Falcon 9 프로토타입

Falcon 9 prototypes
2012년 9월 메뚜기

팰컨 9 프로토타입수직 이착륙을 수행하는 재사용 가능한 로켓 실험이었다.[1]이 프로젝트는 스페이스X개인적으로 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 9팰컨 헤비 1단 부스터 탱크 및 엔진 어셈블리의 수직 착륙이 필요한 재사용 가능한 팰컨 9팰컨 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 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 베짱이헬리콥터의 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-4E비행중단 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]
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.

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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