Первый успешный орбитальный запуск SpaceX в 2022 году с миссией Starlink Group 4-5. NSF
Тревор Сесник, 6 января 2022 г.
Первый запуск года, как и в прошлом году, за SpaceX. Примечательные особенности этого запуска - опять спутники Starlink, самый массовый и грандиозный проект выведения созвездия спутников за последние два года (в этом году возможны до 15 миссий Starlink). Кроме этого использован южный коридор выведения с космодрома во Флориде. Это сделано по погодным условиям, в восточном коридоре условия для посадки ступени на морскую платформу вызывают задержки запусков. На юге погода лучше. Платой за это является снижение грузоподъемности Falcon 9 на полторы тонны полезной нагрузки (в многоразовом варианте).
Джулия Бержерон для NSF
SpaceX запустила еще одну партию спутников Starlink в четвертую орбитальную оболочку созвездия в первой попытке орбитального запуска в этом году в мире.
Стартовав с исторического стартового комплекса 39A (LC-39A), миссия Starlink Group 4-5 вывела 49 спутников Starlink v1.5 по юго-восточной траектории от космодрома на низкую околоземную орбиту высотой 210 x 339 км с наклонением 53,22 градуса.
После отделения полезной нагрузки спутники будут медленно поднимать свою орбиту, пока не достигнут рабочей высоты 540 км. Этот процесс занимает несколько месяцев из-за маломощных, но высокоэффективных ионных двигателей спутников Starlink на криптоне.
Эта миссия является первым прецедентом десятилетия, с использованием SpaceX выведения на 53,22-градусную орбиту не через северо-восточный коридор вдоль восточного побережья Соединенных Штатов и Канады, а через юго-восточный коридор, обходя Багамские острова.
Этот резкий изгиб траектории выведения является причиной того, что SpaceX запускает меньше спутников Starlink в этой миссии с восточного побережья по сравнению с другими запусками из Флориды, такими как Starlink Group 4-1, которая вывела 53 спутника Starlink.
Кроме того, спутники Starlink v1.5 примерно на 10% тяжелее спутников Starlink v1.0, поэтому в миссии Starlink Group 4-1 уже наблюдалось меньшее количество спутников по сравнению с миссиями Starlink v1.0.
Примерно в 637 км от LC-39A находится автономная морская посадочная платформа SpaceX (ASDS) «A Shortfall of Gravitas» (ASOG). ASOG буксировал в зону приземления «Zion M Falgout», буксир аналогичный Finn Falgout, что стало первым случаем, когда это судно использовалось для буксировки платформы ASDS.
Многоцелевое судно Doug будет обеспечивать поддержку ASDS для миссии Starlink Group 4-5, а также извлекать обтекатели из воды — процесс, известный как «мокрое извлечение».
Беспилотный корабль Shortfall of Gravitas прибыл в зону приземления для предстоящей миссии Starlink. ASOG находится примерно в 637 км по новой юго-восточной траектории.
pic.twitter.com/Ozp45VLdgk — Гэв Корнуэлл (@SpaceOffshore) 4 января 2022 г.
Ракета-носитель Falcon 9, поддерживающая эту миссию, была B1062-4. Ракета-носитель впервые была использована в миссии GPS-III-SV04 в ноябре 2020 года, а затем в миссии GPS-III-SV05 в июне 2021 года. Совсем недавно ракета-носитель поддерживала запуск полностью частного экипажа Inspiration 4 в сентябре 2021 года.
Starlink
Созвездие Starlink, когда будет завершено, состоит из пяти орбитальных оболочек; первое число в названии миссии Starlink 4-5 означает, что запуск спутников в четвертую оболочку. Второе число означает номер миссии для этой оболочки.
Номера миссий не присваиваются в хронологическом порядке и поэтому не запускаются по порядку. Например, миссия Starlink Group 4-5 запускается до Starlink Group 4-2.
В настоящее время основным приоритетом SpaceX является заполнение четвертой оболочки Starlink, что еще больше увеличит пропускную способность и сократит задержки для клиентов между 52 градусами северной и 52 градусами южной широты.
SpaceX также сочла важным начать заполнение второй оболочки, в то время как третья и пятая оболочки в настоящее время имеют низкий приоритет, и единственными запусками для третьей оболочки являются миссии SpaceX по совместному использованию малых спутников Transporter.
Перед пуском B1062 не проводился прожиг двигателей. Ракета выкатилась из здания горизонтальной сборки (HIF) за несколько часов до запуска, где ее затем поднял вертикально на стартовом столе транспортер-установщик (TE).
TE используется для заправки второй ступени ракеты, обеспечения фиксацию ракеты в горизонтальном и вертикальном положении, обеспечения электропитание и кондиционирование полезной нагрузки и для перевода Falcon 9 из горизонтального положения в вертикальное.
На 38-й минуте (Т-38) директор по запуску убедился, что ракета готова к загрузке топлива. В ожидании выхода всех команд на Т-35 минут SpaceX начала загружать переохлажденный керосин RP-1 как на первую, так и на вторую ступени, а также переохлажденный жидкий кислород (LOX) на первую ступень.
В отличие от любой другой действующей ракеты, Falcon 9 использует керосин RP-1, который охлаждается до -7 градусов C, и LOX, который охлаждается до -205 градусов C. Это дополнительное охлаждение увеличивает плотность топлива, позволяя SpaceX получить больше грузоподъемности Falcon 9 — фактор, имеющий решающее значение для повторного использования ступени.
Это также связано с компромиссом: SpaceX не может вести обратный отсчет после начала загрузки топлива, хотя есть точки перезапуска процесса после переноса, позволяющие предпринять дальнейшие попытки, если позволит ежедневное окно запуска.
Незадолго до Т-20 минут большой выброс из TE ознаменовал конец загрузки второй ступени RP-1 и продувку линий TE перед началом загрузки LOX на вторую ступень в Т-16 минут.
В Т-7 минут Falcon 9 вошел в режим охлаждения двигателей, когда небольшое количество жидкого кислорода поступило в девять двигателей Merlin 1D на первой ступени. Этот процесс выполняется для медленного охлаждения двигателей, чтобы они не треснули от теплового удара, когда переохлажденный жидкий кислород начинает протекать через них в полном объеме при зажигании двигателей.
Falcon 9 B1062 стартует с LC-39A в рамках миссии Inspiration4 в сентябре 2021 года — через Джулию Бержерон для NSF/L2
В Т-1 минуту Falcon 9 начал герметизировать свои баки для полета. В этот момент система управления Falcon 9 полностью отвечает за обратный отсчет, и все технические прерывания с этого момента будут обрабатываться системой управления ракеты, а не наземными операторами. Диспетчеры запуска могут прервать запуск Falcon 9 только в случае нарушения погоды.
На секундах Т-45 руководитель запуска убедился, что все позиции готовы к запуску.
Бортовой компьютер ракеты-носителя дал команду на включение двигателей Merlin 1D первой ступени в Т-3 секунды. Двигатели на первой ступени зажигаются попарно с интервалом в миллисекунды друг от друга, чтобы уменьшить переходные процессы при запуске и нагрузки на ракету.
Как только компьютеры удостоверятся, что все системы работают нормально, Falcon 9 даст команду открытия гидравлическим зажимам в основании ракеты, позволяя Falcon 9 оторваться от стартовой площадки.
B1062 работает примерно две с половиной минуты, а затем выключает двигатели — опять же в шахматном порядке, чтобы снизить нагрузку на ступень.
Затем четыре пневматических толкателя — трех радиально вокруг промежуточной ступени и один в центре промежуточной ступени — разделят ступени. Двигатель Merlin Vacuum второй ступени, оптимизированный для работы в вакууме, загорится через несколько секунд.
Достигнув апогея и начав спуск, B1062 совершил два включения двигателей, чтобы мягко приземлиться на платформу «A Shortfall of Gravitas». В первом включении, называемом Entry Burn, используются три двигателя Merlin 1D (двигатели E1, E5 и E9), тогда как во втором включении, называемом Landing Burn, используется только центральный двигатель E9.
«Недостаток гравитации» — через Джулию Бержерон для NSF/L2)
E1, E5 и E9 — единственные двигатели, способные перезапускаться в полете, поскольку они имеют дополнительные капсулы TEA-TEB для хранения жидкости для зажигания двигателей.
Тем временем вторая ступень продолжала двигаться к орбите. Примерно через три минуты после пуска ступень подает команду, чтобы защелки, соединяющие половины обтекателя, разблокировались. Вскоре после этого половинки обтекателя были раздвинуты с помощью четырех пневматических толкателей, находящихся в активной половине обтекателя.
Половинки обтекателя, в свободном полете, используют двигатели на холодном газе RCS, чтобы снова войти в атмосферу Земли, прежде чем развернуть парафойлы для мягкой посадки на воду. Они будут извлечены судном для восстановления обтекателей SpaceX, Doug.
Примерно через девять минут после запуска вторая ступень выключает двигатель Merlin Vacuum. С этого момента ступень использует свои двигатели RCS, чтобы начать вращаться вокруг своей оси X.
В момент времени T+15 минут 31 секунда освобождаются натяжные стержни, используемые для удержания стопки спутников Starlink, и спутники медленно удаляются от второй ступени.
Вскоре после этого вторая ступень выполнит сход с орбиты.
В настоящее время у SpaceX есть еще четыре запуска, запланированных на январь 2022 года: Transporter-3, который запускается со стартовой площадки 40 14 января; CSG-2 в конце января; и еще до двух миссий Starlink.
