A Falcon 9 első fokozata sokkal nagyobb, mind a Falcon 1-esé, ám azonos elvek alapján építették és a rakéta nevében szereplő módon kilenc darab Merlin 1C hajtóművel rendelkezik. A rakéta egyik különleges tulajdonsága, hogy még úgy is képes a terhét Föld körüli pályára állítani, ha repülés közben az első fokozat egyik hajtóműve leáll. Ez persze jól hangzik a médiában, csak azt is tegyük hozzá, hogy a konkurensek többsége egyszerűen sokkal kevesebb hajtóművel éri el ugyanezt a teljesítményt, így ott egyszerűen nincs mód ilyesmire. Másfelől viszont azt is el kell ismerni, hogy a Merlin nagyon egyszerű, mintegy negyed annyi alkatrészből áll, mint az űrsiklónál használt SSME hajtómű. Márpedig a nagy álmoskönyv szerint a több alkatrész több hibaforrást is jelent egyben.
Elon Musk és a Falcon 9 - klikk a nagy verzióért
Egy másik jellemzője a Falcon rakétáknak, hogy indításkor a rakéta le van rögzítve és csak az után engedik útjára, ha mindegyik hajtómű beindult és a rakéta minden rendszere tökéletesen működik. Ha nem így van, akkor az indítást megszakítják. Természetesen ez sem új találmány, az űrsikló is hasonló megoldást használ. Ott az SSME hajtóművek beindítása és szabályos működése után indították csak be a szilárd hajtóanyagú gyorsítórakétákat, és robbantják le a rögzítő csavarokat.
A Falcon 9 a harmadik repülésére előkészítve
A Falcon 9 második fokozata alapvetően ugyanolyan, mint az első; azonos az átmérő, a szerkezet és még a tartályai is hasonlóak, csak rövidebb az egész, és már csak egyetlen rakétahajtómű található rajta, amely a Merlin 1C légüres térben való működésre optimalizált változata. Szemben a Falcon 1-el, itt az üzemanyag ellátást nem túlnyomással oldják meg, hanem - ahogy az első fokozatban is - turbószivattyúval. Az üzemanyaggal feltöltött 308 tonnás rakéta 10 450 kg-ot képes alacsony Föld körüli pályára, vagy 4540 kg-os geostacionárius pályára állítani, hozzávetőleg 56 millió dollárért.
Balra a SpaceX cég Falcon 9 rakétája és Dragon teherűrhajója,
jobbra az Orbital cég Antares rakétája és Cygnus teherűrhajója
A Falcon 9-et eredetileg a SpaceX saját pénzből tervezte megépíteni, a Falcon 1 (feltételezett) sikere után. Csakhogy a cég megpályázta a NASA COTS (Commercial Orbital Transportation System ~ Kereskedelmi Űrszállító Rendszer) tenderét és ott nyert is, 278 millió dollárt a Falcon 9-re, illetve a Dragon űrhajóra (erről később). A COTS célja az, hogy az űrsikló nyugdíjba vonulása után az Egyesült Államok saját erőből képes legyen ellátmányt szállítani az ISS űrállomásra. Ezt a feladatot korábban az orosz Progresz teherűrhajók illetve az űrsiklók látták el, azóta ugyebár a Progresz maradt, és csatlakozott hozzá az európai ATV és a japán H-II.
A COTS keretében a NASA két civil céget bízott meg, először hogy demonstrálják a képességet arra, hogy képesek a teherhajót felküldeni, illetve majd azt az ISS-el randevúzni. 12 indítást a SpaceX nyert el, nyolcat pedig az Orbital. A Falcon 9 volt tehát a SpaceX eszköze, hogy a teherűrhajóját a világűrbe juttassa, csakhogy ehhez kell egy teherűrhajó is.
Ez itt a Dragon űrhajó logója; beugrik róla bárkinek is a Paff, a bűvös sárkány? :)
Ez pedig a Dragon. A név Elon Musk szerint a Puff, the magic dragon (Paff a bűvös sárkány)-tól ered, noha az űrhajó logója már nem igazán emlékeztet a zöld, gyerekbarát sárkányra. A Dragon látszólag követi az Apollo (és ezáltal az Orion) felépítését, adva van egy műszaki modul és egy kúp alakú parancsoki modul, csakhogy a mélységekben azért nagyon a különbség is, ugyanis a "parancsnoki modul" ez esetben maga az űrhajó, míg a "műszaki modul" igazából egy "csomagtartó" (angolul Trunk, ami szó szerint csomagtartót illetve utazóládát jelent).
A Dragon maga egy csonka kúp alakú űrkapszula. 4,4 méter hosszú és 3,6 méter átmérőjű, nyomásálló belső térfogata 10 köbméter. Viszonyításképpen az Apollo parancsnoki modulja 3,4 méter hosszú és 3,9 méter átmérőjű volt, belső térfogata 5,9 köbméter. A kúp alján körbe vannak elhelyezve az üzemanyag-tartályok, a 18 darab, egyenként 400N tolóerőt biztosító Draco “mindenes" hajtómű, a fedélzeti elektronika és az ejtőernyők. A Draco hajtóművek azért “mindenesek" mert ezek felelnek az űrhajó minden kormány- és pályaváltoztatásáért, tehát nincs a műszaki modulban hajtómű, ahogy az Apollo esetében. A nyomásálló szekciónak van egy dokkolóajtaja a tetején és egy beszállóajtaja az oldalán. Ugyanis - noha erre a NASA nem kérte a COTS-on belül - a Dragon eleve úgy lett tervezve, hogy képes legyen embereket is szállítani.
A Dracon űrhajó az űrben, miközben az egyik Draco hajtóműve működésbe lép - klikk a nagy verzióért
A kapszula alján található a PICA-X (Phenolic Impregnated Carbon Ablator - X ~ Fenollal Átitatott Szén-alapú Elégő hőpajzs, az X a SpaceX-re utal), a NASA által a Stardust programnál használt hővédő pajzs továbbfejlesztett, olcsóbb verziója, amelyet úgy méreteztek, hogy a Marsról visszatérő Dragon számára is elegendő védelmet nyújtson. (Kicsit sarkítva: minél messzebbről tér vissza az űrhajó, annál nagyobb lesz a beérkezési sebessége, emiatt pedig annál komolyabb hővédő pajzzsal kell ellátni.)
Ha a légkör eléggé lefékezte és a sűrűbb rétegekbe ért, a Dragon három nagy ernyőt bont. Ahogy minden "kiegészítő", ezek is a szélesebbik peremnél vannak elhelyezve, lévén a kúp tetején a zsilipajtó helyezkedik el, és ott nincs hely a számukra. Egy ferde csatornában vannak elhelyezve az ernyők tartókábelei, és a csatorna tetején (majdnem a kapszula tetején) van az ernyők rögzítései pontja. A kapszula pedig végül az óceánra száll alá, ahogy az amerikai kapszulák (Mercury, Gemini és Apollo) is tették őelőtte.
A SpaceX irányító központja a Dragon C2 befogásakor
Az űrhajót a "szokásnak megfelelően" a Földről irányítják, a SpaceX kaliforniai bázisáról, az űrállomást megközelítve pedig az annak fedélzetén elhelyezett távirányító rendszerrel irányítják az űrhajósok az űrállomás közvetlen közelébe, ahol aztán a CanadArm2-vel befogják, és annak segítségével dokkolják. Ehhez segítséget nyújt a DragonEye, ez az űrkapszula orrában elhelyezett, LIDAR-t (lézeres távolságmérő és képalkotó) illetve hőképalkotót egybefoglaló rendszer.
Az STS-127 repülésnél az Endeavour magával vitt egy DragonEye-t, itt látható, hogy a LIDAR hogy képezte le az űrállomás dokkolórészét
A "csomagtartó" elsődleges feladata nevéből is sejthetően egyfelől a tehertér biztosítása a maga 14 köbméternyi nem túlnyomásos rakterével (de tervben van egy meghosszabbított, extend változat is, 34 köbméteres raktérrel), másfelől pedig energiaellátást biztosít a kapszulának két, a Föld körüli pályán kinyíló napelemtáblájával és akkumulátoraival. Miután a Dragon feladata a teherszállítás, ezért az űrállomásra 3310 kg-nyi hasznos terhet vihet a kapszulában és további 3310 kg-ot a műszaki modulban.
Amiben a Dragon a többi kiszolgáló űrhajó előtt jár az az, hogy a kapszulában 2500 kg-nyi terhet vissza is képes hozni a Föld felszínére, márpedig az űrsikló nyugdíjazása óta erre nem igazán volt mód. A Szojuz űrhajókban a három űrhajós mellett már nem nagyon marad hely és kihasználatlan kapacitás, a Progresznek, az ATV-nek és a H-II-nek, illetve a Cygnusnak pedig nincsen visszatérő modulja. Meg kell még említeni még az űrhajó harmadik részegységét, egy kompozit műanyag lekerített orr-részt, amely a légellenállás csökkentése céljából található az űrhajó orrán.
A Sólyom 9 és a Sárkány szárnyalása
A Falcon 9 mindössze négy év és hozzávetőleg 300 millió amerikai dollár árán meg is valósult, az első repüléshez pedig a Dragon súlymakettjét vitte magával, amely külsőre megegyezett a valódi űrhajóval. Az indításra még 2009-ben került volna sor, ám különböző tényezők miatt többször is csúsztatni kellett, és végül 2010. június 4-én indulhatott útjára.
Az első Falcon 9 startja - klikk a nagy verzióért
Az első indítási kísérletnél alig pár másodperccel a visszaszámlálás vége előtt a műszerek szokatlan értékeket jeleztek az egyik hajtóműnél, ezért a visszaszámlálást félbeszakították. Mint kiderült, egy érzékelő hibásodott csak meg, így alig több, mint egy óra múlva immár sikeresen elstartolt a rakéta. Mind az indulásnál, mint a második fokozat leválása után ugyan megfigyeltek némi előre nem várt forgásirányú mozgást, de a Falcon 9 második fokozata a hozzá rögzített súlymakettel sikeresen pályára állt.
A Falcon 9 első útjáról készült videó
A COTS keretében a NASA három sikeres repülést várt el a SpaceX-től. Az elsőnél még csak az volt az elvárás, hogy sikeresen pályára álljanak, ez tehát ki lett pipálva. A másodikban, hogy már irányítottan visszatérjen a légkörbe és egy darabban le is érkezzen. Ennek az időpontját 2008. második felében állapították meg még 2006-ban. A Merlin hajtómű problémái miatt végül erre az útra csak 2010. december 10-én került sor, a második Falcon 9 indításkor. Az indítás előkészítésekor azonban a második fokozat hajtóművénél észrevették, hogy a fúvócső harangjának alján több repedés található. Rövid tanácskozás után a fúvócső alsó, mintegy 120 centiméteres részét levágták, mivel úgy vélték, hogy a rakétahajtómű teljesítménye még így is bőven elegendő lesz a feladathoz.
A Falcon 9 második, és a Dragon első útjának összefoglalója
Az indításra 2010. december 8-án került sor, ám ismét csak a második visszaszámlálásig jutottak, mivel az elsőt meg kellett szakítani egy hibajelzés miatt. A Falcon 9 egy teljes értékű Dragon-t állított 300 km-es magasságú körpályára, továbbá több nano-műholdat, amelyeket az Amerikai Hadsereg (US ARMY) és az Amerikai Nemzeti Felderítési Iroda (US National Reconaissance Office; ők üzemeltetik az összes amerikai kémműholdat) bízott rájuk. A Dragon leválása után kétszer kerülte meg a Földet, majd a Csendes-óceánba sikeresen leszállt. Mint utólagosan kiderült, egy nagy kerek francia sajt volt az "utas" a fedélzetén, utalva a Monthy Python sajtboltos jelenetére, a sajttartó tetejét pedig a Top Secret c. film gumicsizmás tehene díszítette.
Az első Dragon "utasa", egy Le Brouere sajt
Visszatérve az útra, miután a Dragon levált és a műholdakat kibocsátották, a második fokozatot újra begyújtották és egészen 11 000 km-es magasságig jutottak vele. Az Falcon 9 és a Dragon egyaránt jól teljesített, így a SpaceX arra kérte a NASA-t, hogy a COTS tervezett második útját - ahol a Dragon csak megközelítené az űrállomást - és a harmadik utat - ahol már dokkolásra is sor kerül - vonják össze. A NASA némi huzavona után kötélnek állt.
Balra a már visszatért első Dragon, középen az útra éppen felkészítendő Dragon C2, jobbra pedig a harmadik sárkány félkészen
A Dragon űrhajó második repülése azonban korántsem indult gördülékenyen. Noha már 2011. júniusára tervezték indítását, többszörös csúszás (például azért, mert az űrállomás személyzetét a Dragon irányítására nem képezték ki időben) és időpont-ütközés (figyelembe kell venni az ISS-hez érkező Szojuz űrhajókat, illetve a többi teherűrhajó előre lefixált időpontját is), mellé végül a Dragon fedélzeti számítógépének programcsomagja csak a sokadik nekifutásra ment át a NASA tesztjein.
A Dragon C2 összepárosítása a "csomagtartójával" - klikk a nagy verzióért
Informatika és tudomány
