Falcon 9

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Falcon 9
Falcon 9 Full Thrust, staand op het lanceercomplex SLC-40 en voorzien van een Spacex Dragon-module voor de CRS-8 missie (8 april 2016)
Falcon 9 Full Thrust, staand op het lanceercomplex SLC-40 en voorzien van een Spacex Dragon-module voor de CRS-8 missie (8 april 2016)
Algemeen
Land Verenigde Staten
Producent SpaceX
Type Deels herbruikbare draagraket
Productiejaren 2010 - heden
Platform Lanceerplaatsen
CCAFS SLC-40,
KSC LC-39A,
VAFB SLC-4E,
SpaceX South Texas Launch Site (toekomstig),
Landingplaatsen
CCAFS LZ-1,
VAFB SLC-4W,
Autonomous Spaceport Drone Ships
Of Course I Still Love You,
Just Read The Instructions
Gebruikers NASA, DoD, NRO, NOAA en commerciële partijen.
Varianten v1.0, v1.1, v1.1FT (ook wel 1.2), Block 5 (toekomstig)
Stukprijs 62 miljoen dollar (2016)
Maten
Diameter 3,66 meter
Lengte 47,8 meter (v1.0), 68 meter (v1.1), 70 meter (v1.1FT)
Specificaties
Aandrijving 9 stuks Merlin 1C en 1 Merlin 1C-vacuüm (v1.0)
9 stuks Merlin 1D en 1 Merlin 1D-vacuüm (v1.1, v1.1FT)
Sturing kleine stuurmotoren, "grid fins" (bij de landing)

Falcon 9 is een tweetrapsraket uit de Falcon-reeks, ontworpen en gebouwd door SpaceX. De "9" in de term verwijst naar de samenstelling van negen Merlin 1D-raketmotoren in de "core-booster". Deze eerste trap is ontwikkeld om meerdere keren te gebruiken en werd in "vlucht 32" op 31 maart 2017 daadwerkelijk opnieuw ingezet na gebruik "vlucht 23" op 8 april 2016. Door deze ontwikkeling kan Spacex naar verwachting tot 30% besparen op de kosten per lancering vanaf begin 2018.[1]

Specificaties[bewerken]

Een Falcon 9 FT aan de vooravond van de lancering van missie Iridium NEXT 1 op lanceercomplex SLC-4E van Vandenberg Air Force Base.

Versie 1.1 "full thrust" (FT) van Falcon 9 is in staat om in "expendable mode" 22.800 kilogram aan vracht naar de Low Earth Orbit (lage aardbaan) te brengen, dat is op ongeveer op een hoogte van 350 tot 1400 kilometer, wanneer de beschikbare stuwkracht volledig benut wordt. Voor het transport naar de hoger gelegen "Geostationary Transfer Orbit" (geostationaire overdrachtsbaan) kan er 8.300 kg vervoerd worden. Het maximale gewicht van de lading wordt kleiner als de eerste trap van de Falcon van de herbruikbare type is, ongeveer dertig tot veertig procent minder.

De eerste Falcon 9-vlucht werd, na enkele keren te zijn uitgesteld, op 4 juni 2010 vanaf platform 40 van de ruimtehaven Cape Canaveral Air Force Station met succes gelanceerd. De lading van deze raket, een Dragon-massasimulator, werd in een baan om de aarde gebracht. De tweede vlucht, de eerste met het onbemande SpaceX Dragon-ruimtevaartuig bovenop de draagraket gemonteerd, vond plaats op 8 december 2010. Na de lancering vanaf Cape Canaveral ging de Dragon twee keer rond de Aarde om uiteindelijk in de Grote Oceaan te eindigen.

De eerste uitvoeringen van de Falcon 9 vielen in de "medium lift"-categorie, maar door een aantal tussentijdse aanpassingen is de transportcapaciteit naar de lage aardbaan vergroot tot meer dan 20.000 kg, met als gevolg dat latere uitvoeringen van de raket geclassificeerd worden als "heavy lift vehicle" (categorie zwaar transport).

SpaceX heeft een contract met NASA om het Internationaal ruimtestation (ISS) te bevoorraden, in het kader van het "Commercial Resupply Services"-programma. Daartoe wordt de Dragon-module gelanceerd met het rakettype Falcon 9. Voor het "Commercial Crew-programma" wordt volgens planning vanaf 2018 ISS-bemanning vervoerd met Dragon 2, met eveneens een Falcon 9 als raket voor de lanceringen. Ook is de Falcon 9 door het Pentagon als EELV gecertificeerd voor al dan niet geheime militaire missies. Verder wordt de Falcon 9 ingezet voor lancering van zowel commerciële als overheidssatellieten.

De Falcon 9 is in staat om meerdere satellieten tegelijk te lanceren. Om die reden heeft SpaceX de lichtgewicht-Falcon 1 – die aan de basis van de technologie van de Falcon 9 stond – buiten gebruik gesteld. Voor zogenaamde polar-orbit-missies die een baan om de aarde over de noord- en zuidpool hebben of (de zelden voorkomende) missies die tegen de draairichting van de aarde in gaan (naar het westen vliegend dus), lanceert SpaceX ook Falcon 9- en eventueel in de toekomst Falcon Heavy-raketten vanaf Vandenberg Air Force Base in Californië.

Ontwerp[bewerken]

De Falcon 9 is een lange maar betrekkelijk smalle tweetrapsraket. De diameter van beide rakettrappen is 3,66 meter. Dit is de maximum diameter waarmee het mogelijk is om ze over de weg te kunnen vervoeren tussen de fabriek in het Californische Hawthorn, de test-faciliteiten in Texaanse McGregor, en de lanceerfaciliteiten in Florida, Zuid-Texas en Californië. Bij een grotere diameter zouden tunnels, viaducten of bruggen onoverkomelijke obstakels vormen.

Trappen[bewerken]

Falcon 9 is opgebouwd uit twee trappen. De eerste trap wordt vaak de "core-booster" genoemd en de tweede trap wordt "upperstage" genoemd. De core-booster wordt voortgestuwd door negen SpaceX Merlin 1D-raketmotoren met een totale voortstuwingskracht van ongeveer 5,8 MN.[2] Het gewicht van een lege core-booster is ongeveer 27.000 kg en de hoogte is 48 meter (inclusief de vaste tussenring). De bovenste trap wordt voortgestuwd door een, voor vacuüm aangepaste, Merlin-motor. Zowel Merlin 1C als 1D werken op RP-1 als brandstof, een voor raketaandrijving aangepaste kerosine. Voor de chemische reactie (ontbranding) wordt vloeibare zuurstof ("liquid oxygen", afgekort als LOX) ingezet. Vier kleine hypergolische Draco-motoren zorgden eerder voor de besturing, later werden deze vervangen door stuwers van koud-stikstofgas (nitrogen cold gas thrusters). Voordeel hiervan is dat de zeer giftige brandstof hydrazine niet meer aan de boord van de Falcon zelf is waardoor een gelande booster betrekkelijk snel, veilig te benaderen is. Veel ladingen zoals Dragons en satellieten gebruiken echter wel hydrazine. Voor de gecontroleerde landing is de core-booster onderaan uitgerust met een landingsgestel bestaand uit vier hydraulisch uitklapbare poten met een locking-mechanisme en bovenaan zogenaamde "grid fins" om na terugkeer in de atmosfeer mee te kunnen sturen. Om de brandstoftanks onder druk te houden wanneer tijdens de vlucht de brandstof eruit gebruikt wordt, zitten er heliumflessen in de tanks die de vrijkomende ruimte aanvullen met helium.

Varianten[bewerken]

De Falcon 9 v1.0 werd aangedreven door negen SpaceX Merlin 1C-raketmotoren, die ook in de eerdere Falcon 1 met succes werden gebruikt. De motoren van de eerste trap waren in een zogenaamde 3x3 ophanging geplaatst.

De 3x3 configuratie van de Falcon 9 v1.0 en de octaweb-configuratie van de Falcon 9 v1.1

De Falcon 9 v1.1 is 60% krachtiger en wordt aangedreven door negen SpaceX Merlin 1D-raketmotoren die krachtiger zijn (de stuwkracht-gewichtsverhouding van de Merlin 1D is de effectiefste voor een raketmotor tot nog toe), waardoor de raket meer vracht kan meenemen. De motoren van de eerste trap zijn in een zogenaamde octaweb configuratie opgehangen met een motor in het midden en acht motoren in een cirkel eromheen. De Falcon 9 v1.1 is in september 2013 voor het eerst met succes gelanceerd.[3] Sinds januari 2015 is SpaceX bezig met het rechtstandig laten landen van de eerste trappen van de Falcon9 v1.1 op een zelfsturend drijvend platform (Autonomous Spaceport Drone Ship, ASDS) in de oceaan. Anno april 2015 waren er drie mislukte pogingen gedaan. Tweemaal viel de booster om en eenmaal werd (bewust) niet op het schip maar in zee geland wegens storm. Deze raketten, die met uitklapbare poten zijn uitgerust, werden in de ontwikkelingsperiode (2013-2015) op het 'launch manifest' aangegeven als Falcon 9R of afgekort F9R, maar die toevoeging is verdwenen toen het standaard werd om Falcon 9 van een landingsgestel te voorzien. De toegevoegde "R" stond voor 'reusable' (herbruikbaar). Het doel van deze landingen is om zo min mogelijk schade aan de eerste trap te veroorzaken, zodat ze snel met slechts een kleine controle-en-opknapbeurt kan worden hergebruikt. Eerder landden de Solid Rocket Boosters van de spaceshuttle aan een parachute in zee. Die raakten echter zwaar beschadigd door het zeewater, waardoor de opknapbeurt een dure en tijdrovende bezigheid was die vrijwel geen besparing opleverde.

Sinds vlucht OG2 (21 december 2015)[4] vliegt de Falcon 9 v1.1 full thrust (eerder in de media Falcon 9 v1.2 omschreven) met een 20% krachtiger booster en een 2 meter langere tweede trap, die door gebruik van een nieuwe brandstofverhouding 25% meer kracht uit de Merlin-1D-raketmotoren kan persen. Hierdoor ontstaat de capaciteit die nodig is om de eerste rakettrap terug naar lanceerbasis Cape Canaveral, Boca Chica of Vandenberg te laten vliegen en rechtstandig te laten landen op het landingsplatform.[5] Door de brandstof, RP1-raketkerosine en vloeibare zuurstof (LOX) extra koud te maken (Rp1 -7°C en LOX -206°C net boven de vriestemperatuur van zuurstof) past er meer LOX in de tanks van de Falcon 9 v1.1FT en kan er meer brandstof tegelijk naar de Merlin-1D-motoren.[6] Deze tanks moeten echter korter voor de lancering gevuld worden. Het vulproces begint nu vijfendertig minuten voor de lancering in plaats van drie uur.[7] Voor vluchten die meer brandstof eisen, doordat de lading erg zwaar is of extra snelheid is vereist, blijft een drone-schip de plaats om te landen. Ook moet er voor iedere landing op land, speciale toestemming van de luchtvaartautoriteiten worden verkregen. In de loop van 2016 werden nog kleine aanpassingen aan de Falcon 9-FT gedaan, waardoor de kracht van de motoren nog eens met 15% werd verbeterd.

In een Reddit "Ask Me Anything" (AMA) op 24 oktober 2016 gaf de eigenaar van SpaceX, Elon Musk, aan dat er nog één laatste grote upgrade van de Falcon 9 aan komt. Deze Falcon 9 Block-5 moet lange tijd actief blijven en veelvuldig worden hergebruikt.[8]. De Falcon 9 Block 5 die eind 2017 operationeel zou moeten zijn wordt zeven tot acht procent krachtiger dan de geüpgrade Falcon 9FT. Ook krijgt de Block-5 een aantal verbeteringen waardoor herbruikbaarheid soepeler moet gaan en de raket voor lancering van bemande ruimteschepen kan worden goedgekeurd. Hoewel de meeste details over de block 5 nog niet duidelijk zijn is wel bekend dat er verbeterde turbopompen in de Merlin 1D-motoren komen. In de loop der tijd was namelijk duidelijk geworden dat er in sommige rotorbladen barsten ontstonden[9]. Ook zullen de gridfins niet meer van aluminium maar van titanium zijn. Bij de re-entry na zware GTO-missies bleken de aluminium gridfins door atmosferische wrijving zo heet te worden dat ze door verbranding beschadigd raakten.

Herbruikbaarheid[bewerken]

SpaceX heeft zich ten doel gesteld raketten goedkoper te kunnen lanceren door ze meermaals te kunnen gebruiken.

Herbruikbaarheid van eerste trappen[bewerken]

De eerste fase daarvan was het herbruikbaar maken van het duurste deel van de Falcon 9, de eerste trap (core-booster) die ongeveer 70% van de totale lanceerbedrag kost. Dit is reeds de praktijk geworden. Het is in het inmiddels afgeronde proces van experimentele landingen dat een aantal jaren in beslag nam zeven keer gelukt om een core-booster te laten landen vijf maal lukte dit niet. Sinds CRS-10 (19 februari 2017) worden boosterlandingen als routine gezien. Het totaal aantal geslaagde boosterlandingen staat anno 31maart 2017 op negen. Een eerste "reflight" vond plaats op 30 maart 2017 met missie SES-10. Voor die vlucht werd de booster die CRS-8 tot de rand van de ruimte bracht hergebruikt. Het hergebruiken van de eerste trappen zou de prijs per lancering vanaf 2017 met 30 procent moeten doen verminderen. Musk gaf aan in 2017 mogelijk zes vluchten met gebruikte boosters uit te voeren. Voor de eerste Falcon Heavy-vlucht zouden twee eerder gebruikte Falcon 9 boosters zijn aangepast om als side-boosters te functioneren[10]. Gelande booster zien er met een hoogte van 47 meter op het oog erg instabiel uit. De werkelijkheid is echter dat de brandstoftanks bij de landing bijna leeg zijn en het grootse deel van het totaalgewicht de merlin-motoren zijn die onderaan zitten. Daardoor staat de booster stevig genoeg om op het dek van een schip dat aan golfslag onderhevig is te blijven staan. Zelfs wanneer deze enigszins uit het lood staat zoals bij de Thaicom 8-vlucht het geval was.

Herbruikbaarheid van de neuskegel[bewerken]

De volgende stap in herbruikbaarheid die Elon Musk na de tweede succesvolle landing aankondigde is dat de zogenaamde "payload fairing" [11] die zo'n zesmiljoen dollars kost, herbruikbaar moet worden. De neuskegel wordt ongeveer drie-en-een-halve minuten na de lancering op een hoogte van zo'n 100 kilometer, waar vrijwel geen lucht meer is, in twee delen afgeworpen en valt normaliter te pletter in zee. De methode die voor het bergen gebruikt gaat worden zou volgens tech-website ArsTechnica een zogenaamde mid-air capture[12]. De twee helften van de neuskegel worden eerst door kleine stuwers in de juiste positie gestuurd. Na door de atmosfeer tot sub-sonische snelheid te zijn afgeremd dalen ze verder aan parachutes. Twee helikopters die met haken zijn uitgerust grijpen deze dan uit de lucht. Op 30 maart 2017 werd zeker één deel van een neuskegel voor het eerst op de juiste plaats in zee geland[13]. Eerder plaatste SpaceX al kleine camera's in de fairing om de re-entry te bestuderen. Een filmpje daarvan werd in 2015 op YouTube geplaatst.[14].

Nog geen herbruikbare tweede trap[bewerken]

In eerdere plannen zou ook de tweede trap herbruikbaar worden[15] wat zou inhouden dat de tweede trap met een hitteschild zou moeten worden uitgerust. Dat plan is voorlopig opgeschort omdat het onvoldoende besparing zou opleveren en SpaceX zijn mankracht liever voor andere projecten inzet[16]. Maar na de successen van vlucht 32 (eerste hergebruikte booster en eerste stap naar herbruikbare neuskegel) gaf Musk aan de ontwikkeling van een herbruikbare tweede trap te heroverwegen. De eerste test zou dan tijdens de Falcon Heavy demonstratievlucht zijn. Hij acht de kans op succes echter klein[17].

Ongelukken[bewerken]

In de eerste 29 vluchten had iedere Falcon 9-versie (versies 1.0, 1.1 en 1.1 "FT") te maken met een ernstige anomalie. Twee Falcon 9-vluchten mislukten volledig (Falcon 9 v1.1-vlucht nummer 19, missie CRS-7, en Falcon 9 FT, voorgenomen vlucht 29, missie Amos-6), en bij een vlucht is een van de 9 hoofdmotoren uitgevallen (Falcon 9 v1.0, vlucht-nr 4, missie CRS-1). Bij de laatstgenoemde vlucht werd de Dragon-module in de juiste baan gebracht, maar de secondaire vracht, een Orbcomm-satelliet, kwam in een te lage baan terecht doordat onder de ontstane omstandigheden de tweede trap niet nogmaals mocht ontbranden om de mogelijkheid van een botsing met de reeds afgestoten Dragon en/of het ISS uit te sluiten. Ook is er een Falcon 9 geëxplodeerd voorafgaand aan een "static fire test" waarbij ook alle lanceerprocedures werden geoefend op het lanceerplatform.

Doordat de eerste trap, net als Saturnus V, meerdere motoren bevat, kan een missie toch doorgaan, mocht een van de motoren tijdens de vlucht uitvallen. Falcon 9 is de eerste raket sinds de Saturnus-serie van het Apolloprogramma die deze mogelijkheid heeft. De Merlin-1C en de Merlin-1D zijn ook nog eens voor herbruikbaarheid ontworpen en kunnen veel meer aan dan veel andere raketmotoren. De Merlin-1C die ook op de Falcon 1 werd gebruikt was zelfs ontworpen om tegen zeewater te kunnen.

Een Falcon 9 stuurt tijdens een lancering meer dan 3000 parallelle telemetrie-datastromen door waarvan een groot aantal van kleine (interne) HD-camera's afkomstig zijn. Hierdoor is het mogelijk minutieus onderzoek te doen naar oorzaken van een eventueel ongeluk. Dit heeft ook de waarschijnlijke oorzaak van het ongeluk met vlucht CRS-7 naar voren gebracht.

Sinds vlucht 30 (CRS-10) heeft de Falcon 9 een actief autonoom vlucht veiligheid systeem (AFSS, Autonomous Flight Safety System) aan boord. Dit systeem werd in samenwerking met onder andere het DoD, NASA, de FAA ontwikkeld en heeft als doel dat een raket die buiten de veilige marges van de vlucht komt het vluchtpatroon zo kan veranderen dat de vlucht op een zo veilig mogelijke wijze wordt afgebroken. Afhankelijk van de afwijking is een onmiddellijk selfdestruct commando een van de mogelijkheden.

Eerder werd dit systeem al op een aantal vluchten getest, maar had het niet de autoriteit tot afbreken. Ook concurrent Orbital ATK ontwikkelde een soortgelijk systeem dat in 2013 debuteerde.

Ongeluk CRS-7[bewerken]

1rightarrow blue.svg Zie Ongeluk met SpaceX-vlucht CRS-7 voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Tijdens CRS-7, een bevoorradingsmissie van het ISS namens NASA op 28 juni 2015, explodeerde de raket twee minuten en negentien seconden na de lancering, vlak voor de ontkoppeling van de eerste trap. De Dragon-capsule, die voedsel, water, kleding en experimenten bevatte, is hierbij met inhoud verloren gegaan. Dit was het eerste ongeluk met een Falcon 9. CRS-7 was de negentiende vlucht van een Falcon 9 en de veertiende vlucht van een Falcon 9 v1.1. De oorzaak bleek te liggen in het afbreken van een steunbalk die een heliumtank op zijn plaats moest houden in de zuurstoftank van de tweede trap. Dit zette een kettingreactie in werking waardoor de tweede trap uit elkaar viel en de eerste trap een zelfvernietigingscommando kreeg. Voor de gewraakte steunbalken die niet allemaal aan de gestelde certificatie-eisen voldeden werd een andere leverancier gezocht. SpaceX zou ze voortaan zelf testen en certificeren. SpaceX zou pas een half jaar later, op 21 december 2015, de 'return to flight' maken.

Ongeluk Amos-6[bewerken]

1rightarrow blue.svg Zie Ongeluk met SpaceX-vlucht Amos-6 voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Op 1 september 2016 explodeerde de Falcon 9 FT die op 3 september Spacecoms 205 miljoen Amerikaanse dollar kostende Amos-6-communicatiesatelliet op de 29e Falcon 9-vlucht had moeten lanceren op het lanceerplatform SLC-40, enkele minuten voor een 'static fire test', waarbij de brandstoftanks worden gevuld en wordt getest of de motoren starten. Volgens de eerste berichten was er in de tweede trap iets misgegaan waarna een zelfvernietigingsmechanisme in werking trad. Op beelden van de explosie die naar buiten kwamen was te zien dat de tweede trap explodeerde en de neuskegel (met vracht) op de grond viel waarna nog een aantal explosies volgden.[18] Een van de tanks voor vloeibaar zuurstof in de tweede trap zou volgens SpaceX een defect bevatten, waardoor de vloeibare zuurstof in een naad terecht kon komen. Bij het vullen met helium koelde het zuurstof nog verder af waardoor hier kristalvorming ontstond. De wrijving tussen ijzig geworden zuurstof en de buitenlaag van de tank, van koolstof zorgde vervolgens voor ontbranding. De hoge druk binnen de tank en de aanwezige zuurstof zorgden vervolgens voor de explosie.[19] Het lanceerplatform SLC-40 liep grote schade op en is voor zeker een jaar buiten bedrijf. LC-39A is voor die duur het enige Falcon 9-lanceercomplex aan de oostkust. Het ongeluk weerhield SpaceX voor de duur van vier maanden van het lanceren. Er werd besloten voorlopig naar een ouder vulproces terug te keren voor later en nieuwe heliumtanks te ontwerpen. Op 14 januari 2017 was de 'return to flight'.

Falcon Heavy[bewerken]

1rightarrow blue.svg Zie Falcon Heavy voor het hoofdartikel over dit onderwerp.
Een artistieke impressie van een Falcon Heavy op het lanceerplatform

Een heavyliftvariant van de Falcon 9 zal Falcon Heavy heten. De eerste demonstratievlucht van de Falcon Heavy is al vele malen uitgesteld en wordt verwacht in de zomer van 2017. Voorwaarde is dat de normale Falcon 9 vluchten eerst weer naar het in reparatie zijnde Lanceercomplex 40 terug kunnen. De eerste missievluchten zijn geboekt en worden later in 2017 verwacht. De Falcon Heavy is bedoeld om tot 64.000 kg aan vracht naar een lage baan om de aarde te brengen. Daarmee is het de krachtigste raket sinds de maanraket Saturn V, die sinds 1973 niet meer heeft gevlogen, en is hij bijna tweemaal zo krachtig als de krachtigste raket op de huidige markt (de Delta IV Heavy van ULA, die goed is voor 28,8 ton naar LEO).

De Falcon Heavy zal bestaan uit een Falcon 9 met een tweetal Falcon 9-boosters als strap-on-boosters. De middelste core-booster is een verstevigde uitvoering van de normale Falcon 9-booster. De drie boostertrappen zullen in de meeste gevallen herbruikbaar zijn.

Vluchten[bewerken]

Eerste vlucht[bewerken]

De eerste vlucht met de Falcon 9 vond plaats op 4 juni 2010 en bracht met succes de testvracht in een baan om de aarde met een afwijking van minder dan 1 procent. Een experimentele landing van de eerste trap in zee met behulp van parachutes mislukte.

COTS Demo Flight 1[bewerken]

De tweede Falcon 9-demonstratievlucht, op 8 december 2010, bracht de eerste functionele Dragon in de ruimte en had als secundaire vracht twee CubeSats. Voor de tweede-en-laatste keer werd tevergeefs een parachutelanding van de eerste trap ondernomen. Daarna veranderde SpaceX hun ideeën voor raketlanding en werd de parachutelanding niet meer ondernomen.

COTS Demo Flight 2[bewerken]

Dit was de eerste vlucht met een volledig door een commercieel bedrijf ontwikkelde raket die vracht bij het ISS afleverde. De eerste lanceerpoging op 19 mei 2012 werd een halve seconde voor het opstijgen afgebroken. De tweede poging, op 23 mei 2012, slaagde wel.

Experimentele landingen[bewerken]

Het zelfsturende droneschip "Of Course I Still Love You" op volle zee

SpaceX werkt aan herbruikbare raketten. Sinds 2013 heeft SpaceX een aantal eerste trappen na gebruik gecontroleerd naar een vooraf bepaalde plaats in zee laten vliegen om zo te leren manoeuvreren. Sinds 2015 probeert SpaceX de eerste trappen van Falcon 9 - die sindsdien met een landingsgestel zijn uitgerust - daadwerkelijk te laten landen op een droneship of op een landingsplatform op land. Dit mislukte door verschillende oorzaken een aantal keren en is tot nu toe zeven maal geslaagd.

Poging 1, CRS-5[bewerken]

Bij vlucht 14, missie CRS-5, op 10 januari 2015 was er niet genoeg hydraulische vloeistof aan boord wat resulteerde in een niet volledig uitgeklapt landingsgestel waardoor de raket met een van zijn motoren op het drone-schip genaamd "Just read the Instructions" (JrtI) terechtkwam en explodeerde.

Poging afgelast, DSCOVR[bewerken]

Bij de lancering van de vijftiende vlucht met aan boord de DSCOVR-satelliet op 11 februari 2015 moest de landing op het droneschip vooraf worden afgeblazen vanwege storm. De raket landde toen minder dan tien meter van de geplande plaats in zee, wat volgens Musk gezien de weersomstandigheden zeer goed was. Dit was SpaceX' eerste vlucht naar een Lagrange-punt.

Poging 2, CRS-6[bewerken]

Bij een poging op 14 april (vlucht 17, missie CRS-6) landde de raket, bleef enkele seconden op JrtI staan en viel toen om doordat de raket net iets te veel zijwaartse snelheid had gehad vlak voor de landing.

Poging bij voorbaat mislukt, CRS-7[bewerken]

Vlucht 19 en missie CRS-7 eindigden toen de tweede trap uit elkaar viel tijdens de lancering. De eerste trap kreeg vervolgens een zelfvernietigingscommando en werd opgeblazen. Een landingspoging was dus niet meer mogelijk. SpaceX hield zijn raketten daarna vijf maanden aan de grond.

Poging 3, Orbcomm-2, eerste succes[bewerken]

Op 21 december 2015 bracht vlucht 20, missie Orbcomm-2 elf satellieten in de ruimte en werd voor het eerst Falcon 9 1.1fFT gelanceerd, waarbij de eerste trap voor het eerst veilig op aarde landde. Ditmaal was de landing op Cape Canaveral Air Force Station Landing Zone-1.[20] Dit was tevens SpaceX "return to flight" na het CRS-7 debacle. Op 20 augustus 2016 werd deze eerste gelande booster definitief als een trofee voor SpaceX' hoofdkwartier in Hawthorne Californië rechtop geplaatst.[21]

Poging 4, Jason-3, door de poten gezakt[bewerken]

De volgende poging tot landing, vlucht 21 op 17 januari 2016 (Jason-3-lancering) mislukte. Bij een van de vier poten van het landingsgestel was de pal die de poot moest vast zetten niet uitgeklapt. Het gevolg was dat deze poot na landing inklapte en de raket op het droneschip Just Read the Instructions viel. Mogelijk was ijs de oorzaak. Dit was tevens de laatste vlucht van de Falcon 9 v1.1.

Poging 5, SES-9[bewerken]

Voor vlucht 22, missie SES-9 die op 4 maart 2016 werd gelanceerd was van tevoren al gezegd dat de kans op succes niet groot was. Doordat de booster sneller en verder moest vliegen en de lading (SES-9 satelliet) erg zwaar was zou de booster waarschijnlijk net niet genoeg brandstof voor een landing overhouden. De landing op het autonome droneschip genaamd "Ofcourse I still love you" bleek inderdaad te hard aldus Elon Musk op twitter.

Poging 6, CRS-8, succes op zee[bewerken]

De core-booster van missie CRS8 staat op het platform

Bij de lancering van vlucht 23 die op 8 april 2016 voor de NASA missie CRS8 een Dragon naar het ISS bracht, wist SpaceX de eerste trap op droneschip "Of Course I Still Love You" te laten landen. Dit was de tweede keer dat de landing slaagde en de eerste keer dat dit op een drijvend platform lukte. Op 30 augustus 2016 maakte SpaceX en SES bekend dat deze booster als eerste zal worden hergebruikt voor vlucht SES-10.[22] Die vlucht staat nu met een flinke vertraging voor 30 maart 2017 gepland.

Poging 7, JCSAT-14, onverwacht succes[bewerken]

Bij de lancering van een Japanse communicatiesatelliet op vlucht 24 genaamd JCSAT-14 op 6 mei 2016, lukte het SpaceX de booster op het schip te laten landen. De verwachtingen werden vooraf getemperd omdat het profiel van de vlucht erg op dat van SES-9 leek en de missie meer snelheid en brandstof vereiste om de betrekkelijk zware satelliet in een geostationaire baan (GTO) te krijgen. Hierdoor zou de terugkeer van de booster meer brandstof vereisen en was het de vraag of de booster voldoende afgeremd zou zijn.[23] Verschil met eerdere landingen, was dat bij deze landing drie van de negen hoofdmotoren werden gebruikt om voldoende af te remmen, waar dit bij andere landingen slechts één motor is.[24]

Een paar weken later gaf SpaceX aan dat het niet waarschijnlijk is dat deze booster ooit nog zal vliegen. Om brandstof te besparen werd niet voor terugkeer in de atmosfeer geremd. De booster keerde dus terug in de atmosfeer met een snelheid van mach 5. Hierdoor ontstond zoveel wrijvingswarmte dat er betrekkelijk veel schade aan de booster ontstond. SpaceX zal de booster nog wel voor "static fire tests" gebruiken om ervan te leren. Op 29 juli 2016 bracht SpaceX een filmpje van een "full duration test" op de McGregor test range naar buiten.[25]

Poging 8, Thaicom 8, weer geslaagde een landing[bewerken]

Op 27 mei 2016 slaagde SpaceX er met de vijfentwintigste Falcon 9 vlucht voor de derde maal in een GTO missie tot een geslaagde boosterlanding op zee te brengen. Het was in totaal de vierde geslaagde landing. De drie ton wegende satelliet, Thaicom 8, werd met succes in de juiste baan gebracht. Voor het eerst werd bij deze missie ook aan herbruikbare "payload fairing" gewerkt. De uitkomsten daarvan zijn nog niet bekend.

Later bleek de rakettrap scheef te staan. Door de betrekkelijk harde landing was de kreukelzone in de ophanging van een van de poten in werking getreden. Die ophanging is simpel te vervangen en heeft precies gedaan wat er moest gebeuren om de klap te absorberen meldde Elon Musk op twitter. Wel was men even bang dat de rakettrap alsnog zou omvallen. Op 2 juni kwam droneschip Of Course I Still Love You samen met de boostertrap veilig aan in de haven van Port Canaveral. Deze booster werd daarna omgebouwd tot side-booster voor Falcon Heavy-demonstratievlucht.

Poging 9, Eutelsat/ABS, zuurstof op[bewerken]

Op 15 juni 2016 werd vlucht 26, Eutelsat 117 West B & ABS 2A, gelanceerd waarbij twee satellieten in GTO werden gebracht. Tijdens de boosterlanding viel de beeldverbinding met het droneschip weg. Een kwartier later gaf SpaceX aan dat het er op leek dat de boostertrap verloren was. Musk twitterde naderhand dat een van de drie voor de landing gebruikte motoren niet de benodigde kracht zou hebben gehaald en dat er waarschijnlijk voor het eind van het jaar een upgrade zal komen om dit probleem te ondervangen. Een dag later twitterde hij de beelden van de landing en dat de landing minder hard dan gedacht was, maar nog steeds hard genoeg om de motoren te "accordeoneren", waarmee hij iets in de trant van verkreukelen bedoelde.[26] Het lijkt erop dat de LOX net te vroeg op was en daardoor een motor uitschakelde.[27]

Poging 10, CRS-9[bewerken]

Bij missie CRS-9 die op 18 juli 2016 werd gelanceerd landde de booster met succes op Landing Zone 1 en de Dragon werd succesvol in een baan naar het ISS gebracht.[28]

Poging 11, JCSAT-16[bewerken]

Bij de geostationaire missie JCSAT-16 op 14 augustus 2016 landde de booster zonder problemen op OCISLY en werd de lading in de juiste baan gebracht.

Poging 12, Iridium-1, rtf en eerste westkust-landing[bewerken]

Landing van booster na lancering Iridium-1

Op 14 januari 2017 landde voor het eerst een Falcon 9 met succes op de Grote Oceaan. Dit was tevens de 'return to flight' na het ongeluk met Amos-6. Bijzonder is dat de lancering plaatsvond vanaf Vandenberg Air Force Base SLC-4E en het landingsschip Just Read The Instructions was. SLC-4E was in de maanden daarvoor opgeknapt en aangepast voor de Falcon 9 FT en de Falcon Heavy. De booster had vluchtnummer 29, aangezien de verloren Amos 6-booster (die ook als 29 was genummerd) nooit vloog. Dit was de zevende geslaagde landing. Deze lancering bracht de eerste tien van de in totaal geplande zeventig Iridium NEXT-satellieten in hun baan, elk 870 kg.[29] De generale repetitie met static fire-test vond enkele dagen daarvoor plaats zonder de neuskegel en satellieten.

Vlucht 30, CRS-10, ingebruikname LC-39A[bewerken]

Dragon vlucht CRS-10 was de eerste SpaceX lancering vanaf het voormalige Spaceshuttle-en-Apollo-complex LC-39A van het Kennedy Space Center. Eerder stond vlucht Echostar 23 daarvoor ingepland, maar door vertragingen bij de oplevering van LC-39A en de noodzaak om het ISS tijdig te bevoorraden werd de volgorde van die vluchten omgewisseld. De generale repetitie werd zonder lading uitgevoerd. Doordat dat dit een nieuwe lanceerinstallatie was moesten alle systemen gecheckt en gedubbelcheckt worden. Daardoor duurde testproces twee dagen van de roll out tot de static fire. De eerste poging tot lancering was op 18 februari 2017. De lancering werd 13 seconden van tevoren afgebroken omdat de telemetrie aangaf dat een hydraulische cilinder die de straalpijp van de tweede trap richt enigszins afwijkend functioneerde. Het besluit tot het afbreken van de lancering kwam van SpaceX directeur Elon Musk zelf[30][31]. Een nieuwe poging tot lancering was na nachtelijke reparaties een dag later succesvol. Ook de landing die niet meer als "experimentele landing" werd omschreven op LZ-1 was een succes. Dit was tevens de eerste Falcon 9 die vloog met een actief autonoom vlucht veiligheid systeem aan boord.

Vlucht 31, Echostar XXIII, laatste "expendable"[bewerken]

Echostar XXIII werd op 16 maart 2017 gelanceerd met de eenendertigste Falcon 9 vlucht. De lancering stond eerder gepland voor 3 februari 2017 maar werd enkele weken uitgesteld. LC-39A was namelijk niet op tijd klaar en een tijdige lancering van CRS-10 had meer prioriteit. Vanwege de grote massa van de Echostar XXIII satelliet (5.500 kg) en de hoge baan deed de booster geen poging tot landing omdat daarvoor te weinig brandstof over was. Dit is waarschijnlijk de laatste maal dat de Falcon 9 in expendable mode vliegt. In de toekomst zullen dergelijke ladingen op een krachtiger Falcon 9-block-5 of een Falcon Heavy vliegen[32][33].

Vlucht 32, SES-10 eerste "re-flight"[bewerken]

Voor vlucht SES-10 werd voor het eerst een reeds gebruikte boostertrap ingezet. Deze boostertrap had eerder CRS-8 naar de rand van de ruimte gebracht. Satelliet SES-10 is maar enkele honderden kilo's lichter dan Echostar XXIII, maar dat was genoeg zijn om wel met succes boosterlanding op OCISLY uit te voeren. Ook zijn de neuskegelhelften (payload fairing) met op de juiste plek in zee geland als onderdeel van het leren bergen van de neuskegel. Elon Musk heeft aangegeven deze booster in de omgeving van Cape Canaveral te willen tentoonstellen. Mogelijk zal dat in de rocketgarden van het KSC-bezoekerscentrum zijn.

Politieke en economische positie[bewerken]

De Falcon 9 is de enige concurrerende raket op de markt die volledig van Amerikaanse makelij is. Amerikaanse concurrenten (ULA, Orbital ATK) gebruiken Russische raketmotoren voor de Atlas V en de Antares. En ULA's Delta IV, die wel Amerikaanse motoren gebruikt, is veel te duur om concurrentie te zijn. Daarbuiten is er concurrentie uit Rusland, China, Japan, Europa en India. Het Amerikaanse Ministerie van Defensie, dat een belangrijke klant van Amerikaanse ruimtevaartbedrijven is, zal om veiligheidsreden echter nooit met buitenlandse bedrijven satellieten lanceren.

Door de oorlog in Oost-Oekraïne en de daardoor ontstane wereldwijde spanning tussen Rusland en het Westen is in de Verenigde Staten het bewustzijn over de afhankelijke positie van de concurrentie ontstaan. Ook vallen Russische raketmotoren onder een handelsboycot. Mede hierdoor zijn concurrenten nu herontwerpen (Antares-raket 200 van Orbital ATK) of nieuwe ontwerpen (Vulcan van United Launch Alliance) aan het maken. De Amerikaanse Senaat eist namelijk dat er te allen tijde minimaal twee vergelijkbare ruimtelanceersystemen op de markt beschikbaar zijn, zodat er bij problemen met één systeem altijd een back-up is.

Ook het gegeven dat SpaceX zijn Falcon 9-raketten voor 61 miljoen USD, [34] één derde van de prijs van de concurrentie lanceert, helpt mee aan de ontwikkeling van een commerciëlere ruimtevaart waarbij de prijs voor de concurrentie ernstig omlaag moet[35]. Door het ontwikkelen van herbruikbare boostertrappen zal de prijs per SpaceX-lancering naar alle waarschijnlijkheid nog flink dalen.

In september 2015 heeft ook Blue Origin aangekondigd 'goedkoop' herbruikbare raketten met vergelijkbare mogelijkheden vanaf Cape Canaveral te gaan lanceren. De verwachting is dat deze raketten niet eerder dan 2020 zullen vliegen.

Trivia[bewerken]

Doordat de terugkerende boosters sneller dan het geluid gaan, ontstaat een supersonische schokgolf die tot op tientallen kilometers hoorbaar is. Na de nachtelijke landing van de CRS-9-booster werd het Amerikaanse alarmnummer 911 massaal gebeld omdat mensen dachten dat er een explosie had plaatsgevonden. Na vijf jaar geen landingen van de spaceshuttle (die ook een supersonische schokgolf veroorzaakte), herkende een deel van de bevolking van Florida het geluid niet meer.[36]

Externe link[bewerken]