SpaceX начала испытания первой ступени Falcon 9 Block 5

В начале 2018 года американская компания SpaceX завершает разработку своего основного изделия, которое принесло компании известность и успех – ракеты-носителя тяжелого класса Falcon 9. Уже этой весной должны начаться полеты этой ракеты в модификации «Блок 5», которая объявлена заключительным этапом модернизации. В результате проделанной работы SpaceX должна получить ракету с мощной первой ступенью, обеспечивающей эффективное многоразовое использование.

Первый полет Falcon 9 состоялся в 2010 году. Ракета в версии 1.0 использовала на первой ступени двигатели Merlin-1C, расположенные по сетке 3x3. Она могла выводить на орбиту около 10 т груза и совершила всего пять полетов, все они – по программе разработки грузового корабля Dragon. Для того, чтобы привлечь частных заказчиков, SpaceX решила модернизировать ракету с увеличением полезной нагрузки. Любопытно, что в двух полетах Falcon 9 v1.0 были предприняты попытки спасти первую ступень ракеты при помощи парашютов. Они окончились неудачно, и именно поэтому инженеры SpaceX выбрали реактивный способ возврата ступеней.

Версия 1.1 начала полеты в 2013 году. Она отличалась от от изначального Falcon 9 переходом на форсированные двигатели Merlin-1D и увеличением длины топливных баков. Увеличение запасов топлива позволило SpaceX начать первые испытания по спасению первой ступени при помощи реактивной посадки.

В 2013 году был представлен новый вариант ракеты – Falcon 9 FT (Full Thrust), также известный как Falcon 9 v1.2. Список изменений включал вновь увеличенную вторую ступень, использование переохлажденного кислорода и в очередной раз форсированные двигатели. В дальнейшем ракета Falcon 9 FT модернизировалась четыре раза, причем каждый этап этой модернизации назывался «блоком». Блоки 1-4 внедрялись в 2016-2017 годах, из них «Блок 3» стал первым, для которого который SpaceX использовала повторно первую ступень.

В конце 2016-начале 2017 года Илон Маск объявил, что Falcon 9 «Блок 5» станет финальной модификацией ракеты. Ее грузоподъемность увеличится в два раза по сравнению с оригинальной ракетой и составит 22,8 т (для одноразового варианта). Новая версия получит модернизированные двигатели и набор улучшений, необходимых для упрощения и удешевления повторного использования первой ступени. Помимо этого, SpaceX учла требования НАСА по сертификации носителя для пилотируемой программы.

Одно из заметных изменений «Блока 5» касается посадочных опор. Теперь команда рабочих сможет складывать опоры севшей ступени, тогда как сейчас их приходится полностью снимать. Помимо этого, теперь вся первая ступень ракеты будет покрываться теплозащитным покрытием, лучше защищающим ее от повреждений при возвращении в атмосферу. Алюминиевые решетчатые крылья, служащие для управления ориентацией при посадке, были заменены на более крупные титановые, уже опробованные в нескольких полетах в 2017 году.

В результате этих нововведений, по словам Илона Маска, период межполетного обслуживания первых ступеней должен сократиться до двух суток. Нужно понимать, что эта величина является теоретической, и означает она скорее низкие трудозатраты на обслуживание ступеней, чем реально планируемую частоту пусков. В таких частных полетах одних и тех же ракет просто нет необходимости. Заявленный ресурс первой ступени Falcon 9 «Блок 5» - не менее десяти полетов.

В соответствии с требованиями НАСА в конструкцию ракеты были внесены два изменения. Во-первых, SpaceX перепроектировала композитные шары-баллоны системы наддува, которые были причиной взрыва Falcon 9 в сентябре 2016 года. Во-вторых, изменены турбонасосы двигателей Merlin-1D. Ранее специалисты обнаружили, что на некоторых из них образуются трещины – как на возвращенных ступенях, так и после интенсивных испытаний на Земле. Хотя ранее SpaceX утверждала, что эти трещины не угрожают надежности двигателей, НАСА настояла на изменении конструкции турбонасосов.

В феврале 2018 года на испытательный полигон SpaceX в Макгрегоре (Техас) был доставлен для испытаний первый модуль первой ступени Falcon 9 «Блок 5». Он имеет заводской номер 1046, т.е. является 46-м модулем Falcon 9, произведенным SpaceX. Ожидается, что эта ракета должна будет вывести на орбиту бангладешский коммуникационный спутник Bangabandhu-1 в апреле 2018 года.

Согласно требованиям НАСА, до начала запусков корабля Dragon 2 с астронавтами на борту SpaceX должна выполнить не менее семи пусков Falcon 9 «Блок 5» в неизменном виде.