Falcon 9 프로토타입

Falcon 9 prototypes
2012년 9월 메뚜기

팰컨 9 프로토타입은 수직 이착륙을 수행하는 재사용 가능한 로켓 실험이었다.[1]이 프로젝트는 스페이스X가 개인적으로 자금을 지원했는데, 이후까지 어떤 정부에서도 자금을 지원하지 않았다.[2]두 개의 시제품이 제작되었고, 둘 다 땅에서 발사되었다.[3]

가장 초기의 원형은 베짱이였다.그것은[4] 2011년에 발표되었고 2012년부터 저고도 저속 공기/착륙 테스트를 시작했다.베짱이는 106피트(32m)의 키로 2012년과 2013년 8차례 시험 비행에 성공한 뒤 은퇴했다.팰컨 9의 두 번째 프로토타입은 팰컨 9 v1.1 발사체를 기반으로 한 더 크고 성능이 뛰어난 팰컨 9 재사용 가능한 개발 차량(F9R Dev, 일명 F9R Dev1)이었다.그것은 고도에서 시험되었고 훨씬 더 높은 속도를 낼 수 있었지만 결코 고속에서는 시험되지 않았다.F9R Dev1 차량은 2013~2014년 제작돼 2014년 4월 17일 첫 저고도 비행시험을 치렀고,[5] 2014년 8월 22일 맥그리거 시험장에서 3발 엔진 시험 도중 분실돼 저속도 시험 프로그램이 종료됐다.재사용 가능 로켓의 비행 시험 외피의 추가 확장은 팔콘 9의 상업용 궤도 비행 궤도에 사용되었던 하강 팔콘 9 부스터로 이동되었다.

베짱이와 F9R Dev 테스트는 거의 비어 있는 팰컨 9와 팰컨 헤비 1단 부스터 탱크 및 엔진 어셈블리의 수직 착륙이 필요한 재사용 가능한 팰컨 9와 팰컨 헤비 로켓 개발의 기본이었다.베짱이와 F9R Dev 테스트는 2013년 9월부터 상업용 Falcon 9 임무에 수반되는 고고도, 고속 제어된 Palcon 9 부스터 단계의 시험으로 이어졌다.후자는 결국 2015년 12월 21일 첫 부스터 착륙에 성공했다.

역사

재사용이 가능한 발사체 기술을 개발하기 위해 325m의 비행에 이어 부드러운 추진 착륙을 하는 베짱이.

베짱이는 2011년 3분기 미국 연방항공청의 우주발사 규정을 분석한 뒤 우주 기자들이 처음 쓴 글에서 처음 세상에 알려졌다.[1]

그 직후 스페이스X는 시험차량 개발 프로그램의 존재를 확인하고 2012년부터 베짱이 비행시험 프로그램을 시작할 것으로 예상했다.[4][6]

2011년 공개 정보 공개는 최대 고도 670~1만1,500ft(200~3,510m)에서 45~160초(0.75~2.67분) 동안 3단계로 텍사스 주 맥그리거에서 아음속 테스트가 발생할 것임을 시사했다.당시 테스트는 최대 3년이 소요될 것으로 예상되었고, 최초 FAA 허가는 연간 최대 70회의 아보바 출시를 허용한다.[1][7]시험 비행 프로그램을 지원하기 위해 반에이커의 콘크리트 발사 시설이 건설되었다.[6]2012년 9월 스페이스X는 일부 초기 시험 비행의 고도를 높이기 위해 FAA 승인을 요청했다고 발표했다.[8]머스크 CEO는 2012년 11월 "앞으로 몇 달 동안 고도와 속도를 점차 높여나갈 것"이라고 말했다.나는 아마도 크레이터가 그 길을 따라 있을 것이라고 생각한다; 크레이터가 없다면 우리는 매우 운이 좋을 것이다.수직 착륙은 극히 중요한 돌파구다. 극단적이고 신속한 재사용 가능성."[9]

5월 2013년에는 스페이스 X이전에 planned[3][10][11][12]—and 땅과 시설에 3년 임대 계약이 배짱이 비행 시험 프로그램의higher-altitude,higher-velocity 일부 스페이스 포트 아메리카에서 라스 크루 서스, 뉴 Mexico—and 근처의 연방 정부의 근접한 화이트 샌즈 시설도 없든 할 것이라고 발표했다. 최근에작전 [11]우주선스페이스X는 2013년 5월 텍사스에서 뉴멕시코로 얼마나 많은 일자리가 옮겨갈지 아직 모른다고 지적했다.[13]

스페이스X는 2013년 5월 스페이스포트 아메리카에 30m × 30m(98ft × 98ft) 패드를 건설하기 시작했으며, 스페이스포트 메인 캠퍼스에서 남서쪽으로 7km(4.3mi) 떨어진 곳에 월 6,600달러와 시험 비행당 25,000달러에 패드를 임대할 계획이다.[14]

설명

베짱이

베짱이는 높이 32m(106ft)의 "팰컨 9 [v1.0] 1단 탱크, 멀린-1D 엔진 1개"로 구성됐다.[1]착륙 기어는 고정되어 있었다.

일론 머스크가 말했듯이 베짱이는 헬리콥터의 정확성으로 지구에 착륙할 수 있었다.[15]

F9R Dev1

F9R Dev1은 팰컨 9 v1.1의 사용된 1단계 탱크로 제작되었기 때문에,[16][17] 높이가 160피트여서 첫 번째 베짱이보다 50% 가까이 길었다.[18]착륙 다리는 설계상 접을 수 있으며, 망원경으로 보는 피스톤이 A-프레임에 장착되었다.4개의 다리의 총 길이는 약 18m(60ft), 무게는 2,100kg(4,600lb) 미만이었다. 전개 시스템은 고압 헬륨을 사용했다.[19]그 다리는 첫 번째 베짱이보다 무게가 덜 나갔다.F9R Dev1은 첫 번째 베짱이 차량과는 다른 엔진 베이를 가지고 있었다.[18]

텍사스에 있는 F9R Dev1 차량은 3개의 엔진으로 이륙하고 가속하기 위한 목적이었다. 시험 비행은 궤도 페이로드로 완전히 적재된 Falcon 9를 이륙시키기 위해 완전한 추력을 필요로 하지 않기 때문이다. 단 하나의 엔진으로 하강과 착륙을 완료했다.[20]원래의 베짱이는 감속과 수직 착륙의 마지막 단계를 완성하기 위해 사용될 계획인 중앙 엔진인 Merlin 1D 엔진 한 개만을 제자리에 두고 독점적으로 비행했다.

F9R Dev2(비행하지 않음)

세 번째 비행시험 차량인 F9R Dev2는 처음에 미국[11][2] 스페이스포트의 고고도 시험 범위와 최대 9만1000m(30만ft)의 고도에서만 비행할 계획이었다.[17][21][16]2014년 9월 F9R Dev1이 파괴되면서 스페이스X가 계획을 변경해 F9R Dev2 차량이 저고도 시험을 위해 맥그리거에서 먼저 비행하게 됐다.텍사스 맥그리거에서 팰컨 9 재사용 가능한 개발 차량을 비행할 수 있는 FAA의 최초 허가는 2015년 2월까지 개방되었다.[22]

2015년 2월 19일 스페이스X는 F9R Dev2가 단종될 것이라고 발표했다.[23]

스페이스X는 2015년 4월 반덴버그 공군기지 SLC-4E의 비행 중 중단 로켓에 대한 탱킹 테스트를 실시했다.이 로켓은 멀린 1D 엔진 3개에 불과했고, 뉴멕시코 부지는 반환된 1단계를 시험하는 데 쓰일 예정이어서 단종된 F9R Dev2가 비행중 중단시험에서 발사차량으로 재구축된 것으로 추정됐다.[24]

2015년 5월, 한 언론 기사는 바다와 ASDS에서의 부스터 로켓 착륙 시도의 많은 측면의 기술적 성공으로 스페이스X가 뉴멕시코 부지를 사용하여 반환된 단계들을 시험할 계획이라고 밝혔다.[25][26]

비행시험

베짱이 비행시험

첫 번째 팰컨 9 시제품인 베짱이는 2012년 9월부터 2013년 10월까지 총 8번의 시험 비행을 했다.[27]8편의 항공편은 모두 텍사스주 맥그리거 시험 시설에서 출발했다.

베짱이는 2012년 9월에 짧은 3초 홉으로 비행시험을 시작했으며, 2012년 11월에 지상으로부터 약 5.4m(18ft) 떨어진 시험대를 이륙시킨 8초 비행으로 두 번째 홉을 했고, 2012년 12월에는 로켓 엔진 동력 아래 공기권장이 확장된 29초 지속으로 세 번째 비행을 했다.성공적으로 수직 착륙하기 위해 로켓의 힘으로 하강하기 전 40m(130ft)[28]의 경도베짱이는 2013년 10월 7일 8번째이자 마지막 시험 비행을 한 뒤 고도 744m(2,441ft)까지 비행한 뒤 8번째 수직 착륙에 성공했다.[29]베짱이 시험 차량은 이제 퇴역했다.[27]

텍사스 시설에서의 비행 시험은 최초 FAA 규제 허가에 의해 최대 고도 2,500피트(760m)로 제한되었다.[30]

# 날짜(y-m-d) 최고고도 기간 비디오 언급
1 2012-09-21[10] 1.8m(6ft)[10] 3s[10] [31] 탱크가 거의 비어 있는 "브리핑 홉".[32]
2 2012-11-01[33] 5.4m(17.7ft)[33] 8s[33] [34]
3 2012-12-17[35] 40m(평방 피트)[35] 29년대[35] [36] 카우보이 마네킹 포함 첫 비행
4 2013-03-07[37] 80m(262ft)[38] 34년대[38] [39] 터치다운 스러스트 대 중량 비율이 1보다[40] 큼
5 2013-04-17[41] 250m(820ft)[41] 58년대 [42] 바람의[43] 안정성 유지 능력 입증
6 2013-06-14[44] 325m(1,070ft)[44] 68년대[45] [46] 새 내비게이션 센서 제품군 테스트, F9-R에서 정밀 착륙을[47] 위해 필요
7 2013-08-13[48] 250m(820ft)[48] 60년대 [49] 패드로 돌아가기 전에 100m(330ft) 측면 기동을 수행하는 "배송기 테스트"를 성공적으로 완료하십시오.[48]
8 2013-10-07[50] 744m(2,520ft)[51] 79년대[52] [53] 베짱이의 마지막 비행.차량이 비행 후 퇴장했다.[27]

스페이스X는 2011년 발표부터 2014년까지 자신들이 공개적으로 밝힌 일정 이정표를 각각 달성했다.스페이스X는 2012년 2월, 2012년 한 해 동안 여러 차례 수직이착륙(VTVL) 시험비행을 계획하고 있었다고 [3]밝혔으며, 2012년 6월, 향후 몇 달 안에 첫 시험비행을 할 계획을 계속 세웠음을 확인했다.[6]

F9R Dev1 비행 시험

F9R Dev라는 팔콘 9의 재사용 가능한 개발 차량이 2012년 10월에 발표되었다.F9R Dev1은 2012년 말부터 2014년 초까지 베짱이 v1.1로 명명되었다.[17][29]머스크는 2013년 3월 스페이스X가 2013년 말 이전에 극초음속도에 도달하기를 희망했다고 밝혔다.[54]2013년 3월 이전까지 스페이스X 로켓개발시험시설에서 텍사스주에서 자격시험에 사용됐던 팰컨 9 v1.1 1단 탱크 중 2차 베짱이급 아관절 비행체가 건설될 예정이라고 발표했다.[16]

2014년, 첫 번째 베짱이가 고도 2,500피트(760m)로 제한되었을 때,[21] 맥그리거에서 F9R Dev 테스트를 위해 FAA 허가가 10,000피트(3,000m)로 증가했다.

F9R Dev1은 훨씬 긴 Falcon 9 v1.1 1단계 탱크 위에 제작되었으며 접이식 착륙다리로 제작되었다.

스페이스X는 2014년 3월 28일 텍사스주 맥그리거 시험장에서 F9R Dev1의 단기간 지상 시험(정적 시험)을 실시했고,[55] 2014년 4월 17일 신차 시험 비행을 250m(820ft) 고도로 처음 했다.[21][20]2014년 8월 22일 F9R Dev1 차량의 다섯 번째 비행도 마지막 비행이었다.[17][56]상승 중 차량의 비정상적인 센서 데이터가 비행 종단 시스템을 작동시켜 F9R-Dev1이 파괴되었다.부상이나 배심원 근원은 보고되지 않았으며 FAA 대표자가 테스트 도중 출석했다.사고 영상이 CBS에 의해 공개되었고, 여러 장의 사고 영상이 소셜 미디어에 게재되었다.[5][57]

테스트 # 날짜(년월일) 테스트 차량 위치 최고고도 비디오 언급
1 2014-04-17[17] F9R Dev1 맥그리거 250m(820ft)[17] [58] 맴돌다가 옆으로 움직이며 성공적으로 착륙했다.[20]
2 2014-05-01[59] F9R Dev1 맥그리거 1,000m(3,520ft)[60] [61] 맴돌아서 옆으로 움직이며 착지했다.[59]
3 2014-06-17 F9R Dev1 맥그리거 1,000m(3,520ft)[62] [62] 견인 가능한 그리드 핀이 있는 첫 번째 시험 비행.[62]
4 2014-08-01[63] F9R Dev1 맥그리거 스페이스X는 이 비행에 대해 어떠한 공적인 정보도 제공하지 않았다.[64]
5 2014-08-22[63] F9R Dev1 맥그리거 [65] F9R Dev1이 계획된 비행 경로에서 벗어나기 시작한 비행 이상 현상에 따라 차량이 폭발했다.부상자 없음.[56][66]센서가 차단된 것이 비행 이상 현상의 원인이었다.이 센서는 시제품 F9R Dev 차량에는 백업이 없었으나 비행 버전 Falcon 9에는 예비 백업이 있었을 것이다.[67]

Falcon 9 비행 후 착륙 테스트

팰컨 9 1단계는 CRS-6으로 2단계 후 ASDS에 착륙을 시도하며 궤도에 올랐다.착지 다리가 전개되고 있다.
주요 기사:Falcon 9 1단계 착륙 시험

2013년 스페이스X는 기존의 비행시험차량과 더불어 메인스트림 팰컨9 차량을 VTVL 시험에 사용하는 것으로 전환했다.2013년 3월 스페이스X는 팰컨 9의 전체 6번째 비행(당시 2013년 여름으로 예상)인 연장형 팰컨 9 발사체의 첫 비행을 시작으로 모든 1단계가 계측되고 제어된 하강 시험 차량으로 장착될 것이라고 발표했다.[68]스페이스X는 바다 위의 수많은 물 위로 착륙을 시도했고, 그 결과 물 속으로 부드러운 착륙이 이루어졌으며, 전문화된 자율 우주선인 드론 선박에 착륙 플랫폼으로 개조되었다.어느 것도 완전히 성공한 것은 없었다.

스페이스X는 마침내 2015년 말 생산용 수직착륙 로켓을 착륙시키는 데 성공했다.2015년 12월 21일 팰컨 9의 1단계를 발사장 인근 육지에 착륙시키려는 첫 시도가 팰컨 9 20편에서 발생했다.착륙에 성공했고, 팰컨 9 풀 스러스트 차량의 1단계를 되찾았다.[69][70][71]스페이스X는 2016년 5월 27일까지 해상 드론 선박에 1단 착륙 3건을 성공적으로 마쳤다.[72]

참고 항목

참조

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