Falcon 9

Šablona:Infobox - nosná raketa Falcon 9 je dvoustupňová, částečně znovupoužitelná nosná raketa navržená a vyráběná americkou společností SpaceX. Její název je odvozen od fiktivní vesmírné lodi Millennium Falcon z Hvězdných válek a číslovka 9 značí počet motorů Merlin v prvním stupni. Raketa je schopna vynášet náklady na nízkou oběžnou dráhu (LEO), geostacionární přechodovou dráhu (GTO) i k Mezinárodní vesmírné stanici (ISS).

Falcon 9 je první orbitální raketou na světě, jejíž první stupeň je schopen po oddělení od druhého stupně vertikálně přistát a být znovu použit. Tato schopnost dramaticky snížila náklady na přístup do vesmíru a způsobila revoluci v kosmickém průmyslu. První úspěšné přistání se uskutečnilo 22. prosince 2015.

Od svého prvního letu 4. června 2010 prošla raketa několika modernizacemi. V současnosti (2025) je v provozu verze Block 5, která je certifikována pro lety s lidskou posádkou pro NASA a stala se první komerční raketou, která vynesla astronauty na oběžnou dráhu v rámci mise SpaceX Demo-2 v roce 2020. S více než 550 starty a úspěšností přesahující 99 % je Falcon 9 nejspolehlivější a nejčastěji létající americkou orbitální raketou v historii.

Vývoj a historie

Vývoj rakety Falcon 9 začal v roce 2005, kdy společnost SpaceX oznámila záměr vyvinout nosič schopný vynést téměř 10 tun nákladu na nízkou oběžnou dráhu. Původní financování pocházelo z části od NASA v rámci programu COTS (Commercial Orbital Transportation Services) na vývoj komerční dopravy nákladu k ISS, ale většinu nákladů, přes 450 milionů dolarů, investovala samotná SpaceX.

První verze (v1.0 a v1.1)

• Falcon 9 v1.0 poprvé odstartoval 4. června 2010. Tato verze, poháněná motory Merlin 1C, uskutečnila celkem pět letů, během kterých vynesla na orbitu loď Dragon při testovacích a prvních dvou operačních zásobovacích misích (CRS-1 a CRS-2).
• Falcon 9 v1.1, která debutovala v září 2013, přinesla významná vylepšení. Měla o 60 % vyšší tah a nosnost díky výkonnějším motorům Merlin 1D, prodlouženým nádržím a novému uspořádání motorů "Octaweb". Během 15 startů této verze začala SpaceX experimentovat s řízeným sestupem a pokusy o přistání prvního stupně na vodní hladinu a později na autonomní plovoucí plošiny. Žádný z pokusů o přistání verze v1.1 však nebyl plně úspěšný.

Falcon 9 Full Thrust (v1.2) a přelomová znovupoužitelnost

Verze označovaná jako Full Thrust (nebo v1.2) poprvé letěla v prosinci 2015 a znamenala zásadní zlom. Díky použití podchlazeného paliva (kapalného kyslíku a RP-1) se zvýšila hustota pohonných látek, což umožnilo natankovat více paliva a dosáhnout vyššího tahu motorů. Právě s touto verzí se 22. prosince 2015 uskutečnilo historicky první úspěšné motorické přistání prvního stupně na pevninské přistávací zóně LZ-1 na Cape Canaveral. První úspěšné přistání na mořské plošině Of Course I Still Love You následovalo 8. dubna 2016.

Block 5: Vrchol evoluce

Poslední a nejvyspělejší verze, Falcon 9 Block 5, byla představena v květnu 2018. Byla navržena s důrazem na rychlou a efektivní znovupoužitelnost a splnění přísných bezpečnostních požadavků NASA pro pilotované lety. Klíčové změny zahrnují:

• Zvýšený tah motorů Merlin 1D o 7–8 %.
• Vylepšené přistávací nohy, které jsou nyní zatahovací pro snazší transport a přípravu.
• Tepelný štít na základně rakety chránící motory a potrubí při návratu atmosférou.
• Titanová roštová kormidla pro lepší ovladatelnost při sestupu.
• Zesílená struktura "Octaweb" a další úpravy pro delší životnost.

Každý první stupeň verze Block 5 je navržen pro minimálně 10 letů bez nutnosti velkých oprav a potenciálně až 100 letů s pravidelnou údržbou. K listopadu 2025 drží rekord ve znovupoužití stupeň B1067 s 30 úspěšnými starty a přistáními.

Technický popis

Falcon 9 je dvoustupňová raketa o výšce 70 metrů a průměru 3,7 metru. Oba stupně používají jako palivo vysoce rafinovaný petrolej (RP-1) a jako okysličovadlo podchlazený kapalný kyslík (LOX).

První stupeň

První stupeň je poháněn devíti motory Merlin 1D uspořádanými do kruhové konfigurace "Octaweb". Při startu generují společný tah přes 7 600 kN. Tento stupeň je navržen pro znovupoužití. Po oddělení od druhého stupně provede sérii zážehů:

1. Boostback burn: Obrátí směr letu a nasměruje stupeň zpět k místu startu (při přistání na pevnině).
2. Reentry burn: Zpomalí stupeň při vstupu do atmosféry.
3. Landing burn: Těsně nad zemí nebo plošinou zapálí centrální motor, který zajistí měkké dosednutí.

Pro řízení během sestupu atmosférou slouží čtyři titanová roštová kormidla. Stupeň přistává na čtyřech rozkládacích nohách z uhlíkových vláken.

Druhý stupeň

Druhý stupeň je poháněn jedním motorem Merlin 1D optimalizovaným pro provoz ve vakuu (MVac). Jeho úkolem je dopravit náklad na požadovanou oběžnou dráhu. Motor druhého stupně může být několikrát restartován, což umožňuje vynášení více satelitů na různé dráhy během jediné mise. Druhý stupeň není znovupoužitelný a po dokončení mise je naveden k zániku v atmosféře.

Aerodynamický kryt

Náklad je chráněn aerodynamickým krytem z uhlíkového kompozitu, který se odhazuje přibližně 3 minuty po startu ve výšce, kde již hustota atmosféry nepředstavuje riziko. SpaceX se úspěšně daří zachytávat a znovupoužívat i poloviny aerodynamického krytu, které po oddělení sestupují na padácích a jsou vyloveny z oceánu. Cena jednoho krytu se odhaduje na několik milionů dolarů.

Starty a mise

Falcon 9 startuje ze tří kosmodromů v USA:

• Startovací komplex 40 (SLC-40) na Floridě.
• Startovací komplex 39A (LC-39A) na Floridě, odkud startovaly i mise Apollo a raketoplány.
• Startovací komplex 4E (SLC-4E) v Kalifornii pro mise na polární dráhy.

Významné mise

• Zásobovací mise pro ISS: Od roku 2012 zajišťuje Falcon 9 dopravu nákladu na ISS v rámci kontraktů CRS (Commercial Resupply Services) s NASA.
• Lety s posádkou: V rámci programu Commercial Crew Program dopravuje astronauty NASA na ISS lodí Crew Dragon. První pilotovaný let, SpaceX Demo-2, se uskutečnil 30. května 2020 a ukončil devítiletou závislost USA na ruských lodích Sojuz.
• Starlink: Falcon 9 je klíčovým nosičem pro budování satelitní megakonstelace Starlink. K dubnu 2025 vynesla již přes 8 000 těchto satelitů.
• Komerční a vládní náklady: Raketa vynáší telekomunikační, špionážní, vědecké a vojenské družice pro zákazníky z celého světa, včetně amerického ministerstva obrany a zpravodajských služeb.
• Meziplanetární mise: Falcon 9 odstartoval i mise do hlubokého vesmíru, jako byla DART nebo mise Euclid.

K roku 2025 SpaceX plánuje navýšit frekvenci startů až na 170 ročně, což představuje průměrně 14 misí za měsíc.

Znovupoužitelnost a ekonomika

Schopnost opakovaně používat nejdražší část rakety – první stupeň – radikálně snížila cenu startu. Zatímco v roce 2022 se cena za start pro komerčního zákazníka pohybovala kolem 67 milionů dolarů, interní náklady pro SpaceX, zejména při letech s družicemi Starlink, jsou odhadovány na méně než 28 milionů dolarů.

Proces obnovy prvního stupně po přistání byl zkrácen na několik týdnů. Rekordní doba mezi dvěma lety jednoho stupně činí pouhých 9 dní. Přistání probíhají buď na pevninských přistávacích zónách (Landing Zone 1 a 2 na Floridě, LZ-4 v Kalifornii) nebo na třech autonomních plovoucích plošinách: Just Read the Instructions, A Shortfall of Gravitas (v Atlantiku) a Of Course I Still Love You (v Pacifiku).

Budoucnost

Ačkoliv SpaceX vyvíjí novou generaci plně znovupoužitelné rakety Starship, Falcon 9 zůstane v provozu ještě několik let. Má nasmlouvané lety pro NASA a americkou armádu až do roku 2030 a nadále bude sloužit pro komerční zákazníky, kteří preferují její ověřenou spolehlivost. Očekává se, že Falcon 9 a Falcon Heavy budou postupně utlumovány, jakmile Starship dosáhne plné operační způsobilosti a prokáže srovnatelnou nebo vyšší spolehlivost.

Externí odkazy

Další soubory ve Wikimedia Commons: 9 Falcon 9

• Oficiální stránka Falcon 9 na webu SpaceX