Falcon 9 здійснила 660 успішних місій — більше, ніж будь-яка інша ракета-носій, що перебуває в експлуатації. За понад півтора десятиліття польотів на її рахунку лише 2 невдачі під час польоту, 1 часткова невдача та 1 ракета, знищена ще до того, як вона взагалі покинула стартовий стіл.
Робоча конячка SpaceX дебютувала 4 червня 2010 року, а потім здійснила першу місію SpaceX з комерційного постачання (Commercial Resupply) на МКС 8 жовтня 2012 року. У наступні роки Falcon 9 стала найближчим аналогом регулярного автобусного маршруту, який коли-небудь існував у космонавтиці, — роль, побудована майже виключно на одному трюку, якого більшість ракет так і не опановують: самостійному приземленні.
Цей матеріал розповідає про те, як цей трюк вдалося освоїти, що він змінив у вартості виходу на орбіту, і як ракетна лінійка, що почалася з вогняного відмовлення двигуна, зрештою стала перевозити астронавтів на Міжнародну космічну станцію.
Ракета, створена для повернення додому
Перший ступінь Falcon 9 розроблений так, щоб приземлятися вертикально й летіти знову, — вперше SpaceX здійснила це під час 20-го польоту цього прискорювача, у грудні 2015 року. Це одне-єдине приземлення переосмислило те, якою може бути роль ракетного прискорювача: замість того, щоб згоряти під час входу в атмосферу або тонути в океані, найбільша й найдорожча частина апарата могла повертатися, її можна було вловити й запустити знову.
Зворотний шлях починається майже одразу. Щойно Falcon 9 стартує з Кейп-Канаверал і відправляє свій вантаж у путь, відпрацьований перший ступінь розвертається і починає рух назад до зони приземлення приблизно за 4,5 хвилини після старту — задовго до того, як другий ступінь взагалі закінчить доставляти свій вантаж решту шляху до орбіти.
Приземлення, яке вдалося лише з п'ятої спроби
Приземлення на твердій землі й саме було досить складним. Приземлення на судні, що хиталося у відкритому океані, було зовсім іншою проблемою, і SpaceX знадобилося кілька спроб, щоб її вирішити. Цей рубіж було досягнуто під час 23-го польоту, вантажної місії CRS-8, — коли прискорювач Falcon 9 вперше вдало приземлився на автономне безпілотне судно в морі.
Це приземлення насправді було 5-ю спробою SpaceX посадити прискорювач на судно — набагато складнішим трюком, ніж приземлення на твердій землі, оскільки сам океан ніколи не залишається нерухомим. Ілон Маск визнав, що напередодні цього польоту його власна команда приватно оцінювала шанси на успіх лише як 2:1, що дещо говорить про те, наскільки далеким від звичної справи цей маневр здавався на той момент.
Політ на тому самому прискорювачі вдруге
Приземлення прискорювача виправдовує себе лише тоді, коли його можна запустити знову. Наступний рубіж, місія SES-10 у рамках 32-го польоту, ознаменувався тим, що прискорювач B1021 став першим ступенем орбітального класу, який здійснив політ двічі, — і того самого польоту SpaceX вперше повернула стулку обтічника вантажу, замкнувши коло повторного використання майже всієї ракети.
Цей перший повторний політ відбувся у березні 2017 року, а другий повторно використаний прискорювач вирушив у космос у червні 2017 року, лише через 5 місяців після першого запуску цього конкретного ступеня. Час обороту мав майже таке ж значення, як і саме приземлення: прискорювач, повторний запуск якого триває роками, майже не знижує вартість запусків, а той, що може злетіти знову протягом кількох місяців, уже нагадує справжній флот.
Від одноразового трюку до рутини на конвеєрі
Те, що починалося як експеримент, який потрапляв у заголовки новин, зрештою перетворилося на буденність. До 2023 року темп став майже рутинним: SpaceX запустила Falcon 9 91 раз того року, потребувала абсолютно нового прискорювача лише для 4 з цих польотів і після кожного повертала додому кожен прискорювач.
Окремі ступені також довели, що можуть літати значно довше, ніж очікували перші скептики повторного використання. До травня 2021 року один конкретний ступінь, B1051, став першим прискорювачем Falcon 9, який досяг 10 польотів, — цифра, яка звучала б неправдоподібно в той час, коли навіть одне успішне приземлення прискорювача здавалося підкиданням монети.
Рекорди, встановлені на цьому шляху
Повторне використання не лише скоротило витрати — воно дозволило SpaceX завантажувати більше в один запуск. 24 січня 2021 року один політ Falcon 9 встановив новий рекорд, вивівши на орбіту одразу 143 супутники, більше, ніж будь-яка інша ракета до цього.
Економічне обґрунтування ставки на повторне використання було викладено задовго до того, як SpaceX вперше приземлила прискорювач. У звіті NASA за 2011 рік підрахували, що будівництво ракети класу Falcon 9 за традиційним контрактним методом агентства коштувало б приблизно 4 мільярди доларів, порівняно з приблизно 1,7 мільярда доларів за більш комерційного підходу, який SpaceX справді використала.
Двигуни, що навчилися на власних невдачах
Ніщо з цієї надійності не було неминучим. Оригінальний двигун Merlin 1A компанії SpaceX здійснив лише два польоти. Його дебют 24 березня 2006 року закінчився тим, що витік пального спричинив пожежу невдовзі після запуску; друга спроба 21 березня 2007 року нарешті вдалася, заклавши основу для сімейства двигунів Merlin, яке нині живить кожен Falcon 9.
Турбонасос двигуна дає уявлення про те, скільки інженерної роботи стоїть за, здавалося б, звичайним запуском. Його турбіна часткового впуску — конструкція, у якій робоче середовище вдаряє лише по частині окружності колеса, а не по всьому колу, — оберталася зі швидкістю до 20 000 об/хв, попри вагу лише 68 кг, вміщуючи серйозну потужність у маленьку легку деталь.
Людський вантаж Falcon 9
Falcon 9 запускає не тільки супутники й вантажі. Demo-2 — місія, під час якої вперше на борту капсули Dragon 2 цієї ракети опинилися астронавти, — стартувала 30 травня 2020 року після кількаразових затримок, відкривши для апарата нову главу за межами супутників і рейсів постачання на станцію.
Станом на січень 2025 року Dragon 2 мала унікальний статус: це був єдиний орбітальний вантажний космічний корабель у світі, що перебуває в експлуатації і повторно використовується між польотами. Заправка перед запуском також порушує звичний порядок роботи NASA: старіші апарати, такі як Saturn V і Space Shuttle, заправляли пальним за кілька годин до запуску, задовго до того, як екіпаж заходив на борт, тоді як Falcon 9 чекає із заправкою до самого моменту перед стартом, підтримуючи свій рідкий кисень переохолодженим близько −340°F, а гас — охолодженим близько 20°F.