPD: Übersichtstabellen für die angezeigte Masse und den Preis für verschiedene Trägerraketen hinzugefügt.
Danke an @voyager-1 für die Tabellen.

Vorhandene Raketen:

Die Falcon 9 ist eine von SpaceX, der Mittelklasse der Falcon-Familie, hergestellte Einweg-Trägerrakete. Erstmals gestartet am 4. Juli 2010. Die Kosten für das Entfernen von kommerzieller Fracht durch die Falcon 9 betragen 61 Millionen US-Dollar. Die SpaceX Falcon 9 selbst wird eher zur Erfüllung eines Vertrags mit der NASA verwendet, um das Dragon-Raumschiff als Teil des Lieferprogramms der Internationalen Raumstation zu starten. Die Falcon 9 wird auch verwendet, um die bemannte Version von Dragon V2 zu starten. SpaceX hat bisher erfolglos versucht, die erste Stufe der Falcon 9 auf einem schwimmenden Lastkahn zu landen, aber etwas läuft schief. Bei Erfolg könnte SpaceX die Kosten für den Start von Raketen erheblich senken, da die meisten von ihnen zur Modernisierung und Umrüstung geschickt werden, anstatt neu erstellt zu werden. P.S. SpaceX hat die Rakete endlich gelandet. Eine neue Ära hat begonnen.

SpaceX beabsichtigt, eine weltweite zu schaffen verfügbares Internet im Rahmen des Projekts, nachdem 12.000 Kommunikationssatelliten in eine erdnahe Umlaufbahn gebracht wurden. Der Start der ersten sechzig Satelliten sollte im Mai stattfinden, doch die Mission wurde zweimal hintereinander verschoben: zuerst wegen, dann wegen der Notwendigkeit, die Ausrüstung zu überprüfen. Schließlich, eine Woche nach Beginn der Problemserie, startete das Unternehmen erfolgreich ein Dutzend Satelliten - der Start erfolgte am 24. Mai um 5:30 Uhr Moskauer Zeit von Cape Canaveral aus.

Eine neue SpaceX-Trägerrakete Falcon 9 Block 5 mit dem Kommunikationssatelliten Bangabandhu-1 aus Bangladesch ist am späten Freitagabend erfolgreich von Cape Canaveral abgehoben. Das Gerät ist erfolgreich in die geostationäre Umlaufbahn eingetreten. Der Start sollte am Vortag stattfinden, wurde aber eine Minute vor dem Start abgesagt. Worum es dabei geht, erklärte das Unternehmen nicht. Auf Twitter (der Leiter von SpaceX) sagte jedoch, dass der Start von der Automatik abgebrochen wurde.

Am 8. Dezember 2013 wurde die Proton-M-Trägerrakete erfolgreich vom Kosmodrom Baikonur gestartet, das einen englischen Kommunikationssatelliten ins All brachte, eines von drei Fahrzeugen, mit denen das angloamerikanische Unternehmen ein globales System schaffen will Mobile Kommunikation. Der in die Umlaufbahn gebrachte Satellit soll Telekommunikationsdienste in den Ländern Europas, Asiens, Afrikas und des Nahen Ostens bereitstellen. Jetzt bleibt die russische Proton-Trägerrakete eine der beliebtesten für Weltraumstarts. In naher Zukunft muss Russland jedoch offenbar ernsthaft vorankommen: Der Markt für Weltraumstarts wird einem sehr harten Wettbewerb ausgesetzt sein. amerikanisch Raumfahrtbehörde Die NASA entwickelt aktiv ein öffentlich-privates Partnerschaftsprogramm in diesem Bereich.

Das erste kommerzielle Raumschiff in diesem Programm war der von SpaceX entwickelte Dragon, der ins All geschossen wurde. Im Mai 2012 lieferte er erfolgreich 500 kg Nutzlast zur ISS. Die Falcon-Trägerrakete wurde speziell für dieses Raumschiff entwickelt. Am 4. Dezember 2013 brachte diese Rakete vom Weltraumbahnhof Cape Canaveral erfolgreich einen Kommunikationssatelliten in die Umlaufbahn. Und obwohl der Start erst beim dritten Versuch durchgeführt wurde, wurde der Satellit erfolgreich in die Erdumlaufbahn gebracht. Die Hauptsache an dieser Veranstaltung ist, dass der Start Amerikanische Rakete Falcon kostete für diese Zwecke 30 Millionen Dollar weniger als die Verwendung russischer Protonen.

Ursprünglich sollte der Start der Falcon 9-Rakete mit dem Telekommunikationssatelliten SES 8 an Bord am 25. November 2013 stattfinden, aber während der Vorbereitung der Rakete für den Start wurden aus diesem Grund mehrmals verschiedene technische Probleme festgestellt. Der Start wurde verschoben. Der Start der Trägerrakete wurde auf den Thanksgiving Day verschoben, einen Feiertag, der in den Vereinigten Staaten am 28. November begangen wird. Aber auch diesmal trat bei der Vorbereitung des Starts ein Fehler auf: Die Automatisierung stoppte den Start der Rakete nach der Zündung, da die Leistung der Raketentriebwerke nicht schnell genug zunahm. Die Falcon 9-Rakete wurde von der Startrampe entfernt und für einen Triebwerkstest in den Hangar geschickt. Der nächste Startversuch war für den 2. Dezember geplant, der Start wurde jedoch zur weiteren Überprüfung auf den 4. verschoben. Infolgedessen fand der Start am 4. Dezember dennoch statt und endete erfolgreich.

Falcon 9 Raketenstart

Falcon 9 ("Falcon 9") ist eine amerikanische Einweg-Trägerrakete der Falcon-Familie, die von SpaceX entwickelt wurde. Der erste Start dieser Rakete fand am 4. Juni 2010 statt. Derzeit werden verschiedene Konfigurationsmöglichkeiten für diese Trägerrakete angeboten, die sich in der Masse der in den Orbit beförderten Nutzlast unterscheiden. Falcon-Raketen sind in der Lage, Nutzlasten im Bereich von 10,4 bis 32 Tonnen auf eine niedrige Referenzbahn (LEO) und auf eine Geotransferbahn (GTO) im Bereich von 4,7 bis 19,5 Tonnen zu befördern. Die Startkosten hängen von der Masse und dem Volumen der Nutzlast ab (für die Falcon 9-Rakete betragen diese Werte 10 bzw. 4,7 Tonnen). Der Nutzlastcontainer hat Abmessungen im Bereich von 3,6–5,2 Metern. Die Falcon 9-Rakete kann auch verwendet werden, um das kommerzielle bemannte Raumfahrzeug Dragon (PCS) und sein Frachtanalog zu starten, das Fracht zur ISS liefern soll. Auch diese Schiffe werden von SpaceX entwickelt.

Die Basisversion der Trägerrakete besteht aus 2 Stufen. Die erste Stufe der Rakete verwendet 9 Merlin 1C-Raketentriebwerke und die zweite Stufe - 1 Merlin Vacuum-Raketentriebwerk, das eine Modifikation desselben Triebwerks ist, das für den Betrieb im Vakuum geeignet ist. Genau wie bei der Trägerrakete Falcon 1 geht die Startsequenz von Falcon 9 von der Möglichkeit aus, den Startvorgang zu stoppen, wenn vor dem Start Probleme mit den Systemen und Triebwerken der Rakete festgestellt werden. Werden Fehlfunktionen festgestellt, wird der Startvorgang abgebrochen und das Oxidationsmittel sowie der Treibstoff aus der Rakete gepumpt. Dadurch ist es für beide Phasen der Trägerrakete möglich, sie wiederzuverwenden und vor dem Weltraumflug vollwertige Prüfstandstests durchzuführen.

Bemanntes Raumschiff (PCA) Drache

Trägerrakete "Proton-M"

Die russische Proton-M-Trägerrakete ist eine modernisierte Version der Proton-K-Trägerrakete, sie hat bessere Betriebs-, Energiemasse- und Umwelteigenschaften. Der Erststart dieser Rakete mit der Oberstufe Breeze-M erfolgte am 7. April 2001. Proton-M ist eine dreistufige Trägerrakete mit einer Masse von etwa 702 Tonnen. Die Verwendung vergrößerter Kopfverkleidungen in der Proton-M-Rakete, einschließlich solcher mit einem Durchmesser von 5 Metern, ermöglicht es, das Volumen zum Platzieren der Nutzlast an Bord mehr als zu verdoppeln. Die Vergrößerung des Volumens der Kopfverkleidung der Rakete ermöglicht unter anderem den Einsatz einiger vielversprechender Oberstufen auf der Proton-M.

Die Hauptaufgabe der Modernisierung der Rakete bestand darin, ihr Steuerungssystem zu ersetzen - das Steuerungssystem, das bereits in den 1960er Jahren entwickelt wurde und moralisch veraltet ist, auch in Bezug auf die Elementbasis. Als Ergebnis der Modernisierung erhielt die Proton-M-Rakete ein neues Steuerungssystem, das auf der Basis des BTsVK - eines digitalen Computerkomplexes an Bord - aufgebaut wurde. Die Hauptelemente dieses Systems wurden vor dem Flug an anderen Trägerraketen getestet, die bereits erfolgreich betrieben wurden. Verwendungszweck neues System Kontrolle ermöglichte es, die technische und betriebliche Leistung der Rakete erheblich zu verbessern. So konnte beispielsweise eine Verbesserung des Verbrauchs der bordeigenen Treibstoffreserve durch deren vollständigeren Ausbau erreicht werden.

Es ist anzumerken, dass die Verringerung der Größe der Aufprallfelder der Raketenstufen neben der Reduzierung der Miete auch eine Vereinfachung der Aufgaben des Sammelns und der anschließenden Entsorgung der Überreste der 1. Stufe der Trägerrakete ermöglicht . Darüber hinaus fallen die Elemente der ersten Raketenstufe bereits fast „sauber“ zu Boden - das Zyklogramm des Betriebs des LRE der ersten Raketenstufe ist so konstruiert, dass es die vollständige Erschöpfung gewährleistet Komponenten aus den Raketentanks, was zu einer Steigerung der Umweltleistung von Proton-M führt.

Darüber hinaus konnte durch den Einsatz der neuen Breeze-M-Oberstufe als Teil der Trägerrakete, die mit Treibstoffkomponenten wie asymmetrischem Dimethylhydrazin und Stickstofftetraoxid betrieben wird, die Nutzlast, die in den geostationären Orbit gebracht werden kann, verbessert werden - nach oben bis 3,7 Tonnen und mehr als 6 Tonnen in die Geotransfer-Umlaufbahn.

Informationsquellen
http://www.vesti.ru/doc.html?id=1164795
http://www.federalspace.ru/465
http://ria.ru/space/20131204/981732999.html
http://ru.wikipedia.org/wiki/Falcon_9

Falcon 9 Block 5 auf der Startrampe vor dem Test

Vor ein paar Tagen der Kopf SpaceX Elon Musk sprach über seine Pläne für die Zukunft. Die Geschichte war ziemlich detailliert, mit finanziellen Details. Laut Musk sinken die Kosten für den Start einer Falcon 9 in den nächsten drei Jahren auf 5 bis 6 Millionen US-Dollar. Diese Prognose wird realistisch sein, wenn mehr Elemente der Trägerrakete wiederverwendbar werden.

Jetzt ist das teuerste Element der Rakete die erste Stufe, von der SpaceX-Vertreter bereits gelernt haben, wie man sie zurückgibt. Er macht etwa 60 % des Preises einer Rakete aus, bzw. sein Preis hat den größten Einfluss auf die Startkosten. Darüber hinaus sind weitere 20 % die zweite Stufe und 10 % die Kopfverkleidung und andere Elemente, ohne die ein Start unmöglich ist. Die restlichen 10% sind Treibstoff und die Kosten für alles, was irgendwie mit dem Start zusammenhängt.

Die Modifikation der Block-5-Rakete soll weiter betrieben werden – insgesamt wird SpaceX etwa 300 Starts durchführen, darunter auch solche, die mit bereits genutzten Stufen durchgeführt werden. Jetzt kann die erste Stufe laut Unternehmensvertretern etwa zehnmal ohne Reparatur gefahren werden. Wenn es regelmäßig repariert wird, ist es möglich, die Anzahl der Starts auf das Hundertfache zu erhöhen. Bis 2019 führt das Unternehmen ein interessantes Experiment durch – den Start von Block 5 zweimal an einem Tag mit der gleichen ersten Stufe.

vorherige Version Etappen, Block 4, konnten ebenfalls bis zu zehn Mal hintereinander genutzt werden, was jedoch zwischen den Flügen Schönheitsreparaturen erforderte. Jetzt sind keine Arbeiten mehr erforderlich - die Bühne kann sofort verwendet werden, sobald sie auf die Erde zurückgekehrt ist. Das Einzige, was eine Rakete zum Fliegen braucht, ist Treibstoff. Die Tanks der Bühne füllen sich und es fliegt wieder.

Block 5 Falcon 9 ist laut Musk die fortschrittlichste Modifikation der Falcon-Trägerrakete. Erstmals flog die modernisierte Rakete vor wenigen Tagen ins All. Es brachte den ersten Satelliten von Bangladesch in eine geostationäre Erdumlaufbahn, er erhielt den Namen Bangabandhu-1.

Es gibt einige Verwirrung bei der Nummerierung der Modifikationen der ersten Stufe. Auch wenn es Block 5 heißt, ist es bereits die sechste Version. Alle Verbesserungen und Verbesserungen werden auf der Grundlage früher erhaltener Informationen vorgenommen. Übrigens, das Wort "Block" wurde von Musk aus dem Vokabular russischer Kosmonauten und Raketenwissenschaftler übernommen.

Jetzt wurden die Triebwerke der ersten Stufe verbessert, ihre Leistung hat sich um 8% erhöht. In der zweiten Stufe wurden die Motoren verbessert, ihre Leistung ist 5% höher. Eine weitere Steigerung der Motorleistung ist möglich - sie planen, den Schub um 10% zu erhöhen.

Laut Vertretern von SpaceX wurde auch die Sicherheit der Stufen erhöht, jetzt entsprechen ihre Herstellung und ihr Betrieb vollständig allen NASA-Anforderungen. Ihre Herstellung ist etwas einfacher geworden, was den Zeitaufwand für die Herstellung reduziert hat. Weitere Änderungen sind faltbare Beine, die nicht mehr entfernt werden müssen, sobald die Bühne auf der Erde gelandet ist.

Die aktuelle Version von Falcon ist die letzte. Es stellte sich als so erfolgreich heraus, dass SpaceX es nicht mehr modifizieren und es mit der Zeit statisch lassen wird. Stattdessen wird das Unternehmen mehr Zeit haben, seine Big Falcon Rocket- und Starlink-Satellitennetzwerkprojekte umzusetzen. Bei Bedarf können einige Änderungen am Design des Falcon 9 vorgenommen werden, die jedoch wahrscheinlich nicht wesentlich sind. „Es wird keinen Block 6 geben. Wir haben uns entschieden, bei der Version von Block 5 zu bleiben und planen in Zukunft keine wesentlichen Änderungen an ihrem Design“, sagte Musk.

Übrigens haben die Chinesen kürzlich Pläne angekündigt, eine Mehrweg-Erststufe ähnlich der Falcon 9 zu bauen. Schließlich ist China eine Weltraummacht, und niemand hat etwas dagegen, beim Start ein paar zig Millionen US-Dollar zu sparen. Kürzlich sagte der chinesische Konstrukteur Long Lehao ​​​​(Long Lehao) von der China Academy of Launch Vehicle Technology (CALT), dass die Entwicklung der Trägerrakete Long March 8 mit einem wiederverwendbaren ersten Schritt verbunden sei. Der erste Teststart könnte bereits 2020 erfolgen.

Bis 2035 plant die Aerospace Science and Technology Corporation (CASC) die Wiederverwendung aller Trägerraketen im Land.

Der Start der Falcon 9, mit der SpaceX am 31. Januar einen weiteren Satelliten in die Umlaufbahn brachte, sollte experimentell sein. Die erste Stufe der Rakete landete nach dem planmäßigen Start auf wirtschaftlichere Weise zurück. Um bei Ausfällen die Offshore-Landeplattform nicht zu beschädigen, sollte die Stufe auf See gelandet werden, wo sie sinken würde. In der Praxis schwebte sie jedoch an der Oberfläche, und jetzt erwägt SpaceX, sie an Land zu schleppen. Über das, was passiert schreibt Elon Musk auf seinem Twitter-Account.

Diesmal wurde die erste Stufe für den Start verwendet, Seriennummer B1032, die zuvor zweimal für Starts von Falcon 9 verwendet worden war.Im Gegensatz zu früheren Fällen sollte B1032 jedoch nicht zur Wiederverwendung geborgen werden. Stattdessen führte das Unternehmen ein Experiment mit ihr durch: Sie musste sich schärfer und sparsamer hinsetzen als sonst. Heute werden die ersten Stufen der Falcon 9 von nur einem von neun Merlin 1D-Triebwerken angetrieben. Beim letzten Start musste die Rakete von drei Triebwerken gleichzeitig abgebremst werden. Dies ist ein komplizierterer Weg (Sie müssen die Impulse von drei verschiedenen Motoren koordinieren, damit die Bühne während der Landung nicht auf die Seite fällt). Aber es ist sparsamer: Schnelleres Bremsen bedeutet weniger Spritverbrauch bei der Landung, die Etappen haben weniger Zeit, gegen die Erdanziehungskraft anzukämpfen.

Da eine solche Landung die erste in der Geschichte war, war unklar, ob die Bühne die Offshore-Landeplattform von SpaceX beschädigen würde (wenn sie auf die Seite fallen würde). Aus diesem Grund wurde die Bühne ins Meer gepflanzt. Es sollte Telemetriedaten von der Rakete erhalten, die zeigen, wie erfolgreich die dreimotorige Verzögerungsmethode war, und dann akzeptieren, dass sie sinken würde. Wie auf dem Foto zu sehen, setzte sich die Stufe jedoch so glatt, dass sie nicht im Wasser versank und es nicht aufhob, als die Nähte zerstört wurden. Da die erste Stufe nach dem Auslaufen des Treibstoffs meist von innen mit leeren Tanks belegt ist, wiegt sie weniger als Wasser und schwimmt auf ihrer Oberfläche.

Elon Musk merkt an, dass das Unternehmen mit einer solchen Wendung der Ereignisse nicht gerechnet hatte und glaubte, dass die Bühne immer noch sinken würde. Die Fehlkalkulation lag daran, dass bisher niemand die Erfahrung einer kontrollierten Landung der ersten Stufen auf dem Wasser hatte. Um zu verstehen, wie sich dies auf die Parameter der Stufe auswirkt, plant SpaceX, ein Schiff dorthin zu schicken und es für eine detaillierte Studie an die Küste zu schleppen.

Aus der neuen Versuchslandung geht hervor, dass die gleichzeitige Landung mit drei funktionierenden Triebwerken sicher genug ist. In Zukunft will das Unternehmen auf diesem Weg erste Schritte setzen. Dies reduziert den Kraftstoffverbrauch, um die Etappe zu retten, und erhöht dadurch die Nutzlast der wiederverwendbaren Version des Falcon 9.