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Prototipos del Halcón 9

Saltamontes en septiembre de 2012

Los prototipos Falcon 9 eran cohetes reutilizables de prueba de vuelo experimental que realizaban despegues y aterrizajes verticales . [1] El proyecto fue financiado de forma privada por SpaceX , y ningún gobierno proporcionó fondos hasta más tarde. [2] Se construyeron dos prototipos y ambos se lanzaron desde tierra. [3]

El primer prototipo fue Grasshopper . Se anunció en 2011 [4] y comenzó las pruebas de aterrizaje y vuelo estacionario a baja altitud y baja velocidad en 2012. Grasshopper medía 32 m (106 pies) de altura y realizó ocho vuelos de prueba exitosos en 2012 y 2013 antes de ser retirado. Un segundo prototipo de Falcon 9 fue el vehículo de desarrollo reutilizable Falcon 9 más grande y capaz (F9R Dev, también conocido como F9R Dev1) basado en el vehículo de lanzamiento Falcon 9 v1.1 . Fue probado a mayores altitudes y era capaz de alcanzar velocidades mucho más altas, pero nunca se probó a alta velocidad. El vehículo F9R Dev1 se construyó en 2013-2014 y realizó su primera prueba de vuelo a baja altitud el 17 de abril de 2014; se perdió durante una prueba de tres motores en el sitio de pruebas de McGregor el 22 de agosto de 2014, [5] que puso fin al programa de pruebas a baja velocidad. Una mayor ampliación de la dotación de pruebas de vuelo para el cohete reutilizable se trasladó a propulsores descendentes Falcon 9 que se habían utilizado en trayectorias de vuelo orbital en vuelos orbitales comerciales del Falcon 9.

Las pruebas Grasshopper y F9R Dev fueron fundamentales para el desarrollo de los cohetes reutilizables Falcon 9 y Falcon Heavy , que requieren aterrizajes verticales de los tanques propulsores y conjuntos de motores de primera etapa Falcon 9 y Falcon Heavy casi vacíos . Las pruebas de Grasshopper y F9R Dev condujeron a una serie de pruebas de descenso controlado a gran altitud y alta velocidad de etapas de refuerzo del Falcon 9 posteriores a la misión (gastadas) que acompañaron a las misiones comerciales del Falcon 9 desde septiembre de 2013. Esto último finalmente resultó en El primer aterrizaje de refuerzo exitoso el 21 de diciembre de 2015.

Historia

Grasshopper realiza un vuelo de 325 metros seguido de un suave aterrizaje propulsor en un intento de desarrollar tecnologías para un vehículo de lanzamiento reutilizable.

Grasshopper se dio a conocer públicamente por primera vez en el tercer trimestre de 2011, cuando los periodistas espaciales escribieron sobre él por primera vez después de analizar las regulaciones de lanzamiento espacial de la Administración Federal de Aviación . [1]

Poco después, SpaceX confirmó la existencia del programa de desarrollo de vehículos de prueba y proyectó que comenzaría el programa de pruebas de vuelo Grasshopper en 2012. [4] [6]

Las publicaciones de información pública en 2011 indicaron que las pruebas subsónicas se producirían en McGregor, Texas, en tres fases, a altitudes máximas de vuelo de 670 a 11.500 pies (200 a 3.510 m), con duraciones de 45 a 160 s (0,75 a 2,67 min). . En ese momento, se esperaba que las pruebas duraran hasta tres años y el permiso inicial de la FAA permite hasta 70 lanzamientos suborbitales por año. [1] [7] Se construyó una instalación de lanzamiento de concreto de medio acre para respaldar el programa de vuelo de prueba. [6] En septiembre de 2012, SpaceX anunció que había solicitado la aprobación de la FAA para aumentar la altitud de algunos de los vuelos de prueba iniciales. [8] De cara al próximo año, el CEO Musk dijo en noviembre de 2012: "Durante los próximos meses, aumentaremos gradualmente la altitud y la velocidad... Creo que probablemente habrá algunos cráteres en el camino; "Tendremos mucha suerte si no hay cráteres. El aterrizaje vertical es un avance extremadamente importante: una reutilización extrema y rápida". [9]

En mayo de 2013, SpaceX anunció que la parte de mayor altitud y mayor velocidad del programa de pruebas de vuelo Grasshopper se realizaría en Spaceport America cerca de Las Cruces, Nuevo México , y no en las instalaciones adyacentes del gobierno federal White Sands Missile Range como se había planeado previamente. [3] [10] [11] [12] —y firmó un contrato de arrendamiento de tres años para terrenos e instalaciones en el puerto espacial recientemente operativo. [11] SpaceX indicó en mayo de 2013 que aún no sabían cuántos puestos de trabajo podrían trasladarse de Texas a Nuevo México. [13]

SpaceX comenzó a construir una plataforma de 30 m × 30 m (98 pies × 98 pies) en Spaceport America en mayo de 2013, a 7 km (4,3 millas) al suroeste del campus principal del puerto espacial, y planea alquilar la plataforma por 6.600 dólares al mes más 25.000 dólares. por vuelo de prueba. [14]

Descripción

Saltamontes

Grasshopper constaba de "un tanque de primera etapa Falcon 9 [v1.0], un único motor Merlin-1D " con una altura de 32 m (106 pies). [1] El tren de aterrizaje fue reparado.

Como afirmó Elon Musk, Grasshopper podría aterrizar en la Tierra con la precisión de un helicóptero . [15]

F9R Dev1

El F9R Dev1 se construyó a partir del tanque usado de primera etapa del Falcon 9 v1.1 , [16] por lo que tenía 160 pies de altura, [17] casi un 50% más largo que el primer Grasshopper. [18] Las patas de aterrizaje eran retráctiles por diseño, con un pistón telescópico montado en un marco en forma de A. La envergadura total de las cuatro patas era de aproximadamente 18 m (60 pies) y el peso era inferior a 2100 kg (4600 lb); el sistema de despliegue utilizó helio a alta presión . [19] Las patas tenían menos peso que en el primer Grasshopper. El F9R Dev1 tenía un compartimento de motor diferente al del primer vehículo Grasshopper. [18]

El vehículo F9R Dev1 en Texas estaba destinado a despegar y acelerar con tres motores (ya que el vuelo de prueba nunca necesita todo el empuje para despegar un Falcon 9 completamente cargado con una carga útil orbital) mientras completaba el descenso y el aterrizaje con un solo motor. [20] El Grasshopper original había volado exclusivamente con un solo motor Merlin 1D en su lugar, el motor central que ahora se usa para completar la última fase de la desaceleración y el aterrizaje vertical en cohetes Falcon 9 a gran escala.

F9R Dev2 (nunca volado)

Inicialmente se planeó volar un tercer vehículo de pruebas de vuelo, el F9R Dev2, solo en el campo de pruebas a gran altitud en Spaceport America [11] [2] y en altitudes de hasta 91.000 metros (300.000 pies). [17] [21] [16] En septiembre de 2014, tras la destrucción del F9R Dev1, SpaceX cambió los planes, por lo que el vehículo F9R Dev2 volaría primero en McGregor para pruebas a baja altitud. El permiso inicial de la FAA para volar el vehículo de desarrollo reutilizable Falcon 9 en McGregor, Texas, estuvo abierto hasta febrero de 2015. [22]

El 19 de febrero de 2015, SpaceX anunció que el F9R Dev2 sería descontinuado. [23]

Durante abril de 2015, SpaceX realizó pruebas de tanque en el cohete In-Flight Abort en la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg SLC-4E . Dado que este cohete solo tenía tres motores Merlin 1D, y el sitio de Nuevo México debía usarse para probar las primeras etapas devueltas, se especuló que el F9R Dev2 descontinuado fue reutilizado como vehículo de lanzamiento en la prueba de aborto en vuelo . . [24]

En mayo de 2015, un artículo de prensa afirmaba que debido al éxito técnico de muchos aspectos de los intentos de aterrizaje de cohetes propulsores en el mar y en el ASDS , SpaceX planeaba utilizar el sitio de Nuevo México para probar las etapas de retorno. [25] [26]

Pruebas de vuelo

Pruebas de vuelo de saltamontes

El primer prototipo de Falcon 9, Grasshopper , realizó un total de ocho vuelos de prueba entre septiembre de 2012 y octubre de 2013. [27] Los ocho vuelos se realizaron desde las instalaciones de pruebas de McGregor , Texas .

Grasshopper comenzó las pruebas de vuelo en septiembre de 2012 con un breve salto de tres segundos, seguido de un segundo salto en noviembre de 2012 con un vuelo de 8 segundos que llevó el banco de pruebas a aproximadamente 5,4 m (18 pies) del suelo, y un tercer vuelo en Diciembre de 2012 de 29 segundos de duración, con vuelo estacionario extendido con motor de cohete, en el que ascendió a una altitud de 40 m (130 pies) antes de descender con motor de cohete para realizar un aterrizaje vertical exitoso. [28] Grasshopper realizó su octavo y último vuelo de prueba el 7 de octubre de 2013, volando a una altitud de 744 m (2441 pies) antes de realizar su octavo aterrizaje vertical exitoso . [29] El vehículo de prueba Grasshopper ya está retirado. [27]

Las pruebas de vuelo en las instalaciones de Texas estaban limitadas a una altitud máxima de 760 m (2500 pies) según el permiso reglamentario inicial de la FAA . [30]

Desde el anuncio en 2011 hasta 2014, SpaceX ha logrado cada uno de los hitos del cronograma que anunciaron públicamente. SpaceX dijo en febrero de 2012 que estaban planeando varios vuelos de prueba de despegue vertical y aterrizaje vertical (VTVL) durante 2012, [3] y confirmó en junio de 2012 que continuaban planeando realizar el primer vuelo de prueba dentro de los próximos meses. . [6]

Pruebas de vuelo del F9R Dev1

El vehículo de desarrollo reutilizable Falcon 9, o F9R Dev , se anunció en octubre de 2012. F9R Dev1 se denominó inicialmente, desde finales de 2012 hasta principios de 2014, como Grasshopper v1.1. [17] [29] En marzo de 2013, Musk dijo que SpaceX esperaba alcanzar la velocidad hipersónica antes de finales de 2013. [53] En marzo de 2013, se anunció que el segundo vehículo de vuelo suborbital clase Grasshopper se construiría a partir del Falcon. 9 v1.1 que se había utilizado para pruebas de calificación en Texas en las instalaciones de prueba y desarrollo de cohetes SpaceX antes de marzo. [dieciséis]

En 2014, el permiso de la FAA se incrementó a 10.000 pies (3.000 m) para las pruebas de desarrollo del F9R en McGregor, [21] cuando el primer Grasshopper estaba limitado a una altitud de 2.500 pies (760 m).

El F9R Dev1 se construyó sobre los tanques de primera etapa Falcon 9 v1.1 , mucho más largos , y con patas de aterrizaje retráctiles .

SpaceX realizó una prueba terrestre de corta duración (prueba estática) del F9R Dev1 el 28 de marzo de 2014, en su sitio de pruebas de McGregor, Texas, [54] e hizo su primer vuelo de prueba del nuevo vehículo, a una altitud de 250 metros ( 820 pies), el 17 de abril de 2014. [21] [20] El F9R Dev1 voló por quinta y última vez el 22 de agosto de 2014. [17] [55] Durante este vuelo, datos anómalos del sensor del vehículo durante su El ascenso provocó que el cohete se desviara de su trayectoria de vuelo nominal, lo que provocó que su sistema de terminación de vuelo finalizara la misión neutralizando el vehículo. No se reportaron heridos o casi heridos luego de la desintegración del F9R Dev1 y un representante de la FAA estuvo presente durante la prueba. CBS publicó el vídeo del accidente y se publicaron varias imágenes del accidente en las redes sociales. [5] [56]

Pruebas de aterrizaje posteriores a la misión del Falcon 9

La primera etapa del Falcon 9 intenta aterrizar en ASDS después de que la segunda etapa con CRS-6 continuara en órbita. Las patas de aterrizaje están en pleno despliegue.

En 2013, SpaceX pasó a utilizar sus principales vehículos Falcon 9 para pruebas VTVL, además de sus pruebas existentes con vehículos de prueba voladores. En marzo de 2013, SpaceX anunció que, a partir del primer vuelo de la versión extendida del vehículo de lanzamiento Falcon 9 , el sexto vuelo total del Falcon 9 (entonces previsto para el verano de 2013), cada primera etapa estaría instrumentada y equipada como un sistema controlado. Vehículo de prueba de descenso. [68] SpaceX intentó numerosos aterrizajes sobre el agua, tanto sobre el mar, lo que resultó en aterrizajes suaves en el agua, como en barcos especializados en puertos espaciales autónomos , barcazas modificadas para ser plataformas de aterrizaje. Ninguno tuvo un éxito total.

SpaceX finalmente logró aterrizar un cohete de aterrizaje vertical de producción a finales de 2015. El primer intento de aterrizar la primera etapa del Falcon 9 en tierra, cerca de su lugar de lanzamiento, se produjo en el vuelo 20 del Falcon 9 , el 21 de diciembre de 2015. El aterrizaje fue exitoso y se recuperó la primera etapa del vehículo Falcon 9 Full Thrust . [69] [70] [71] Para el 27 de mayo de 2016, SpaceX había completado con éxito tres aterrizajes de primera etapa en un barco no tripulado en el mar. [72]

Ver también

Referencias

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enlaces externos

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