Falcon Heavy — многократна ракета-носител на SpaceX за тежки полезни товари

Falcon Heavy — мощната многократна ракета на SpaceX за тежки полезни товари до 63 800 кг; революция в изстрелванията за спътници, лунни и бъдещи марсиански мисии.

Falcon Heavy е ракета-носител за многократна употреба, проектирана и произведена от SpaceX. Конфигурацията ѝ комбинира три корпуса, базирани на дизайна на Falcon 9. В основата на Falcon Heavy стоят 27 двигателя Merlin 1D (по 9 на всеки от трите първични корпуса), което осигурява обща тласкаща сила при излитане от порядъка на ~5,1 милиона lbf (приблизително 22 800 kN). Това увеличава максималния полезен товар в ниска околоземна орбита (НОО) до приблизително 63 800 килограма (140 700 фунта) — значително повече от възможностите на един-единствен корпус Falcon 9 Full Thrust (около 22 800 kg). За сравнение, други исторически и съвременни носители имат порядъци: Delta IV Heavy — около 28 790 kg, Space Shuttle — около 27 500 kg и Saturn V — около 140 000 kg. Falcon Heavy е четвъртата ракета с най-голям капацитет в света, създавана някога, след Saturn V, Energia и N1, и е най-мощната ракета в експлоатация от 2020 г. насам.

Първото изпитателно изстрелване на Falcon Heavy беше на 6 февруари 2018 г. в 15:45 ч. по Гринуич (20:45 UTC). По време на демонстрационния полет ракетата изведе на траектория около Слънцето като манекенски товар електрическото спортно купе Tesla Roadster, собственост на основателя на SpaceX Елон Мъск, за да се покаже възможността за извеждане на тежки полезни товари в междупланетни траектории. Първото търговско изстрелване се проведе на 11 април 2019 г. — мисията за Arabsat (Arabsat-6A), която беше успешна и потвърди способностите на системата за комерсиални доставки.

Дизайн и конструкция

Falcon Heavy използва три основни корпуса, всеки от които е вариант на първия степен от Falcon 9. Централният корпус е подсилен и модифициран да поема натоварванията при старта с два допълнителни странични ускорителя. Първичните характеристики включват:

• Двигатели: 27 × Merlin 1D (на керосин/оксидантни смеси), във конфигурация с течна охладителна система.
• Многократна употреба: страничните ускорители и при възможност централният корпус са проектирани за кацане и повторно използване, което намалява разходите на изстрел.
• Корабнини модули и обтекатели: полезният товар е защитен от стандартен обтекател с диаметър 5,2 m и дължина, съвместима със стандартните спътникови снаряжения.

Механика на възстановяване и повторна употреба

Една от основните иновации при Falcon Heavy е използването на многократно използваеми първични степени. В типична мисия:

• Двата странични ускорителя отделят ракетата на сравнително ранен етап и обикновено се връщат и кацат на предварително определени площадки на сушата (Landing Zones).
• Централният корпус продължава по-надълбоко в мисията и заради скоростните и структурните натоварвания неговото успешно връщане и кацане върху платформи в океана е по-трудно и не винаги се постига.

SpaceX също експериментира с възстановяването на обтекателите и използването на автономни дрон-корабчета за приемане на корпуси и обтекатели, като целта е да се извлече максимален брой компоненти за повторна употреба и да се намали цената на изстрел.

Параметри и възможности на полезния товар

• НИО (LEO): около 63 800 kg (140 700 lb).
• GTO (геостационарна преходна орбита): обичайно десетки тонове (приблизително 26 000–27 000 kg според различни източници и творби на мисии).
• Транс-лунни и междупланетни версии: Falcon Heavy може да изведе значителен товар на транс-лунна или транс-марсианска траектория, което я прави подходяща за масивни междупланетни сонди и платформи за научни мисии.

Тези стойности зависят от конкретната профилация на полета, изискванията за втора степен, необходимата скорост и ъгли на излитане, както и от това дали първите степени са планирани за връщане.

История на полетите и ключови мисии

След демонстрационния полет през февруари 2018 г. и първата търговска мисия за Arabsat, Falcon Heavy извърши няколко важни полета, сред които демонстрации за множество орбити и пускове за правителствени и търговски клиенти. Някои от характерните ѝ приложения включват:

• извеждане на големи геостационарни спътници,
• комплексни мулти-пayload мисии (разполагане на множество малки спътници в различни орбити),
• извеждане на товари за научни и междупланетни мисии, когато се изисква висока енергия при излитане.

Потенциални приложения и бъдеще

Falcon Heavy е проектирана с възможност да подкрепи широк спектър от космически мисии:

• комерсиални и правителствени сателитни пускове с високи маси,
• междупланетни научни мисии, при които големият полезен товар и енергия при излитане позволяват изстрелване на по-мощни инструменти и по-големи горивни резервоари,
• възможни бъдещи мисии към Луната и Марс, макар че за пилотирани полети SpaceX понастоящем разработва и приоритизира своя нов ракетно-космически комплекс Starship като основно средство за транспортиране на хора и големи товари в дълбок космос.

Сертификация за екипаж

Въпреки че архитектурата на Falcon Heavy позволява теоретично превозване на екипажи, към февруари 2018 г. тя не е сертифицирана за полети с хора и няма публични планове SpaceX да използва Falcon Heavy за пилотирани мисии — компанията насочи усилията си към сертификация и развитие на други системи за човешки полети (например Crew Dragon на SpaceX и бъдещите програми с Starship).

Falcon Heavy остава важна стъпка в еволюцията на ракетните системи — тя комбинира доказани технологии от Falcon 9 с решения за увеличаване на полезния товар, множествена употреба и по-ниски оперативни разходи, което я прави привлекателна за клиенти, нуждаещи се от мощни и икономични решения за изстрелване.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява Falcon Heavy?

В: Колко е максималният полезен товар, който Falcon Heavy може да изведе до ниска околоземна орбита?

В: Каква е разликата в максималния полезен товар между Falcon Heavy и Falcon 9 Full Thrust?

В: Кога беше извършено първото изстрелване на Falcon Heavy и какъв беше полезният товар?

Въпрос: Може ли Falcon Heavy да превозва хора в космоса?

В: Кое беше първото успешно търговско изстрелване на Falcon Heavy?

В: Каква ще бъде основната употреба на Falcon Heavy?

Търсене по буква