Il 22 dicembre si è svolto un evento che potrebbe entrare nella storia dell'astronautica mondiale. La società americana SpaceX ha condotto un altro lancio di successo del veicolo di lancio Falcon 9 con un carico utile sotto forma di diversi veicoli spaziali, dopo di che il suo primo stadio è tornato sulla terra e ha effettuato un atterraggio regolare. Così, per la prima volta nella storia del programma Falcon, è stato possibile non solo mettere in orbita un carico utile, ma anche far atterrare con successo il primo stadio di un veicolo di lancio. Si prevede che in futuro ciò ridurrà significativamente i costi di lancio del carico in orbita e quindi determinerà una vera rivoluzione nel campo spaziale.
Il lancio del razzo Falcon 9, modifica v1.2, è avvenuto il 22 dicembre alle 01:29 GMT dalla piattaforma di lancio SLC-40 del cosmodromo di Cape Canaveral. Il razzo trasportava 11 satelliti della serie Orbcomm-G2. Secondo quanto riportato, il lancio è avvenuto in modalità normale. Il primo stadio ha portato il razzo ad un'altitudine predeterminata, dopo di che si è separato ed è tornato al sito corrispondente del cosmodromo. Il secondo stadio ha quindi messo il carico utile in un'orbita con un'altitudine di 620x640 km. Va notato che i lanci di successo di missili Falcon 9 con carichi utili, anche sotto forma di mock-up, sono stati effettuati dal 2010, ma questa volta per la prima volta è stato possibile eseguire un volo secondo un programma che completamente soddisfa i requisiti iniziali del progetto. Lo scopo principale del lancio era quello di riportare a terra il primo stadio, dopo di che dovrebbe essere utilizzato per costruire un nuovo veicolo di lancio.
140 secondi dopo il lancio, il primo stadio ha sollevato il razzo vettore a un'altitudine di circa 72 km, mentre la velocità di volo ha raggiunto i 6000 km / h. Successivamente, i motori del primo stadio sono stati spenti e scollegati dal resto delle unità missilistiche. Al quarto minuto di volo il comando è passato all'inizio della manovra prima di tornare a terra. Tre motori fornivano un giro di scena per trasferirsi sulla traiettoria desiderata. Nel nono minuto del volo, il palco ha iniziato a entrare negli strati densi dell'atmosfera, dopo di che è iniziata la frenata con l'aiuto dei motori. Immediatamente prima dell'atterraggio, i motori si sono riavviati in modalità frenata, mentre i supporti di atterraggio sono stati rilasciati. Dopo 9 minuti e 44 secondi dal lancio, il primo stadio del veicolo di lancio è atterrato con successo sulla piattaforma di atterraggio n. 1 del cosmodromo di Cape Canaveral.
Preparazione al lancio del veicolo di lancio Falcon 9 v1.2, 21 dicembre
Ricordiamo che il veicolo di lancio Falcon 9 v1.2 è l'ultima modifica della famiglia, che differisce dai suoi predecessori in una serie di innovazioni. L'obiettivo principale del progetto era garantire il ritorno della prima fase esaurita al momento del lancio del carico utile in qualsiasi orbita. Le modifiche hanno interessato il design e la capacità dei serbatoi di carburante, gli elementi di potenza del primo stadio sono stati rafforzati, ecc. L'aumento delle prestazioni ha portato ad un aumento delle dimensioni e del peso del razzo. La sua massa di lancio è aumentata a 541,3 tonnellate e la sua lunghezza è aumentata a 70 M. La massa del carico utile è rimasta la stessa.
L'innovazione più importante del progetto Volume 1.2 è stata l'uso di motori Merlin 1D modernizzati, che differiscono dai loro predecessori con una maggiore spinta. È interessante notare che questa versione dei motori sviluppa tutta la spinta consentita dal design. Nel caso dei motori precedenti, c'era una limitazione della spinta intenzionale. Nella nuova configurazione, nove motori di primo stadio forniscono una spinta di 6806 kN a livello del mare, mentre un singolo motore di secondo stadio fornisce una spinta di circa 930 kN. Modificando la spinta, il tempo di funzionamento dei motori del primo stadio è stato ridotto a 162 s, il tempo di funzionamento massimo del motore del secondo stadio è stato di 397 s.
Negli ultimi anni, SpaceX ha lavorato sugli algoritmi di ritorno e atterraggio del primo stadio. Inizialmente, sono stati effettuati atterraggi simulati sull'acqua, dopodiché è stato possibile avviare test a tutti gli effetti con atterraggi su siti terrestri o speciali navi marittime. Numerosi lanci che hanno permesso di mettere in orbita il carico utile non si sono conclusi con un atterraggio di successo: i primi stadi dei veicoli di lancio sono stati regolarmente danneggiati o distrutti. Solo il 22 dicembre 2015 è stato possibile effettuare la frenata, la discesa e l'atterraggio senza problemi. La fase di rientro ha portato a termine con successo tutte le manovre necessarie ed ha effettuato un atterraggio morbido nel luogo assegnato.
La società di sviluppo di razzi Falcon 9 è felice del suo successo. Il recente avvio si è concluso con il positivo completamento di tutti i compiti previsti e conferma la fondamentale possibilità di attuazione dei piani esistenti. SpaceX intende non solo creare un progetto, ma anche iniziare la piena operatività di un nuovo veicolo di lancio. Molto tempo fa, gli specialisti della società di sviluppo hanno parlato dei vantaggi dell'architettura del razzo proposta e dei vantaggi del primo stadio recuperabile. Restituendo a terra il primo stadio, dotato di nove motori piuttosto complessi e costosi della famiglia Merlin, si prevede di ridurre drasticamente il costo del lancio di razzi e quindi ridurre il costo del trasporto del carico in orbita.
Secondo quanto riferito, SpaceX sta studiando il primo stadio recuperato. Il risultato di questo studio dovrebbe essere una valutazione delle prestazioni delle unità e la determinazione della possibilità del loro riutilizzo. Inoltre, quindi, sarà necessario effettuare un altro lancio, che contribuirà a dimostrare la possibilità di riutilizzare una tappa già volata. La tempistica esatta del rilancio non è stata ancora specificata. Il prossimo lancio del razzo Falcon 9 è previsto per gennaio del prossimo anno, ma non è ancora noto se utilizzerà il primo stadio già testato.
La società di sviluppo sostiene che l'uso di primi stadi riutilizzabili consentirà di ottenere una significativa riduzione dei costi di avviamento. La possibilità di tale lavoro non è stata ancora confermata dai test, ma gli autori del progetto sono ottimisti per il futuro. Inoltre, per i prossimi anni è stato determinato il programma di lancio approssimativo dei razzi Falcon 9 con l'uno o l'altro carico utile. Parallelamente ai lanci pratici, verranno realizzati vari studi finalizzati al raggiungimento degli obiettivi prefissati.
Lancio del razzo, 22 dicembre (21 dicembre ora locale)
Come puoi vedere, è ancora lontano dall'inizio della piena operatività dei veicoli di lancio con primi stadi riutilizzabili. Tuttavia, il primo vero passo verso il raggiungimento di questo obiettivo è già stato compiuto. È difficile dire quanto tempo impiegherà l'intero processo di padronanza delle nuove tecnologie. Probabilmente, i risultati reali saranno raggiunti entro la fine di questo decennio. Così, in un futuro molto prossimo, potrebbe aver luogo una vera rivoluzione nell'astronautica.
Il veicolo di lancio Falcon 9 v1.2 ha finora risolto solo parzialmente il compito: è stato completato con successo un solo lancio con il ritorno e il normale atterraggio del primo stadio. Tuttavia, visto il ritmo di sviluppo e implementazione del progetto, è già necessario fare previsioni per il futuro e cercare di prevedere quali risultati avrà per la cosmonautica mondiale l'emergere di un sistema missilistico riutilizzabile completamente funzionante. Si può presumere che il completamento del progetto Falcon 9 potrebbe influenzare anche il programma spaziale russo, che è uno dei principali al mondo.
Nella configurazione attuale, il veicolo di lancio Falcon 9 è in grado di lanciare un carico utile fino a 13, 15 tonnellate in un'orbita di riferimento bassa. Per un'orbita di trasferimento geografico, questo parametro è di 4,85 tonnellate. Pertanto, in termini di parametri di base, gli ultimi veicoli di lancio stranieri non sono inferiori a quelli russi esistenti sistemi di una classe simile o addirittura superiori a loro. Data la promessa riduzione dei costi di lancio, il progetto Falcon 9 potrebbe rappresentare una minaccia per il futuro della famiglia di missili Soyuz-2 e delle versioni leggere dell'Angara.
Pertanto, nel prossimo futuro, i principali veicoli di lancio russi, compresi i più recenti, saranno in grado di mantenere le loro posizioni nel mercato per il lancio di veicoli spaziali in orbite con parametri diversi. Nel caso di una prospettiva più lontana, la situazione potrebbe sembrare peggiore. Con le caratteristiche esistenti e la possibilità di ridurre il costo dei lanci, il razzo Falcon 9 nelle versioni attuali o nuove è in grado di riconquistare una certa quota di mercato, spingendo sia le controparti russe che quelle straniere. È del tutto possibile che a un certo punto il volume dei lanci di tali missili sarà limitato solo dalle capacità di produzione della società di sviluppo.
Tuttavia, la cosmonautica russa è abbastanza in grado di trattenere alcuni dei settori di mercato sviluppati, oltre ad aumentare la sua presenza in essi. Al momento, il nostro paese ha un razzo vettore pesante "Proton-M", che è in grado di trasportare fino a 23 tonnellate di carico a LEO e circa 6,75 tonnellate al GPO. Inoltre, è in fase di sviluppo un nuovo progetto "Angara-A5". Un promettente razzo sarà in grado di sollevare almeno 24 tonnellate su un'orbita di riferimento bassa e 5,4 tonnellate su un'orbita di trasferimento geografico - fino a 12 tonnellate.
SpaceX, parallelamente al lavoro sul veicolo di lancio medio Falcon 9, sta progettando un pesante sistema Falcon Heavy con prestazioni migliorate. Si sostiene che questo razzo sarà in grado di trasportare circa 53 tonnellate di carico su un'orbita di riferimento bassa e fino a 21,2 tonnellate su un'orbita di trasferimento geografico. Lo sviluppo del progetto Falcon Heavy è stato annunciato nel 2011 e il primo lancio era originariamente previsto per il 13. In futuro, i tempi del primo lancio, così come il costo, sono stati ripetutamente adeguati. Al momento, il primo lancio è previsto per maggio 2016. Il lancio di 6,4 tonnellate in un'orbita di trasferimento geografico è stimato in 90 milioni di dollari USA.
Nel progetto di un razzo pesante, dovrebbe utilizzare gli sviluppi sul Falcon 9, vale a dire gli elementi strutturali restituiti al suolo. È per questo che si propone di ridurre il costo di lancio e immissione di vari carichi in determinate orbite.
Nell'ambito del progetto Falcon Heavy, si prevede di creare un veicolo di lancio con caratteristiche unicamente elevate, ma finora queste sono solo intenzioni, non supportate da risultati pratici. Il primo prototipo di un promettente razzo decollerà non prima della fine della primavera del prossimo anno, dopodiché ci vorrà del tempo per elaborare i vari elementi del progetto. Di conseguenza, non è stata ancora determinata la tempistica di effettiva ricezione delle caratteristiche massime dichiarate. Inoltre, possono spostarsi in modo significativo a destra a causa di problemi in una fase o nell'altra associati alla necessità di restituire alcuni dei moduli del razzo.
Si può presumere che le prospettive future del programma Falcon, implementato da SpaceX, non appaiano del tutto inequivocabili, ma generalmente positive. L'attuale razzo Falcon 9 a medio raggio sta già consegnando con successo il carico in orbita, sebbene non riesca a riportare a terra il primo stadio esaurito. Dei numerosi voli nel programma di cui è stata prevista questa procedura, solo uno ha avuto successo. Non è ancora del tutto chiaro se sarà possibile ripetere questo successo nel prossimo futuro. Tuttavia, possiamo già parlare dell'emergere di un nuovo veicolo di lancio competitivo, che può spremere altri sistemi e prendere posto sul mercato.
Prima fase di atterraggio dopo il volo
Per quanto riguarda il progetto Falcon Heavy, le sue prospettive sono ancora vaghe. Se i piani esistenti vengono rispettati, questo sistema è davvero in grado di conquistare una quota di mercato significativa e prendere ordini dalle agenzie spaziali di altri paesi. Tuttavia, lo sviluppo di questo progetto non è stato ancora completato e, a quanto pare, sta affrontando alcune difficoltà. Di conseguenza, le date di lancio per un tale razzo sono state ripetutamente spostate e ulteriori lavori saranno complicati sia dalle caratteristiche di progettazione del veicolo di lancio pesante sia dai requisiti per la restituzione delle unità con successivo riutilizzo.
Per quanto riguarda le prospettive dell'industria spaziale nazionale alla luce dei risultati di SpaceX, la situazione in questo settore può essere associata a determinati problemi. Un promettente concorrente è emerso sul mercato delle merci spaziali, che è abbastanza in grado di conquistare una quota significativa di clienti nel settore dei veicoli spaziali leggeri e medi. Inoltre, questo concorrente intende ottenere un posto nel settore pesante, per il quale sta sviluppando un razzo corrispondente.
Fortunatamente per le aziende nazionali ed estere dell'industria spaziale, nella lotta per il mercato, SpaceX dovrà affrontare molti concorrenti di fronte a leader di mercato riconosciuti provenienti da Russia, Stati Uniti ed Europa. Pertanto, è improbabile che la lotta per il mercato sia semplice e ciò riguarderà sia il settore medio che quello pesante. Inoltre, non va dimenticato che non tutti i principali problemi sono stati risolti, motivo per cui il programma Falcon non ha ancora i vantaggi previsti rispetto ai suoi concorrenti.
Tuttavia, nonostante tutte le questioni di divisione del mercato, bisogna ammettere che il recente lancio è davvero un evento epocale nella storia dell'astronautica mondiale. Dimostra che le aziende private nel settore spaziale sono davvero in grado non solo di costruire nuove attrezzature, ma anche di risolvere alcuni problemi, prima dei leader riconosciuti in questa materia, come le agenzie governative e altre strutture. Il 22 dicembre una compagnia privata è riuscita non solo a mettere in orbita il carico, ma anche a garantire il ritorno del primo stadio del veicolo di lancio sulla piattaforma di atterraggio. Mentre le prospettive future della missilistica e del mercato possono ancora essere oggetto di controversie, quasi nessuno sarebbe in disaccordo con il fatto che una nuova era sta iniziando nella storia dell'industria spaziale.
