El 22 de diciembre tuvo lugar un evento que puede pasar a la historia de la astronáutica mundial. La empresa estadounidense SpaceX realizó otro lanzamiento exitoso del vehículo de lanzamiento Falcon 9 con una carga útil en forma de varias naves espaciales, luego de lo cual su primera etapa regresó a la tierra y realizó un aterrizaje regular. Por lo tanto, por primera vez en la historia del programa Falcon, fue posible no solo colocar una carga útil en órbita, sino también aterrizar con éxito la primera etapa de un vehículo de lanzamiento. Se espera que en el futuro esto reduzca significativamente el costo de lanzamiento de carga en órbita y, por lo tanto, provoque una verdadera revolución en el campo espacial.
El lanzamiento del cohete Falcon 9, modificación v1.2, tuvo lugar el 22 de diciembre a las 01:29 GMT desde la plataforma de lanzamiento SLC-40 del cosmódromo de Cabo Cañaveral. El cohete llevaba 11 satélites de la serie Orbcomm-G2. Según los informes, el lanzamiento se realizó en modo normal. La primera etapa llevó el cohete a una altitud predeterminada, después de lo cual se separó y regresó al sitio correspondiente del cosmódromo. Luego, la segunda etapa puso la carga útil en una órbita con una altitud de 620x640 km. Cabe señalar que los lanzamientos exitosos de misiles Falcon 9 con cargas útiles, incluso en forma de maquetas, se han realizado desde 2010, pero esta vez por primera vez fue posible realizar un vuelo de acuerdo con un programa que completamente cumple con los requisitos iniciales del proyecto. El objetivo principal del lanzamiento fue devolver la primera etapa al suelo, después de lo cual se espera que se utilice para construir un nuevo vehículo de lanzamiento.
140 segundos después del lanzamiento, la primera etapa elevó el cohete portador a una altitud de aproximadamente 72 km, mientras que la velocidad de vuelo alcanzó los 6000 km / h. Después de eso, los motores de la primera etapa se apagaron y se desconectaron del resto de las unidades de cohetes. En el cuarto minuto de vuelo, el mando pasó al inicio de la maniobra antes de volver a tierra. Tres motores proporcionaron un giro de escenario para transferir a la trayectoria deseada. En el noveno minuto de vuelo, la etapa comenzó a entrar en las densas capas de la atmósfera, tras lo cual se inició la frenada con ayuda de motores. Inmediatamente antes del aterrizaje, los motores se pusieron en marcha nuevamente en modo de frenado, mientras se soltaban los soportes de aterrizaje. Después de 9 minutos y 44 segundos después del lanzamiento, la primera etapa del vehículo de lanzamiento aterrizó con éxito en la plataforma de aterrizaje No. 1 del cosmódromo de Cabo Cañaveral.
Preparación previa al lanzamiento del vehículo de lanzamiento Falcon 9 v1.2, 21 de diciembre
Recordemos que el vehículo de lanzamiento Falcon 9 v1.2 es la modificación más reciente de la familia, que se diferencia de sus predecesores en una serie de innovaciones. El objetivo principal del proyecto era garantizar el retorno de la primera etapa gastada al lanzar la carga útil a cualquier órbita. Los cambios afectaron el diseño y capacidad de los tanques de combustible, se reforzaron los elementos de potencia de la primera etapa, etc. El aumento en el rendimiento ha llevado a un aumento en el tamaño y el peso del cohete. Su masa de lanzamiento aumentó a 541,3 toneladas y su longitud aumentó a 70 M. La masa de carga útil se mantuvo igual.
La innovación más importante del proyecto Volumen 1.2 fue el uso de motores Merlin 1D modernizados, que se diferencian de sus predecesores con un mayor empuje. Cabe destacar que esta versión de los motores desarrolla todo el empuje que permite el diseño. En el caso de los motores anteriores, hubo una limitación de empuje intencional. En la nueva configuración, nueve motores de primera etapa entregan 6806 kN de empuje al nivel del mar, mientras que un solo motor de segunda etapa entrega aproximadamente 930 kN de empuje. Al cambiar el empuje, el tiempo de funcionamiento de los motores de la primera etapa se redujo a 162 s, el tiempo de funcionamiento máximo del motor de la segunda etapa fue de 397 s.
Durante los últimos años, SpaceX ha estado trabajando en los algoritmos de retorno y aterrizaje de la primera etapa. Inicialmente, se llevaron a cabo aterrizajes simulados en el agua, después de lo cual fue posible comenzar pruebas completas con aterrizaje en sitios terrestres o embarcaciones marítimas especiales. Varios lanzamientos que permitieron poner la carga útil en órbita no terminaron con un aterrizaje exitoso: las primeras etapas de los vehículos de lanzamiento fueron dañadas o destruidas regularmente. Solo el 22 de diciembre de 2015 fue posible realizar frenadas, descensos y aterrizajes sin ningún problema. La etapa de reentrada completó con éxito todas las maniobras necesarias y realizó un aterrizaje suave en el sitio asignado.
La empresa de desarrollo de cohetes Falcon 9 está encantada con su éxito. El reciente lanzamiento terminó con la finalización exitosa de todas las tareas establecidas y confirma la posibilidad fundamental de implementar los planes existentes. SpaceX tiene la intención no solo de crear un proyecto, sino también de comenzar la operación completa de un nuevo vehículo de lanzamiento. Hace bastante tiempo, los especialistas de la empresa desarrolladora hablaron sobre las ventajas de la arquitectura del cohete propuesta y las ventajas de la primera etapa recuperable. Al regresar a tierra la primera etapa, equipada con nueve motores bastante complejos y costosos de la familia Merlin, se planea reducir drásticamente el costo de lanzamiento de cohetes y, por lo tanto, reducir el costo de llevar la carga a la órbita.
Según los informes, SpaceX ahora está estudiando la primera etapa recuperada. El resultado de este estudio debe ser una evaluación del rendimiento de las unidades y la determinación de la posibilidad de su reutilización. Además, por lo tanto, será necesario realizar otro lanzamiento, que ayudará a probar la posibilidad de reutilizar una etapa ya volada. Aún no se ha especificado el momento exacto del relanzamiento. El próximo lanzamiento del cohete Falcon 9 está programado para enero del próximo año, pero aún se desconoce si utilizará la primera etapa ya probada.
La empresa desarrolladora afirma que el uso de primeras etapas reutilizables logrará una reducción significativa en los costos de puesta en marcha. La posibilidad de tal trabajo aún no ha sido confirmada por pruebas, pero los autores del proyecto son optimistas sobre el futuro. Además, se ha determinado el calendario de lanzamiento aproximado de los cohetes Falcon 9 con una u otra carga útil para los próximos años. Paralelamente a los lanzamientos prácticos, se realizarán diversos estudios encaminados a conseguir los objetivos marcados.
Lanzamiento del cohete, 22 de diciembre (21 de diciembre, hora local)
Como puede ver, todavía está lejos del inicio de la operación completa de los vehículos de lanzamiento con primeras etapas reutilizables. No obstante, ya se ha dado el primer paso real para lograr este objetivo. Es difícil decir cuánto tiempo llevará todo el proceso de dominar las nuevas tecnologías. Probablemente, se obtendrán resultados reales a finales de esta década. Por lo tanto, en un futuro muy cercano, puede tener lugar una verdadera revolución en astronáutica.
El vehículo de lanzamiento Falcon 9 v1.2 hasta ahora solo ha resuelto parcialmente la tarea: solo se ha completado un lanzamiento exitoso con el regreso y el aterrizaje normal de la primera etapa. Sin embargo, dado el ritmo de desarrollo e implementación del proyecto, ya es necesario hacer pronósticos para el futuro e intentar predecir qué resultados tendrá la aparición de un sistema de cohetes reutilizables completamente funcional para la cosmonáutica mundial. Se puede suponer que la finalización del proyecto Falcon 9 también podría afectar al programa espacial ruso, que es uno de los principales del mundo.
En la configuración actual, el vehículo de lanzamiento Falcon 9 es capaz de lanzar una carga útil que pesa hasta 13, 15 toneladas en una órbita de referencia baja. Para una órbita de transferencia geográfica, este parámetro es de 4,85 toneladas. Por lo tanto, en términos de parámetros básicos, los últimos vehículos de lanzamiento extranjeros no son inferiores a los rusos existentes, sistemas de una clase similar o incluso superiores a ellos. Dada la reducción prometida en los costos de lanzamiento, el proyecto Falcon 9 puede representar una amenaza para el futuro de la familia de misiles Soyuz-2 y versiones ligeras del Angara.
Así, en un futuro previsible, los principales vehículos de lanzamiento rusos, incluidos los más nuevos, podrán mantener sus posiciones en el mercado de lanzamiento de naves espaciales a órbitas con diferentes parámetros. En el caso de una perspectiva más distante, la situación puede verse peor. Con las características existentes y la posibilidad de reducir el costo de los lanzamientos, el cohete Falcon 9 en las versiones actual o nueva es capaz de recuperar una cierta cuota de mercado, desplazando a sus homólogos rusos y extranjeros. Es muy posible que en una determinada etapa, el volumen de lanzamientos de tales misiles esté limitado solo por las capacidades de producción de la empresa desarrolladora.
Sin embargo, la cosmonáutica rusa es bastante capaz de retener algunos de los sectores del mercado desarrollado, así como de incrementar su presencia en ellos. En la actualidad, nuestro país cuenta con un cohete portador pesado "Proton-M", que es capaz de entregar hasta 23 toneladas de carga a LEO y alrededor de 6, 75 toneladas en el GPO. Además, se está desarrollando un nuevo proyecto "Angara-A5". Un cohete prometedor podrá elevar al menos 24 toneladas a una órbita de referencia baja y 5,4 toneladas a una órbita de transferencia geográfica, hasta 12 toneladas.
SpaceX, en paralelo con el trabajo en el vehículo de lanzamiento mediano Falcon 9, está diseñando un sistema pesado Falcon Heavy con mayor rendimiento. Se argumenta que este cohete podrá entregar alrededor de 53 toneladas de carga a una órbita de referencia baja y hasta 21,2 toneladas a una de transferencia geográfica. El desarrollo del proyecto Falcon Heavy se anunció en 2011, y el primer lanzamiento se planeó originalmente para el día 13. En el futuro, el momento del primer lanzamiento, así como el costo, se ajustaron repetidamente. Por el momento, el primer lanzamiento está previsto para mayo de 2016. El lanzamiento de 6, 4 toneladas a una órbita de transferencia geográfica se estima en 90 millones de dólares estadounidenses.
En el proyecto de un cohete pesado, se supone que utilizará los desarrollos del Falcon 9, es decir, los elementos estructurales regresaron al suelo. Es por esto que se propone reducir el costo de lanzamiento y colocación de diversas cargas en determinadas órbitas.
En el marco del proyecto Falcon Heavy, se planea crear un vehículo de lanzamiento con características excepcionalmente altas, pero hasta ahora estas son solo intenciones, no respaldadas por resultados prácticos. El primer prototipo de un cohete prometedor no despegará antes del final de la primavera del próximo año, después de lo cual llevará algún tiempo elaborar varios elementos del proyecto. Como resultado, aún no se ha determinado el momento de la recepción real de las características máximas declaradas. Además, pueden desplazarse significativamente hacia la derecha debido a problemas en una etapa u otra asociados con la necesidad de devolver algunos de los módulos del cohete.
Se puede suponer que las perspectivas futuras del programa Falcon, implementado por SpaceX, no parecen del todo inequívocas, pero en general positivas. El cohete Falcon 9 de rango medio existente ya está entregando con éxito la carga a la órbita, aunque no tiene mucho éxito en devolver la primera etapa gastada al suelo. De los varios vuelos en el programa en los que se proporcionó este procedimiento, solo uno tuvo éxito. Aún no está del todo claro si será posible repetir este éxito en el futuro previsible. Sin embargo, ya podemos hablar de la aparición de un nuevo vehículo de lanzamiento competitivo, que puede exprimir otros sistemas y ocupar su lugar en el mercado.
Aterrizaje de la primera etapa después del vuelo
En cuanto al proyecto Falcon Heavy, sus perspectivas aún son vagas. Si se cumplen los planes existentes, este sistema es realmente capaz de ganar una cuota de mercado significativa y recibir pedidos de agencias espaciales de otros países. Sin embargo, el desarrollo de este proyecto aún no se ha completado y, al parecer, se enfrenta a ciertas dificultades. Como resultado, las fechas de lanzamiento de un cohete de este tipo se han cambiado repetidamente, y el trabajo adicional se verá complicado tanto por las características de diseño del vehículo de lanzamiento pesado como por los requisitos para devolver las unidades para su posterior reutilización.
En cuanto a las perspectivas de la industria espacial nacional a la luz de los logros de SpaceX, la situación en esta área puede estar asociada a ciertos problemas. Ha surgido un competidor prometedor en el mercado de carga espacial, que es bastante capaz de ganar una parte significativa de clientes en el sector de naves espaciales ligeras y medianas. Además, este competidor pretende hacerse un hueco en el sector pesado, para lo que está desarrollando un cohete correspondiente.
Afortunadamente para las empresas nacionales y extranjeras de la industria espacial, en la lucha por el mercado, SpaceX tendrá que enfrentarse a muchos competidores frente a reconocidos líderes del mercado de Rusia, Estados Unidos y Europa. Por lo tanto, es poco probable que la lucha por el mercado sea simple, y esto se aplicará tanto al sector mediano como al pesado. Además, no se debe olvidar que no se han resuelto todos los problemas importantes, por lo que el programa Falcon aún no cuenta con las ventajas previstas sobre sus competidores.
No obstante, a pesar de todas las cuestiones de la división del mercado, hay que admitir que el reciente lanzamiento es de hecho un acontecimiento histórico en la historia de la astronáutica mundial. Demuestra que las empresas privadas de la industria espacial son realmente capaces no solo de construir nuevos equipos, sino también de resolver algunos problemas, por delante de los líderes reconocidos en esta materia, como agencias gubernamentales y otras estructuras. El 22 de diciembre, una empresa privada logró no solo poner la carga en órbita, sino también asegurar el regreso de la primera etapa del vehículo de lanzamiento a la plataforma de aterrizaje. Si bien las perspectivas futuras de los cohetes y el mercado aún pueden ser objeto de controversia, casi nadie estaría en desacuerdo con el hecho de que está comenzando una nueva era en la historia de la industria espacial.
