Vad är framtiden för rymdfärder? Kommer civila att resa fritt ut i rymden och ha möjlighet att flytta till en annan planet? Med Elon Musks planer på att bygga en stad på Mars 2050 är allt möjligt. Men för tillfället tillåter verkligheten människan att se, eller några att ta del i, olika planeters utforskning. En av raketerna som gör det möjligt är Falcon 9.
SpaceX Falcon 9 är en tvåstegsraket som delvis kan återanvändas. Designad för att flytta utforskningen av rymden framåt och möjliggöra kostnadseffektiv transport av satelliter. Dessutom kan den skicka besättningsrymdfarkoster i omloppsbana. Den senaste versionen av första steget Falcon 9-raketen kan återvända till jorden och flygas igen många gånger.
Utvecklingen av SpaceX Falcon 9-raketen
SpaceX ledd av entreprenören och miljardären Elon Musk startade 2002. Den ursprungliga idén var att revolutionera rymdfarten och utveckla rymdresor. Tillverkaren och Musk började med Falcon 1. En raket med en kapacitet på 670 kilogram. Den var den första bärraketen med flytande bränsle tillverkad av ett privat företag som nådde jordens omloppsbana. Efter tre misslyckade uppskjutningar landade Falcon 1 för femte och sista gången den 14 juli 2009.
Sedan började Falcon 9:s era med sin första flygning den 4 juni 2010 från Cape Canaveral, Florida. Redan två år senare den 7 oktober skrev Falcon 9-raketen historia som det första återförsörjningsuppdraget till den internationella rymdstationen (ISS). Det var den första privatlanserade farkosten och var den första som erbjöd återanvändbarhet. 2014 började testerna på den återanvändbara första etappen av Falcon 9.
SpaceX ledd av entreprenören och miljardären Elon Musk startade 2002. Den ursprungliga idén var att revolutionera rymdfarten och utveckla rymdresor. Tillverkaren och Musk började med Falcon 1. En raket med en kapacitet på 670 kilogram. Den var den första bärraketen med flytande bränsle tillverkad av ett privat företag som nådde jordens omloppsbana. Efter tre misslyckade uppskjutningar landade Falcon 1 för femte och sista gången den 14 juli 2009.
Den 8 april 2016 landade SpaceX för första gången en del av sin Falcon-raket på ett drönarskepp. Efter det gjorde SpaceX sin första återuppskjutning av ett tidigare fluget Falcon 9-försteg den 30 mars 2017. SES-10-uppdraget det året var första gången då ett grundsteg i en raket som klarar omloppsbana återanvändes. Och på sättet SpaceX skickade 53 Starlink internetsatelliter för ett halvår sedan visar att företaget fortfarande gör det bästa av återanvändbarheten.
Hur fungerar Falcon 9?
Enligt SpaceX statistik, hade raketer från Falcon 9-familjen skjutit upp 127 satelliter och deltagit i 135 fulla uppdrag med endast 2 misslyckanden. Detta räknas för en framgångsfrekvens på 98,43 %. Och den senaste Falcon Heavy 2018 har bara flugit tre uppdrag hittills men det finns fler planer för framtiden.
Under tiden 2018 skedde den första Falcon Heavy testflygningen den 8 februari. Även om det centrala grunsteget förstördes, återvanns två sidoboosters framgångsrikt och återvände till Cape Canaveral. Som sagt av John M. Logsdon på Falcon, en Tesla Roadster, nyttolasten, “placerades i omloppsbana runt solen”. Efter alla dessa steg mot att skicka människor i omloppsbana från amerikansk mark skedde det äntligen. Falcon 9 lanserade sin första privata rymdfarkost, en Crew Dragon med astronauterna Doug Hurley och Robert Behnken 2020.
Falcon 9 är världens första återanvändbara raket i omloppsklass. Återanvändbarhet gör det möjligt för SpaceX att återavfyra de dyraste delarna av raketen, vilket i sin tur drar ner kostnaden för rymdtillgänglighet.
SpaceX
Mått
För att beskriva tekniken bakom Falcon 9-raketen är det värt att nämna dess mått. Raketen är nästan 70 meter hög, väger 549 054 kg och kan generera över 7 500 kilonewtons dragkraft vid start. Detta innebär att Falcon 9 kan skicka 22 800 kg i omloppsbana runt jorden samt 8 300 kg till Mars. Men de har ännu inte gjort något på den röda planeten. Mars är Elon Musk och SpaceX plan att åka till, då de så småningom vill landa människor där.
Tvåstegs raketmotorer
Falcon 9 har två steg och använder nio motorer arrangerade i tre rader om tre i sitt försteg. Metall Octaweb-strukturen rymmer Merlin-motorerna och är avgörande för det första steget. Placeringen är i en orientering med en i mitten och de andra åtta motorerna runt den.
Det andra steget fungerar med bara en motor som använder flytande syre. Den behöver också reketfotogen för drivmedlen under gasgeneratorns kraftcykel. Båda motorerna genererar tillsammans 1.7 miljoner pounds dragkraft.
Merlin-motorn är byggd internt av SpaceX och innehåller en kombination av raketfotogen som kallas Rocket Propellant 1 och flytande syre. Den är otroligt kraftfull och en av de mest effektiva motorerna som någonsin byggts.
Stegseparation
Varje flerstegsraket behöver ett mellansteg som ibland är svårt att skapa men Falcon 9 gjorde det enklare. För att separera stegen använder de flesta raketer ett sofistikerat pyrotekniskt system av exploderande bultar. Medan SpaceX använder en helt pneumatisk
stegseparationsmetod.
Mellansteget kopplar samman första och andra stegen. Det andra stegets motor är inrymd i mellansteget. Detta säkrar den under flygningens inledande faser. Stegseparationen sker när två steg kopplas bort vid rätt tidpunkt, vilket gör att det andra kan explodera säkert.
Falcon 9:s historiska ögonblick inträffade när rymdfarkosten Crew Dragon gick i omloppsbana. En autonom kapsel med beröringskänsliga kontroller för passagerare att använda under nödsituationer. Crew Dragon kan ta med upp till sju personer men reser vanligtvis med fyra.
Payload
Falcon 9:s nyttolast är gjord av ett kolkompositmaterial som kastas ut cirka 3 minuter in i flygningen. Detta skyddar satelliter på väg till omloppsbana. SpaceX fortsätter att återställa kåpan för återanvändning i framtida sessioner.
Nyttolast
Att landa är det mest spännande ögonblicket för raketen. Det första stegets landning av Falcon 9 har fyra landningsben av kolfiber. De är planvikta mot flygkroppen fram till användning. Inbyggda kallgaspropellrar vänder raketen för att placera den med motorerna vända framåt.
Landningsprocessen sker när raketen går igenom stegseparation. Det första steget börjar falla genom atmosfären med en hastighet av 4 700 kilometer i timmen. Kallgaspropellrarna nära toppen vänder raketen runt så att den står upprätt. Motorn går igång, tillräckligt för att bromsa fallet till 20 kilometer i timmen. Sedan fälls benen ut och det sista steget sker. Tre av de nio Merlin-motorerna brinner en gång till, vilket kallas “boostback burn”.
Hårdvara och mjukvara
Det första steget av raketlandningen är helautomatiserat. Många komponenter svarar i realtid när olika förhållanden uppstår. Dessutom har farkostuppskjutningen ett autonomt flygavslutningssystem. Tack vare datorer är det möjligt att upptäcka en del av riskerna.
Falcon 9 har tre dual-core x86-processorer . Den använder ett “actor-judge”-system som stärker säkerheten genom redundans. Varje beslut analyseras med de andra två kärnorna. Som ett resultat kan systemet återstartas om det finns några oenigheter. Om det matchar, involverar den sista processen att skicka till PowerPC-mikrokontrollrar som styr raketens motorer och nätbeteende.
Priser
Hur mycket kostade Falcon 9? SpaceX erbjuder konkurrenskraftiga priser för Falcon 9 såväl som Falcon Heavy. Tillverkaren tillhandahåller också besättningstransporttjänster till kommersiella kunder. Bra för människor som vill transportera astronauter till alternativa LEO-destinationer (Low Earth Orbit).
Raketens framtid
Folk undrar om Falcon 9 kommer att åka till månen? Högst sannolikt. Firefly Aerospace har valt detta rymdskepp för företagets första kommersiella månlandaruppdrag 2023. Den kommer att resa med 10 NASA-sponsrade forskningsnyttolaster.
I november 2019 hävdade Elon Musk på Twitter att maskinen är designad att skjutas upp tre gånger om dagen. Detta resulterar i 1000 uppskjutningar per år. Vidare planerar Elon Musks för 2050 när det finns planer på att bygga en stad på Mars. Men innan dess, om så lite som fyra år, kommer den privata flygindustrin att starta sin första obemannade resa till Mars.
SpaceX senaste mål är att fokusera på större uppdrag som att transportera människor och nyttolaster till månen och Mars. Uppskjutningssystemet – Starship gör detta möjligt. Och SpaceX testskjutna Starship SN20 hände just den 12 november 2021.
