פאלקון 9

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה לניווט קפיצה לחיפוש
פאלקון 9
שיגור החללית דרגון לטיסת המבחן הראשונה שלה על גבי הפאלקון 9
שיגור החללית דרגון לטיסת המבחן הראשונה שלה על גבי הפאלקון 9
ייעוד משגר לוויינים וחלליות
משפחה פאלקון
יצרן ספייס אקס
ארץ ייצור ארצות הבריתארצות הברית  ארצות הברית
עלות שיגור 50-62 מיליון $
גרסאות פאלקון 9 1.0, 1.1, B5, FT,
היסטוריית שיגורים
סטטוס פעיל
אתרי שיגור SLC-40 בקייפ קנברל
SLC-4E, בונדנברג, LC-39A במרכז החלל קנדי
שיגורים 65
הצלחות 63
כשלונות 1[1]
חלקיות 1[2]
שיגור ראשון 4 ביוני 2010
שיגור אחרון 3 בדצמבר 2018
מטענים ידועים החללית דרגון, טלסקופ החלל TESS,
יכולת
מטען ל־LEO 22,800 ק"ג
מטען ל־GTO 8,300 ק"ג
מידע נוסף
גובה 70 מטרים
קוטר 3.7 מטרים
משקל 549,054 ק"ג
שלבים 2
שלב ראשון
מספר מנועים 9
סוג מנוע מרלין 1D
דחף 7,607 קילו־ניוטון
מתקף סגולי 282 שניות (בגובה פני הים)
זמן בעירה 162 שניות
דלק חמצן נוזלי/RP-1
שלב שני
מספר מנועים 1
סוג מנוע מרלין 1D Vac
דחף 934 קילו־ניוטון
מתקף סגולי 348 שניות (בריק)
זמן בעירה 397 שניות
דלק חמצן נוזלי/RP-1

פאלקון 9אנגלית: Falcon 9) הוא משגר לוויינים דו שלבי פרי פיתוח של החברה הפרטית ספייס אקס. שמו, פאלקון 9 נובע מתשעת המנועים שבשלב הראשון שלו.

זהו משגר גדול וכבד. גובהו הוא 70 מטרים (בגרסתו הנוכחית), וקוטרו 3.7 מטר, הוא מסוגל לשגר לוויינים וחלליות למגוון מסלולים החל בגובה נמוך (LEO), וכלה במסלולים גבוהים מאוד מעבר למסלול גאוסטציונרי (GTO), יכולת הנשיאה שלו דומה למשגרים דלתא 4 ואריאן 5.

פאלקון 9 הוא הטיל הראשון, ונכון ל־2018 היחיד, אשר מסוגל לשגר מטען לחלל, כאשר השלב הראשון של הטיל יכול לשוב לנחיתה ממונעת, ולהיות משוגר פעמים נוספות.

דגמים[עריכת קוד מקור | עריכה]

החברה פיתחה במהלך השנים מספר דגמים שהחליפו אחד את השני, כאשר כל אחד מהם חזק יותר ויעיל יותר מקודמו:

  • פאלקון 9 1.0, גובהו היה 47.8 מטר והדחף 4,940 קילו ניוטון, ממנו שוגרו 5 רקטות בין השנים 2010–2013.
  • פאלקון 9 1.1, ששיפר משמעותית את ביצועי המשגר, ואפשר ניסויי נחיתה ממנו שוגרו 15 רקטות בין השנים 2013–2016.
  • פאלקון 9 FT, שהביא עוד שיפור משמעותי בביצועיו של המשגר וביכולות הנחיתה. דגם זה שוגר 36 פעמים בין 2016 ל־2018.
  • פאלקון 9 בלוק 5, דגם זה צפוי להיות השדרוג האחרון, הוא בעל דחף גדול במעט (8,130 KN), בעל רגלי נחיתה משודרגות, ובעיקר מותאם לשימוש חוזר פעמים רבות עם תחזוקה מינימלית, הוא הדגם הפעיל מאז מאי 2018.

כמו כן, קיים דגם בשם פאלקון כבד, שמסוגל לשגר מטען של עד 63 טון למסלול נמוך, ו־27 טון למעבר למסלול גאוסטציונרי.

מחיר השיגור של לוויינים בדגם הרגיל הוא כ־62 מיליון דולר, ובדגם הכבד המחיר נע בין 90 מיליון דולר כאשר ליבת הטיל וגם מאיצי הצד נוחתים חזרה ו־150 מיליון דולר לתצורה בה כל שלושת השלבים הראשונים משתמשים במלוא הדלק שבהם.[3][4] מחירים אלה הם תחרותיים מאוד לעומת חלופות שיגור אחרות[5][6] (לשם השוואה: טיל דלתא 4 כבד מסוגל לשגר מטען קטן בכ־50% מפאלקון כבד אך עולה יותר מפי 2 ממנו - 350 מיליון דולר.[7]), וצפויים לרדת עוד ככל שהשימוש מחדש בחלקי הטיל השונים יהפוך לשגרה. כניסתו לשוק המשגרים של פאלקון 9 היה גורם מעורר בשוק השיגורים, הוא גרר הוזלה במחיר השיגור של טילים נוספים, וכן אילץ את היצרניות האחרות לתכנן טילים רב פעמיים בעצמם (וולקן, אריאן 6, ניו גלן, ועוד).

מבנה[עריכת קוד מקור | עריכה]

טיל הפאלקון 9 מורכב משני שלבים, השלב הראשון, הוא החלק העיקרי והיקר ביותר בטיל, גובהו הוא כ־43 מטר ובבסיסו מורכבים תשעה מנועי מרלין 1D המונעים בדלק מסוג PR-1 (דלק קרוסין מזוקק) וחמצן נוזלי, בראש השלב הראשון מצויים 4 סנפירי רשת (Grid fins), כשני מטר אורכם, המיועדים לכוון את הטיל וליצב אותו בעת שהוא חוזר ארצה לנחיתה, בתחתית השלב הראשון נמצאים ארבעה רגלי נחיתה טלסקופיות ענקיות הנפרסות שניות ספורות לפני שהטיל נוגע בקרקע.

השלב השני בעיקרו מבוסס על חומרת השלב הראשון, אך קטן וזול ממנו בהרבה, קוטרו זהה לקוטר השלב הראשון אך גובהו 14 מטר, הוא מצויד במנוע מרלין 1D בודד המותאם לפעולה בריק, אשר מיועד לבעור עד 6.6 דקות, הוא נכנס לפעולה מספר שניות אחרי היפרדות השלב הראשון, דבר הנעשה בגובה של 70–80 ק"מ וכשהטיל צבר מהירות של כ־7,000 קמ"ש.

בראש הטיל נמצאת חופה המכילה ומגנה על המטען עד הגיעו לחלל, קוטר החופה הוא כ־5.2 מטר וגובהה 13 מטר, כאשר הטיל מגיע לגובה של כמה עשרות ק"מ, שם כבר אין משמעות לצורה אוורודינמית החופה נפרדת לשני חלקים ומושלכת ארצה.

הוצאות ומימון[עריכת קוד מקור | עריכה]

בעוד ש־SpaceX הוציאה כסף משלה כדי לפתח את המשגר ​​הקודם, פאלקון 1, הפיתוח של הפאלקון 9 הואץ על ידי ההשתתפות של נאס"א בעלויות הפיתוח, והתחייבותה לרכוש מספר טיסות מסחריות.

בשנת 2011 פירסמה SpaceX כי עלויות הפיתוח של הפלקון 9 v1.0 היו בסדר גודל של 300 מיליון דולר. נאס"א העריכה כי עלויות הפיתוח היו מסתכמות בכ־3.6 מיליארד דולר אם היא בעצמה הייתה צריכה לפתח טיל זהה (בשל האיטיות והסרבול של סוכנות ממשלתית ענקית וכן ההסתמכות על קבלני משנה רבים).

בשנת 2014, פרסמה SpaceX את עלויות הפיתוח המשולבות הן עבור פאלקון 9 והן חלליות הדרגון: נאס"א סיפקה 396 מיליון דולר, ואילו SpaceX סיפקה למעלה מ־450 מיליון דולר למימון מאמצי הפיתוח של הרקטות והחללית. בהמשך קיבלה החברה עוד כשני מיליארד דולר כמענק מנאס"א על מנת להמשיך לפתח את חלליות דרגון 2.0 המאוישות.

מחיר שיגור[עריכת קוד מקור | עריכה]

המחיר שספייס איקס מפרסמת באתר האינטרנט שלה הוא 62 מיליון דולר לשיגור, אך היו כמה מקרים בהם ידוע שהמחיר ששולם היה שונה: בפעמים הראשונות שספייס איקס השתמשה שוב בשלב־ראשון שנחת היא נתנה הנחה של כ־10% למי שיסכים לה לשגר את המטען שלו בטיל ממוחזר, וגם במקרים של לווין קל משקל במיוחד (מאות ק"ג ספורים) או של לוויינים שחיכו זמן רב מאוד בתור לשיגור דווח על מחיר נמוך מהרגיל, מאידך בכמה שיגורים עבור נאס"א המחיר היה גבוה יותר, כך למשל מחיר השיגור של Jason-­3 היה 82 מיליון דולר, ושל טלסקופ החלל TESS היה 87 מיליון דולר, נטען שהמחיר הגבוה הוא עבור תמיכה לפני ואחרי השיגור ושירותים נלווים.

במסיבת עיתונאים שהתקיימה ב־10 במאי 2018, ערב שיגור הבכורה של פאלקון 9 מדגם B5, אמר אילון מאסק שמחיר השיגור של טיל שהשלב הראשון שלו כבר טס בעבר יהיה מעתה סביב 50 מיליון דולר במקום כ־62.

שיגור חללית מאוישת[עריכת קוד מקור | עריכה]

תחת חוזה שנחתם עם נאס"א, עוסקת החברה בפיתוח חללית מאוישת בשם דרגון 2, אשר תוכל להעלות צוות בן שבעה אסטרונאוטים אל תחנת החלל הבינלאומית. החללית תשוגר לחלל באמצעות המשגר פאלקון 9 והשיגור המאויש הראשון של החללית דרגון 2 מתוכנן לסוף שנת 2018.

שימוש חוזר[עריכת קוד מקור | עריכה]

כבר מתחילת דרכה ספייס איקס הצהירה שהיא תנסה להפוך את עסקי השיגור לחלל לזולים פי כמה משהיו עד להקמתה, הדרך המרכזית להגיע למטרה הזו היא לעשות שימוש חוזר בטיל, לעומת המשגרים אשר היו בשימוש לפניה, שנועדו לשיגור חד פעמי (כאשר השלב הראשון היה נופל בחזרה לכדור הארץ, ושלבים אחרים נשארים כפסולת חלל עד לשריפתם באטמוספירה), ספייס איקס מתכוונת להשתמש באותו טיל שוב ושוב. ניתן להשוות זאת לעולם התעופה: אם כל מטוס היה מטיס נוסעים פעם אחת בלבד ובתום הטיסה היה יוצא מכלל שימוש, עלות כל כרטיס הייתה כמיליון דולר, באותו אופן היכולת להשיב את חלקי הטיל השונים לשימוש חוזר הוא המפתח להורדת מחירי השיגור פי עשרה ומעלה.

בתחילה נעשו כמה ניסיונות להחזיר את השלב הראשון של פאלקון 1 ומאוחר יותר גם של פאלקון 9 באמצעות מצנחים אך הדבר לא צלח, וספייס איקס עברה לנסות רעיון אחר: הפעלת המנועים שמשמשים לשיגור על מנת לבלום את הנפילה אל האדמה. בספטמבר 2011 החברה נתנה לכך פומבי כשהפיקה סרטון אנימציה ממוחשבת המראה לראשונה את הקונספט החדש - שיגור של פאלקון 9 ונחיתת השלב הראשון והשני, באמצעות הפעלה המנוע שמשמש להמראה וכן בשילוב מגן חום בשלב השני.

בשנת 2012 החלה ספייס איקס לערוך ניסויים בטיל קטן שכונה "חגב". הוא נסק לגובה של מאות מטרים נשאר באוויר לזמן קצר ואז ירד באיטיות לקרקע, תוך הפעלה רצופה של המנוע שלו מרגע השיגור עד הנגיעה בקרקע.

השלב הראשון של פאלקון 9 לאחר נחיתה מוצלחת על אסדה באוקיינוס, אפריל 2016.

הנסיונות הראשונים להשיב רקטה בגודל מלא בשיגור מסחרי הסתיימו בהתרסקות ורק בסוף 2015 הצליחה ספייס איקס לראשונה בהיסטוריה להנחית בהצלחה שלב־ראשון של פאלקון 9.

מאז ועד דצמבר 2018 נחתו בהצלחה כבר 22 שלבים ראשונים (שונים) של פאלקון 9 לאחר שנפלו מגובה של 120–160 קילומטר, 17 מהם שוגרו פעם נוספת לחלל, ומהם נחתו שוב בהצלחה תשע. אחד מהם שוגר פעם שלישית ונחת בהצלחה (ובסך הכול התבצעו 32 נחיתות מוצלחות).[8] משך הזמן הקצר ביותר שעבר בין השיגור הראשון לשיגור נוסף של אותו שלב-ראשון עומד על חודשיים וחצי, משך זמן זה אמור להתקצר עוד עם הכנסת הדגם בלוק 5 לשירות סדיר.

המשקל המקסימלי שטיל פאלקון 9 יכול לשאת למסלול גאוסינכרוני (GTO) בגובה 36,000 ק"מ, ועדיין להחזיר לנחיתה את השלב הראשון (על אסדה בלב ים) הוא למעלה מ־7,075 ק"ג בהתבסס על שיגורי ונחיתות עבר.

תוכניתה המקורית של Spacex הייתה להנחית גם את השלב השני אך היא נדחתה במשך כמה שנים בשל הקושי הטכנולוגי הרב שכרוך בכך, באפריל 2018 נראה היה שהכוונה הזו תתממש - אילון מאסק צייץ בטוויטר כי החברה מתכוונת לנסות טכנולוגיה חדשה להנחתת השלב השני, הצמדת מעין בלון מתנפח לשלב השני כדי להגדיל את שטח הפנים שלו פי מאה ויותר כך שהוא יואט על ידי חיכוך עם האטמוספירה הקלושה שבגובה 200–300 קילומטר אך בנובמבר של אותנה שנה הוא חזר בו וכתב בטוויטר כי אין בכוונת ספייס איקס להנחית את השלב השני של פאלקון 9, אלא להאיץ את הפיתוח והבנייה של טיל וחללית הענק BFR.

ספייס איקס מנסה להשיב לשימוש חוזר גם את חופת הטיל ובכך לחסוך כסף רב (העלות של חופה חדשה היא 5–6 מיליון דולר) והחל מאמצע 2017 גם היא נוחתת באמצעות סילוני גז ומצנחים ונאספת מהים.[9] בהמשך החברה שכרה ספינה גדולה באורך 62 מטר והרכיבה עליה רשת גדולה שתלויה על מוטות ארוכים הבולטים מקצוות הספינה (השם שניתן לספינה הוא "מיסטר סטיבן"), ומאז 2018 נעשים ניסיונות לתמרן את החופה ואת הספינה כך שהיא תקלוט אותה וימנע הצורך בשיפוץ יקר שנובע מהנזק שגורמים מי הים המלוחים לחופה, נכון לאוקטובר 2018 נעשו ארבעה ניסיונות כאלה והם טרם הצליחו, אם כי המרחק של "מר סטיבן" מנקודת הנחיתה של החופה הולך ומתקצר, ובניסיון האחרון החופה הצליחה לנחות במרחק עשרות מטרים בלבד מהספינה.

המטרה המוצהרת של ספייס איקס היא להגיע למצב שניתן יהיה לשגר שוב טיל שנחת, בתוך פחות מיממה ובעלויות תחזוק ותפעול מינימליות תוך שימוש חוזר מלא בכל חלקיו[10] יעד זה אמור להיות מושג לדברי מאסק כבר בשנת 2019.

אירועים מיוחדים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  • בנובמבר 2008 נערך ניסוי סטטי למנועי השלב הראשון.
  • במרץ 2010 נערך ניסוי סטטי קצר בו הופעלו מנועי השלב הראשון על כן השיגור - עליו הוצב הטיל המיועד לשיגור.
  • ב־4 ביוני 2010, לאחר דחיות מרובות, שוגר בהצלחה, המשגר לטיסת הבכורה. פאלקון 9 הכניס מטען דמה למסלול סביב כדור הארץ.[11]
  • ב־8 בדצמבר 2010 שוגר פאלקון 9 בפעם השנייה לחלל, כשהוא נושא את החללית דרגון, אף היא מפיתוח החברה, למשימתה הראשונה במסגרת תוכנית COTS. השיגור עבר בהצלחה מלאה.
  • ב־22 במאי 2012, לאחר דחיות רבות, שוגר הפאלקון 9 למשימתו השלישית כשעל גביו חללית הדרגון, ששוגרה למשימתה השנייה במסגרת תוכנית COTS, במהלכה עגנה תחנת החלל הבינלאומית.
  • ב־8 באוקטובר 2012 שוגר הפאלקון 9 כשבראשו חללית דרגון למשימת CRS-1, משימת השירות המבצעית הראשונה של הדרגון אל תחנת החלל הבינלאומית. למרות כשל בשלב הראשון של המשגר וכיבוי אחד ממנועיו בזמן השיגור, הצליח המשגר להכניס את חללית הדרגון בהצלחה למסלול הרצוי.
  • ב־28 ביוני 2015 התפוצץ המשגר באוויר יחד עם מטען שיועד לתחנת החלל הבינלאומית, זמן קצר לאחר שיגורו[12]
  • ב־21 בדצמבר 2015 בוצע שיגור מוצלח של הפאלקון 9 ולראשונה, השלב הראשון הונחת בהצלחה בחזרה לקרקע.[13]
  • ב־8 באפריל 2016 בוצע שיגור מוצלח של הפאלקון 9, ולראשונה, השלב הראשון הונחת בהצלחה על ארבה באוקיינוס האטלנטי.[14]
  • ב־1 בספטמבר 2016 התפוצץ המשגר בזמן ניסוי סטטי. הלוויין הישראלי שנשא, עמוס 6, הושמד בפיצוץ.[15]
  • ב־30 במרץ 2017, בוצעו שיגור ונחיתה ראשונים של משגר ששוגר ונחת בעבר, עם הלוויין SES 10.
  • ב־8 באוקטובר 2018 לראשונה נחת השלב הראשון של פאלקון 9 על מנחת קרקעי סמוך לכן השיגור בבסיס חיל האוויר ונדנברג אשר בחוף המערבי של ארצות הברית (עד אז כל הנחיתות היו בחוף המזרחי או בים).
  • ב-3 בדצמבר 2018 לראשונה נעשה שימוש חוזר שלישי בטיל שכבר שוחזר פעמיים.

עוד טרם ביצוע טיסת ניסוי של המשגר, חתמה החברה חוזים עם מפעילי לווייני תקשורת שונים, ובהם חברת חלל תקשורת הישראלית, מפעילת לוויינים מארגנטינה, חברת EADS אסטריום וחברת ביגלו אירוספייס. זאת בנוסף לחוזי שיגור שנחתמו מול נאס"א, לצורך אספקה לתחנת החלל הבינלאומית.

אמינות[עריכת קוד מקור | עריכה]

נכון לתחילת דצמבר 2018 שיגרה ספייס איקס 65 טילים מדגם זה (וכן פאלקון כבד אחד), 63 מהם שוגרו בהצלחה מלאה אך בשני שיגורים הטיל התפוצץ או כשל חלקית.

ב־28 ביוני 2015 התפוצץ טיל פאלקון 9 שנשא חללית דרגון כעבור 2.5 דקות מהשיגור, מאוחר יותר התברר שהכשל נבע מפריצה של מיכל ההליום בשלב השני של הטיל. במקרה אחר שאירע בשנת 2012 הטיל שוגר בהצלחה ופרס את המטען הראשי כמתוכנן אך המטען המשני נותר במסלול נמוך מהרצוי.

(מקרים אחרים של כישלונות לא נספרו. לדוגמה: ב־8 בינואר 2018 שוגר טיל ובראשו הלוויין הסודי "זומה", הטיל פעל כשורה אך הלוויין לא הגיע או נשאר במסלולו ככל הנראה בשל בעיה במנגנון ההפרדה של הלוויין מהשלב השני, מנגנון שסופק על ידי יצרנית הלוויין. הטיל עצמו פעל ללא דופי ולכן מקרה זה לא נכלל באחוזי הכישלון. במקרה אחר התפוצץ טיל בעת תדלוקו לשם ניסוי ירי סטטי כאשר המטען כבר מורכב בראש הטיל (הלוויין עמוס 6) אך אירוע זה לא נכלל בסטטיסטיקה כיוון שהתרחש לפני השיגור) אם כן אחוז ההצלחה של פאלקון 9 עומד על 96.9%.

לשם השוואה, אטלס 5 האמריקני שוגר 78 פעמים לאורך 15 שנה ורק פעם אחת אירע כישלון חלקי, דהיינו אחוז ההצלחה שלו הוא 98.7%.

אריאן 5 האירופאי שוגר 99 פעמים מאז 1996 וסבל מ־2 כשלונות מוחלטים ו־3 כשלים חלקיים (ארבע מהם התרכזו ב־14 השיגורים הראשונים).

אחד היתרונות של פאלקון 9 על פני רקטות אחרות היא היכולת להפעיל את המנועים בטרם השיגור במה שמכונה "ניסוי ירי סטטי". זהו הליך שבו הרקטה מעוגנת היטב לקרקע באמצעות כבלים וכך ניתן להפעיל את המנועים במלוא העוצמה בעוד הרקטה נותרת על הקרקע וכך לגלות פגמים במנוע אם יש כאלה, ואכן ספייס איקס הפכה זאת לנוהג קבוע מספר ימים לפני כל שיגור.

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא פאלקון 9 בוויקישיתוף

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ מדובר ב טיסת דרגון SpaceX CRS-7, התפוצצות תוך כדי שיגור. בנוסף ב־1 בספטמבר 2016 התפוצץ המשגר בזמן ניסוי סטטי. הניסוי אינו נחשב כשיגור.
  2. ^ טיסת דרגון CRS-1, המטעד הראשי שוחרר במסלולו, המטעד השני, לווין התקשורת, לא הגיע למסלול הנכון
  3. ^ מחירי שיגור ויכולות פאלקון כבד אתר חברת spaceX
  4. ^ אילן מאסק מפרט אודות מחיר פאלקון כבד בטוויטר, 12 בפברואר 2018
  5. ^ ULA Fires Back At SpaceX At Space Symposium; Details Launch Costs ,מתאריך 20 במאי 2014
  6. ^ Air Force budget reveals how much SpaceX undercuts launch prices אריק ברגר, עיתון arsTechnica מתאריך 16 ביוני 2017
  7. ^ Updated | SpaceX successfully launches Falcon Heavy, SPACE NEWS, ‏6.02.18
  8. ^ SpaceX launches 16th Falcon 9 in 2017, recovers first stage אתר Techcrunch, מתאריך 30 באוקטובר 2017
  9. ^ אליזבת לופטו, SpaceX even landed the nose cone from its historic used Falcon 9 rocket launch אתר theVerge, מתאריך 30 במרץ 2017
  10. ^ "SpaceX gaining substantial cost savings from reused Falcon 9 - SpaceNews.com". SpaceNews.com (באנגלית). 5 באפריל 2017. בדיקה אחרונה ב-30 באוקטובר 2017. 
  11. ^ דו"ח משימה באתר NASA
  12. ^ ynet, עוד כישלון לספייס X: צפו בפיצוץ הרקטה באוויר, באתר ynet, 28 ביוני 2015
  13. ^ הידיעה באתר כלכליסט
  14. ^ אלון מאסק הצליח להנחית טיל ראשון בים, באתר כלכליסט, 9 באפריל 2016
  15. ^ ניר דבורי, תיעוד: רגע פיצוץ הלוויין הישראלי, "חדשות 2", 1 בספטמבר 2016