Falcon 9 on lennanud 660 õnnestunud missiooni, rohkem kui ükski teine kasutuses olev kanderakett. Selle senine ajalugu, mis hõlmab enam kui pooleteist aastakümmet lende, sisaldab vaid 2 lennuaegset ebaõnnestumist, 1 osalist ebaõnnestumist ja 1 raketti, mis hävis enne stardialuselt lahkumist.
SpaceX'i töömesilase-rakett tegi oma debüüdi 4. juunil 2010 ja viis 8. oktoobril 2012 läbi SpaceX'i esimese kommertsvarustusmissiooni ISS-i juurde. Sellest ajast on Falcon 9 saanud kosmoselennundusele lähedaseimaks võrdluseks regulaarse bussiliiniga — roll, mis on peaaegu täielikult ehitatud ühele trikile, mida enamik rakette kunagi ei õpi: iseenda maandamisele.
See juhend vaatab, kuidas see trikk saavutati, mida see muutis orbiidile jõudmise kulude osas ning kuidas raketiseeria, mis algas leekiva mootoririkkega, lõpetas astronautide toimetamisega Rahvusvahelisele Kosmosejaamale.
Rakett, mis on loodud koju naasmiseks
Falcon 9 esimene aste on loodud maanduma püstiselt ja lendama uuesti — selle saavutas SpaceX esimest korda selle astme 20. lennul, 2015. aasta detsembris. See üksainus maandumine kirjutas ümber, milline võiks olla raketiastme ülesanne: selle asemel, et põlemisel atmosfääri naasmisel hävida või ookeani vajuda, saab sõiduki suurima ja kõige kulukama osa tagasi tuua, kinni püüda ja uuesti startida.
Tagasitee algab peaaegu koheselt. Kui Falcon 9 tõuseb Cape Canaveralilt õhku ja saadab oma lasti teele, pöördub kasutatud esimene aste ringi ja alustab liikumist tagasi maandumisala poole umbes 4,5 minutit pärast starti — kaua enne, kui ülemine aste on isegi lõpetanud lasti viimise ülejäänud teekonna orbiidile.
Maandumine, mis nõudis viit katset
Maandumine tahkel pinnal oli juba piisavalt keeruline. Maandumine avaookeanil kõikuval laeval oli hoopis teine probleem, ja SpaceX vajas selle lahendamiseks mitmeid katseid. See verstapost saavutati lennul 23, CRS-8 lastimissioonil — esimest korda maandus Falcon 9 aste edukalt autonoomsele droonlaevale merel.
See maandumine oli tegelikult SpaceX'i 5. katse tuua aste laevale — palju keerulisem trikk kui maandumine tahkel pinnal, kuna ookean ise ei püsi kunagi paigal. Elon Musk tunnistas, et enne seda lendu hindas tema meeskond eraviisiliselt õnnestumise võimalusi vaid suhtega 2:1, mis ütleb midagi selle kohta, kui kaugel see manööver sel ajal veel tavapärasusest oli.
Sama astme lendamine teist korda
Astme maandamine tasub end ära vaid siis, kui saad sellega uuesti lennata. Järgmine verstapost, lennu 32 SES-10 missioon, näitas, et aste B1021 sai esimeseks orbitaalklassi astmeks, mis lendas kaks korda — ja SpaceX taastas samal lennul esimest korda ka kasuliku koorma katte, sulgedes seeläbi ringi peaaegu terve raketi taaskasutamisest.
See esimene korduslend toimus 2017. aasta märtsis, ja teine taaskasutatud aste järgnes kosmosesse 2017. aasta juunis, ainult 5 kuud pärast selle konkreetse astme esmakordset starti. Käibeaeg oli peaaegu nii oluline kui maandumine ise: aste, mille uuesti lendamiseks kulub aastaid, vähendab startimiskulusid vaevu, kuid aste, mis saab kuude jooksul taas startida, hakkab meenutama tõelist laevastikku.
Ühekordsest saavutusest liinitöö rutiiniks
See, mis algas pealkirju kaaperdanud katsena, muutus lõpuks taustamüraks. 2023. aastaks oli tempo muutunud pea rutiinseks: SpaceX startis Falcon 9-ga selle aasta jooksul 91 korda, vajas täiesti uut astet vaid 4 nendest lendudest ning tõi pärast igat lendu iga astme koju tagasi.
Üksikud astmed tõestasid ka, et need suudavad lennata palju kauem, kui varased taaskasutuse skeptikud eeldasid. 2021. aasta maiks oli üks konkreetne aste, B1051, saanud esimeseks Falcon 9 astmeks, mis jõudis 10 lennuni — number, mis oleks kõlanud ebausutavalt ajal, mil ka ühekordne astme maandumine tundus veel mündiviskena.
Rekordid, mis teel püstitati
Taaskasutus ei vähendanud vaid kulusid — see võimaldas SpaceX'il mahutada ühte starti rohkem. 24. jaanuaril 2021 püstitas üksainus Falcon 9 lend uue rekordi, viies orbiidile korraga 143 satelliiti — rohkem, kui ükski rakett oli varem korraga vedanud.
Taaskasutuse taga olev majanduslik loogika oli selgelt sõnastatud juba ammu enne, kui SpaceX üldse esimest astet maandas. NASA 2011. aasta aruanne arvutas, et Falcon 9 klassi raketi ehitamine agentuuri traditsioonilise hankemeetodi järgi oleks maksnud ligikaudu 4 miljardit dollarit, võrreldes ligikaudu 1,7 miljardi dollariga kommertslikuma lähenemise puhul, mida SpaceX tegelikult kasutas.
Mootorid, mis õppisid ebaõnnestumisest
Mitte midagi sellest töökindlusest ei olnud iseenesestmõistetav. SpaceX'i algne Merlin 1A mootor lendas kokku vaid kaks korda. Selle debüüt 24. märtsil 2006 lõppes, kui kütuselekke tõttu tekkis vahetult pärast starti tulekahju; teine katse 21. märtsil 2007 lõpuks toimis, luues aluse Merlin mootoriperele, mis toidab nüüd igat Falcon 9 raketti.
Mootori turbopump annab aimu, kui palju inseneritööd peitub tavapäraselt näiva stardi taga. Selle osalise sisselaskega turbiin — lahendus, kus töövedelik puutub kokku ainult osaga ratta ümbermõõdust, mitte kogu rõngaga — pöörles kuni 20 000 pööret minutis, kaaludes vaid 68 kg, mahutades tõsise võimsuse väikesesse ja kergesse detaili.
Falcon 9 inimlast
Falcon 9 ei lennuta üksnes satelliite ja lasti. Demo-2, missioon, mis esimest korda tõi astronaudid raketi Dragon 2 kapslisse, tõusis õhku 30. mail 2020 pärast korduvaid edasilükkamisi, avades sõidukile uue peatüki kaugemale satelliitidest ja jaama varustusreisidest.
Dragon 2-l oli 2025. aasta jaanuari seisuga ainulaadne tiitel: see on ainus kasutuses olev orbitaalne lastikosmoselaev maailmas, mida lendude vahel taaskasutatakse. Selle tankimine enne starti erineb ka viisist, kuidas NASA seda varem tegi — vanemad sõidukid, nagu Saturn V ja kosmosesüstik, laadisid oma kütused tunde enne starti, ammu enne meeskonna pardaleminekut, samas kui Falcon 9 ootab tankimisega kuni vahetult enne starti, hoides oma vedelat hapnikku ülijahutatuna umbes −340 °F juures ja petrooleumi jahutatuna umbes 20 °F juures.