Falcon 1

Wstęp

Falcon 1 to dwustopniowa jednorazowa rakieta na paliwo ciekłe. Zaprojektowała ją i zbudowała SpaceX. Miała wynosić małe ładunki, do 420 kg, na niską orbitę okołoziemską. Pierwszy stopień napędza silnik Merlin na nafcie rakietowej (RP-1) i ciekłym tlenie. Drugi stopień napędza silnik Kestrel. Rakieta ma około 21,3 m (70 stóp) wysokości i 1,7 m (5,5 stóp) średnicy. Startowała z wyspy Omelek na atolu Kwajalein. W latach 2006–2009 odbyła pięć lotów. Dwa weszły na orbitę. Była pierwszą prywatną rakietą na paliwo ciekłe, która doszła do orbity.

Elon Musk założył SpaceX w 2002 roku, żeby obniżyć koszt dostępu do kosmosu. Falcon 1 był pierwszą rakietą firmy. W konstrukcji zakładano wielokrotne użycie. W lotach rakieta była jednorazowa. Trzy pierwsze starty, od 2006 do 2008 roku, nie weszły na orbitę. Silnik gasł albo stopnie źle się rozdzielały. Firma była blisko bankructwa. Pomógł czwarty lot i kontrakt NASA na usługi zaopatrzenia stacji (Commercial Resupply Services, CRS).

Czwarty lot, 28 września 2008 roku, wyniósł na orbitę symulator masy Ratsat. Potwierdził, że rakieta działa. Niedługo potem NASA przyznała SpaceX kontrakt CRS. Piąty i ostatni start, 14 lipca 2009 roku, wyniósł malezyjskiego satelitę obserwacji Ziemi RazakSAT (około 180 kg) na prawie równikową orbitę o wysokości 685 km. To była pierwsza komercyjna misja SpaceX. Planowany był też wydłużony wariant, Falcon 1e, z ładownością do 1 010 kg na niską orbitę. Nie poleciał. SpaceX przeszła do większego Falcona 9. Te loty pokazały, że prywatna firma może sama dojść do orbity rakietą na paliwo ciekłe. Potem SpaceX zbudowała rakiety wielokrotnego użytku i weszła w programy NASA.

Finansowanie prywatne

SpaceX powstała w 2002 roku. Elon Musk włożył w nią własny majątek ze sprzedaży PayPala, żeby budować rakiety wielokrotnego użytku. Z tych pieniędzy powstał Falcon 1, pierwsza orbitalna rakieta firmy.

Własne pieniądze pozwoliły SpaceX iść w transport kosmiczny bez publicznych środków na początku. Wtedy w przemyśle kosmicznym dominował model, w którym płaciło państwo.

Na prototyp Falcona 1 firma zebrała kapitał w pierwszej rundzie inwestycji, zwanej Series A, w grudniu 2002 roku. Wpłacili go wczesni inwestorzy z funduszy wysokiego ryzyka.

W latach 2005–2007 doszły kolejne prywatne inwestycje, między innymi od Draper Fisher Jurvetson (DFJ). Poszły na próby Merlina i na przygotowanie pierwszych startów. Inwestorzy zostali przy tym pomyśle mimo ryzyka budowy rakiety.

Aż do umowy z NASA program szedł wyłącznie na prywatnych pieniądzach. Umowa o orbitalny transport komercyjny (Commercial Orbital Transportation Services, COTS) weszła w 2006 roku. Dotyczyła późniejszego wożenia ładunku, nie przeróbki już istniejącej rakiety.

SpaceX sama trzymała decyzje o konstrukcji i o terminach.

Wczesne trudności

Prace nad Merlinem do Falcona 1 zaczęły się w 2003 roku. Prowadził je Tom Mueller, inżynier napędu. Najpierw szły próby w małej skali: komora spalania i elementy turbopompy, pod układ na ciekły tlen i RP-1. Potem doszły próby w pełnej skali. Na pierwszych lotach, w latach 2006–2007, leciał Merlin 1A. Merlin 1C, z chłodzeniem regeneracyjnym, dostał kwalifikację pod koniec 2007 roku.

Próby naziemne w 2005 roku wykazały poważne usterki owiewki i układu rozdzielania stopni. Konstrukcja była słaba, a złe ustawienie mogło zepsuć rozdzielenie w locie. Stąd przeróbki: mocniejsze ładunki pirotechniczne do rozdzielenia i inne materiały owiewki. Owiewka miała schodzić pewnie, a łącznik między stopniami miał wytrzymać obciążenia w locie.

Przed drugim lotem, w 2006 roku, dwa razy odwołano start. W listopadzie owiewka okazała się uszkodzona w ostatnich przygotowaniach i wymagała naprawy. W grudniu odliczanie przerwano kilka sekund przed startem. Zawiodło ciśnienie utleniacza w pierwszym stopniu.

Po nieudanym pierwszym locie SpaceX zwołała w 2006 roku niezależną komisję. Wskazała skorodowaną aluminiową nakrętkę: wyciek paliwa i pożar. Komisja kazała zamienić aluminiowe nakrętki na stalowe, osłonić główne elementy silnika przed ogniem, dodać osłony oraz poprawić kontrolę jakości i nadzór stanu przed startem. Te zmiany weszły przed kolejnymi próbami.

Program się opóźnił. Próba ogniowa pierwszego stopnia wyszła w listopadzie 2005 roku. Potwierdziła napęd, ale wyszły drobne drgania i od nich poszły poprawki konstrukcji. Pełny zestaw drugiej rakiety złożono dopiero w marcu 2007 roku, po długim składaniu i kolejnych przeróbkach. Potem można było iść do następnego lotu pokazowego.

Prywatne pieniądze, w tym od DFJ, pokryły dłuższe próby i te przeróbki.

Pierwszy stopień

Pierwszy stopień daje ciąg na start i na wznoszenie przez gęstą atmosferę. To walec z jednym Merlinem. Paliwo, RP-1 i ciekły tlen, podaje turbopompa. We wczesnych założeniach stopień miał wracać na spadochronie i wodować. W lotach operacyjnych był zużywany.

Średnica 1,7 m. Masa brutto około 23 000 kg, z czego 21 500 kg to paliwo do zużycia. Masa sucha około 1 360 kg. Konstrukcja jest lekka, żeby zostało więcej na osiągi. Taki stosunek ciągu do masy na starcie wystarczał do misji z małym ładunkiem na orbitę.

Na dwóch pierwszych lotach pracował Merlin 1A, później Merlin 1C. Merlin 1A dawał na poziomie morza 340 kN i impuls właściwy 282 sekundy. Merlin 1C podniósł ciąg do 347 kN. Impuls właściwy urósł nieznacznie, dzięki chłodzeniu regeneracyjnemu i poprawkom konstrukcji. Silnik jest wychylany. Tym steruje się kierunkiem ciągu.

Zbiorniki są ze stopu aluminium. Ścianki mają konstrukcję izosiatkową: lekką kratownicę wytrawioną w blasze, żeby zbiornik zniósł ciśnienie lotu bez dokładania masy. Konstrukcja jest stabilizowana ciśnieniem lotu. Do tego dochodzi stopniowany układ skorupowy i wspólna dennica między utleniaczem a paliwem. Ścina to masę i znosi obciążenia startu.

Od drugiego stopnia odcina układ popychaczy pneumatycznych ze sprężynami. Po wypaleniu pierwszego stopnia rozłączenie ma być czyste, z małym wstrząsem. Śruby wybuchowe puszczają połączenie. Popychacze dają impuls, żeby stopnie nie zderzyły się znowu. Układ poprawiono po usterkach pierwszych lotów. Dzięki niemu drugi stopień, liczony na próżnię, może przejąć lot.

Pierwszy stopień pracuje około 169 sekund. Kończy na wysokości około 80 km i daje z grubsza 90% przyrostu prędkości potrzebnego do wejścia na orbitę. Resztę dokłada górny stopień. Chodzi o ładowność 420 kg na niską orbitę okołoziemską.

Drugi stopień

Drugi stopień dokłada prędkość do orbity po rozdzieleniu. Pracuje w próżni i kończy wznoszenie. Jest głównie ze stopu aluminium z litem, dla stosunku wytrzymałości do masy. Ma 1,7 m średnicy. Masa brutto 4 600 kg, w tym 4 000 kg RP-1 i ciekłego tlenu.

Napęd to jeden Kestrel, zasilany ciśnieniowo i liczony na próżnię. Daje 31 kN ciągu i impuls właściwy 317 sekund. Dysza ma większy stosunek rozprężania, pod pracę w próżni.

Na stopniu jest awionika, czyli elektronika pokładowa, do pracy autonomicznej. Komputer pokładowy prowadzi pracę silnika tak, żeby wejść na zadaną orbitę. Do stabilizacji w trzech osiach i do tego, żeby paliwo zebrało się przy wylocie, służą silniczki na zimny gaz, na helu.

Ładunek sięga 420 kg na niską orbitę okołoziemską. Satelity osłania owiewka aluminiowa o średnicy 1,54 m. Odpada po przejściu atmosfery.

Kestrel można odpalić ponownie.

Napęd

Pierwszy stopień napędza rodzina Merlin: silniki z turbopompą, w cyklu z generatorem gazowym, na RP-1 i ciekły tlen. Drugi stopień napędza Kestrel, zasilany ciśnieniowo, też na RP-1 i ciekły tlen. Oba mają wtryskiwacz czopowy. Spalanie jest stabilne i ciąg da się zmieniać.

Merlin 1A napędzał pierwszy stopień na dwóch pierwszych lotach, w 2006 i 2007 roku. Na poziomie morza dawał 340 kN, czyli 76 000 funtów siły. Dysza i komora miały chłodzenie ablacyjne. W 2007 roku wszedł Merlin 1C. Ma mocniejszą turbopompę na jednym wale, większy wydatek i komorę z chłodzeniem regeneracyjnym, żeby lepiej znosił ciepło i dłużej pracował. Ten wariant daje 347 kN, czyli 78 000 funtów siły, na poziomie morza. Lata od lotu 3, w tym przy wejściu na orbitę na locie 4 w 2008 roku.

Kestrel na drugim stopniu jest zasilany ciśnieniowo i liczony na próżnię. Impuls właściwy 317 sekund, ciąg 31 kN. Nie ma chłodzenia regeneracyjnego. Konstrukcja jest lekka i stawia na prostotę górnego stopnia.

Kwalifikację Merlinów robiono głównie w ośrodku SpaceX w McGregor, w Teksasie. Serie prób ogniowych z lat 2005–2006 zebrały ponad 3 000 sekund pracy, w więcej niż 125 próbach. Szlifowały osiągi i wczesne usterki, w tym podawanie paliwa, usunięte przed lotem 1.

Chodziło o przyrost prędkości około 9,1 km/s do niskiej orbity okołoziemskiej. Główną część impulsu daje napęd.

Miejsca startu

Główne miejsce startu to kompleks startowy Reef na wyspie Omelek. To mały, siedmioakrowy atol koralowy na wschodniej rafie atolu Kwajalein, na Wyspach Marshalla. Poligon prowadzi armia Stanów Zjednoczonych. Nazywa się poligon obrony przeciwrakietowej im. Ronalda Reagana (Ronald Reagan Ballistic Missile Defense Test Site).

SpaceX urządziła tę opuszczoną wyspę jako własne stanowisko od 2005 roku. Pierwszy start poszedł w marcu 2006 roku. Współrzędne: około 9°03′ N, 167°44′ E.

Na Omelek jest betonowa płyta startowa, odnowione budynki zaplecza, przyczepa jako biuro i hangar, zbiorniki oraz układy tankowania RP-1 i ciekłego tlenu. Budynek montażu końcowego to namiot z pomieszczeniem czystym. Tam składa się ładunek i przygotowuje rakietę. Śledzenie i telemetrię wzdłuż toru lotu daje sieć radarowa Kwajalein na poligonie Reagana.

Najpierw starty miały iść z bazy sił powietrznych Vandenberg w Kalifornii (Vandenberg Air Force Base). Przesunięto je przez kolizje w grafiku sił powietrznych Stanów Zjednoczonych, w tym ograniczenia przy starcie Titan IV, oraz przez ryzyko odłamków dla istniejących płyt. Żaden Falcon 1 nie wystartował z lądu Stanów Zjednoczonych.

Tory idą nad pustym oceanem, z dala od ludzi i od zabudowy.

Stopnie i sprzęt płynęły barką z wytwórni w Long Beach w Kalifornii. Wysyłki szły mniej więcej co 30 dni.

Stanowisko liczono na średnio do sześciu startów Falcona 1 rocznie. Po pierwszych lotach płyta wracała do pracy szybciej. Po przerwanej próbie ogniowej dało się wystartować ponownie w ciągu 70 minut.

W praktyce w latach 2006–2009 poszło stąd pięć startów.

Sekwencja startu

Sekwencja zaczyna się od automatycznego odliczania około 24 godziny przed startem, po przeglądzie gotowości. Sprawdza się wtedy końcowe złożenie rakiety i ładunku. Tankowanie zaczyna się około trzech godzin przed startem (T−3). Najpierw pierwszy stopień, RP-1 i ciekły tlen, potem zbiorniki drugiego stopnia. Paliwo ma zejść do zadanej temperatury i ciśnienia.

Dwie minuty przed startem (T−2) Merlin jest schładzany małą porcją paliwa. Przewody mają złapać temperaturę, a zapłon nie ma dać szoku cieplnego. W chwili startu (T−0) silnik się zapala. Merlin 1C daje 347 kN ciągu. Rakieta stoi na stanowisku, aż praca silnika jest w normie. Potem schodzi.

We wznoszeniu rakieta rozpędza się w atmosferze. Największe ciśnienie dynamiczne (Max-Q) wypada na wysokości około 11 km, około 60 sekund po starcie. Obciążenie aerodynamiczne sięga wtedy około 2,0 g wzdłuż osi. Pierwszy stopień pracuje około 169 sekund i kończy na 80 km. Rozdzielenie idzie pirotechniką: śruby wybuchowe i popychacze pneumatyczne, żeby górny stopień dostał mały wstrząs.

Kestrel zapala się około 10 sekund po rozdzieleniu. Daje 31 kN ciągu w próżni przez 367 sekund i wstawia ładunek na kołową niską orbitę okołoziemską o zadanej wysokości 200 km. Owiewka odpada na około 100 km. Masa spada, gdy rakieta jest już poza gęstą atmosferą. Ładunek schodzi około 10 minut po starcie, na sprężynach, bez materiałów wybuchowych, z małą prędkością zrzutu. Potem drugi stopień jest opróżniany z resztek paliwa, żeby po misji nie zostały zagrożeniem.

W planie rakieta wyłącza się sama, gdy po zapłonie silnik idzie poza normą. System bezpieczeństwa poligonu, śledzony ze stanowiska, niszczy rakietę, jeśli tor zejdzie o więcej niż 10 stopni od planu. W udanych lotach programu takiego przerwania nie było. Ruchoma wieża obsługowa na Omelek daje dostęp do ostatnich sprawdzeń w odliczaniu.

Loty 1–3

Trzy pierwsze loty, w latach 2006–2008, szły z wyspy Omelek na atolu Kwajalein. Żaden nie doszedł do pełnego sukcesu. Wyszły usterki napędu i ruchu stopni. Loty były pokazowe i miały sprawdzić konstrukcję. Wszystkie trzy skończyły się utratą rakiety. Z nich poszły poprawki.

Lot 1

Pierwszy lot, 24 marca 2006 roku, wystartował poprawnie i nie udał się około 33 sekundy później. Poluzowana nakrętka na przewodzie RP-1 pierwszego stopnia puściła paliwo. Pożar wyłączył Merlina i rakieta straciła sterowanie. Zaczęła koziołkować. Dostała polecenie zniszczenia, zanim doszło do rozdzielenia stopni, więc o orbicie nie było mowy. Planowany ładunek to symulator masy w miejscu satelity FalconSAT-2 Akademii Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych. Analiza po locie złożyła usterkę na błąd obsługi naziemnej przy montażu końcowym. Stąd ostrzejsza kontrola połączeń paliwowych.

Lot 2

Drugi lot, 21 marca 2007 roku, miał zgodną z planem pracę pierwszego stopnia, w tym spalanie i rozdzielenie. Na drugim stopniu ciekły tlen falował w zbiorniku. Stąd oscylacje, utrata kontroli położenia i przedwczesne wyłączenie Kestrela około siedmiu minut po starcie (T+7). Rakieta nie doszła do prędkości orbitalnej, ale weszła w przestrzeń suborbitalną. Nie było ładunku użytkowego, tylko symulator masy pod przyszłe satelity klientów. Bez tłumienia falowania drugi stopień tracił stabilność. SpaceX zmieniła geometrię wylotu zbiornika paliwa drugiego stopnia, żeby kolejne loty były stabilniejsze.

Lot 3

Lot 3, 2 sierpnia 2008 roku, przeszedł wznoszenie do końca pracy pierwszego stopnia. Rozdzielenie poszło zgodnie z planem. Resztkowy ciąg nowego Merlina 1C trwał dłużej, niż zakładano, bo parowało paliwo zostawione w silniku. Zużyty pierwszy stopień dogonił drugi. Uszkodził łącznik między stopniami i owiewkę, a usterki awioniki wcześnie wyłączyły Kestrela. Orbita z planu nie wyszła. Przepadły ładunki: satelita pokazowy Trailblazer agencji DARPA (Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych Obrony) oraz PRESat i NanoSail-D od NASA. Dochodzenie wskazało za mały zapas czasu wyłączenia silnika względem cech Merlina 1C. Na lot 4 zmieniono sekwencję rozdzielenia i wcześniejsze odcięcie.

Przez te loty wracały te same kłopoty z ruchem paliwa: wycieki, falowanie i oscylacje resztek. Do tego drobne usterki awioniki w krytycznych chwilach. Sprzęt i oprogramowanie poprawiano po kolei. Ubezpieczyciel nic nie wypłacił. Misje były rozwojowe i SpaceX płaciła za nie sama. Z tych lekcji Merlin 1C dojrzewał od lotu 3, a układ rozdzielenia przerobiono. Program mógł przejść do powtarzalnych wejść na orbitę.

Lot 4

Czwarty lot wystartował 28 września 2008 roku o 23:15 czasu uniwersalnego (UTC) z wyspy Omelek na atolu Kwajalein. Na pokładzie był aluminiowy symulator masy Ratsat, 165 kg. Symulował oddzielenie malezyjskiego RazakSATa.

Lot szedł zgodnie z planem. Merlin 1C na pierwszym stopniu pracował 157 sekund i doszedł do wysokości około 80 km. Potem odcięcie i czyste rozdzielenie od drugiego stopnia. Kestrel zapalił się, owiewka odpadła, a po 9 minutach i 39 sekundach od startu (T+9:39) rakieta weszła na orbitę. Atrapę uznano za oddzieloną, choć została przy stopniu. Chodziło o pokaz orbity. Po dryfie drugi stopień zapalił się ponownie około 52 minut po starcie (T+52). Orbita wyniosła 621 na 643 km, przy nachyleniu 9,3°.

Prywatna rakieta na paliwo ciekłe pierwszy raz weszła na orbitę. Ładunek trafił w odległości 1 km od zadanego apogeum. Wyszły poprawki z poprzednich lotów, w tym czas rozdzielenia. Poważnych usterek nie było. Pierwszego stopnia nie odzyskano. Osłona termiczna nie wytrzymała wejścia w atmosferę.

Ten lot pokazał, że rakieta da się powtórzyć. W grudniu 2008 roku NASA przyznała kontrakt CRS: co najmniej 12 misji towarowych Falcona 9 i Dragona do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS).

Lot 5

Piąty i ostatni lot poszedł 14 lipca 2009 roku o 03:35 UTC z wyspy Omelek na atolu Kwajalein. To była pierwsza komercyjna misja tej rakiety.

Główny ładunek to RazakSAT, satelita obserwacji Ziemi o masie 180 kg. Zbudowała go firma ATSB (Astronautic Technology Sdn Bhd) dla rządu Malezji, żeby śledzić rolnictwo, lasy i zmiany środowiska nad obszarami równikowymi.

Cel: prawie równikowa niska orbita okołoziemska, około 685 km i nachylenie 9°. Taki tor daje do 12 przelotów dziennie nad Malezją.

Start poszedł zgodnie z planem. Merlin pierwszego stopnia pracował tak, jak zakładano. Potem stopnie się rozdzieliły. Kestrel zapalił się do głównego spalania, wszedł na wstępną orbitę i po dryfie zapalił się ponownie, żeby wyrównać tor.

Ładunek oddzielił się około godziny po starcie. Rozdzielenie się udało i satelita zaczął pracę.

Rakieta weszła na kołową orbitę około 685 km, w zadanym przedziale. To ciąg dalszy wejścia na orbitę z lotu 4.

Po oddzieleniu sprawdzono układy RazakSATa. Misja była liczona na trzy lata. Kamera miała dawać obraz o rozdzielczości 2,5 m w paśmie panchromatycznym i 5 m w pasmach wielospektralnych.

Poważnych usterek w locie nie zgłoszono. Po wcześniejszych kłopotach konstrukcja już się trzymała.

To był pierwszy start SpaceX, który przyniósł przychód. Kontrakt na malezyjskiego klienta szedł przez pośredników.

Wyszło, że rakieta nadaje się do komercyjnych małych satelitów. Po locie zbierano dane, nie stopień. Pierwszy stopień wpadł do Oceanu Spokojnego. Nie podejmowano go, bo miejsce było odległe.

Koniec programu

W programie było pięć startów w latach 2006–2009. Dwa weszły na orbitę. Skuteczność całości to 40%. Po poprawkach z trzeciego lotu dwa ostatnie loty się udały. Od tej poprawki skuteczność kolejnych prób to 100%.

W lipcu 2009 roku, po udanym piątym locie, SpaceX wycofała Falcona 1. Ludzi i środki przerzucono na większego Falcona 9.

Dalszych startów nie wpisano w plan. Rynek małego udźwigu był wtedy wąski, a firma szła w rakiety o większej ładowności.

Loty dały dane, w tym ponad 1 000 sekund łącznej pracy Merlina w próbach i w misjach. Poszło to w poprawki silnika i w kwalifikację wariantów Merlina do programu Falcon 9.

Pozostałe stopnie i inny sprzęt leżą w ośrodku SpaceX w Hawthorne. Służą do szkolenia inżynierów i jako pokaz. Po wycofaniu nie próbowano ich użyć ponownie.

Warianty

Falcon 1e to wzmocniony wariant bazowego Falcona 1. Miał nieść więcej dzięki zmianom konstrukcji. Ogłoszono go w 2008 roku, po udanym locie 4. Pierwszy stopień dostał dłuższy zbiornik, z 87 000 funtów (około 39 500 kg) paliwa do zużycia, pod większe zużycie mocniejszego Merlina 1C. Konstrukcję wzmocniono na większe obciążenie wzdłuż osi we wznoszeniu.

Te zmiany dawały do 1 010 kg na kołową niską orbitę okołoziemską o wysokości 185 km, przy nachyleniu 9,1°. To więcej niż dwukrotność bazowych 420 kg.

Owiewka urosła do kompozytowego ostrołuku o średnicy 1,7 m. Jest lżejsza i pojemniejsza niż pierwotna aluminiowa owiewka o średnicy 1,54 m. Dwoje zwykłych drzwi ułatwia montaż ładunku.

Drugi stopień został prawie bez zmian. Zostaje Kestrel zasilany ciśnieniowo i 8 900 funtów (około 4 000 kg) paliwa do zużycia.

Falcon 1e miał zastąpić zwykłego Falcona 1 od drugiego kwartału 2010 roku, w misjach małych satelitów. Nie zbudowano go i nie wystartował. SpaceX przeszła na większego Falcona 9.

SpaceX rozważała też warianty na eksport, dla partnerów zagranicznych, z dopasowaniem ładunku do konkretnej misji. W 2011 roku firma była w zaawansowanych rozmowach z Israel Aerospace Industries (IAI, izraelski przemysł lotniczy). IAI miało być głównym wykonawcą projektu Venus, francusko-izraelskiego satelity łączności. Ładunek miał iść na Falconie 1 albo na Falconie 9. Umowy nie podpisano. Misja nie poszła ze SpaceX.

W rozmowach padały możliwe dopasowania, na przykład inne styki owiewki albo inny sposób wejścia na orbitę dla klientów spoza Stanów Zjednoczonych. Wycofanie Falcona 1 w 2009 roku zamknęło tę drogę.

Próby wielokrotnego użycia

Próby wielokrotnego użycia zaczęły się od konstrukcji pierwszego stopnia pod odzysk i ponowny lot. Zapas wytrzymałości był większy niż w typowym stopniu jednorazowym, żeby znieść kilka lotów. Stopień miał wodować na spadochronie około 490 mil morskich wzdłuż toru. Potem miał go podjąć statek, tak jak stałe rakiety wspomagające promu kosmicznego. Chodziło o tańszy start: pierwszy stopień miał wracać po remoncie. Spadochrony dostarczyła Airborne Systems Corporation, ta sama firma, która robiła spadochrony do rakiet wspomagających promu.

Pierwszy stopień przeszedł ostre próby, w tym ponad 190 kriogenicznych cykli ciśnienia, bez śladów zmęczenia. Stopień mógł znieść wielokrotne użycie.

Sprzęt odzysku był w lotach od początku. W pierwszym starcie, w marcu 2006 roku, Falcon 1 niósł spadochron, który miał sprowadzić zużyty pierwszy stopień na Ziemię. Ekipy czekały na Pacyfiku. Misja padła przez usterkę silnika i odzysku nie pokazano. Kolejne loty, w tym wejście na orbitę na locie 4 we wrześniu 2008 roku, nadal miały konstrukcję pod odzysk. Inżynierowie stali wzdłuż toru. Żadnego stopnia nie odzyskano w całości. Drugi stopień ma też silniczki na zimny hel, do kontroli położenia i obrotu. Na locie 5, w lipcu 2009 roku, dały pierwsze dane o napędzie do kontrolowanego wejścia w atmosferę i do opadania.

Główna trudność to ogromne ciśnienie dynamiczne po rozdzieleniu. Bez czynnej stabilizacji konstrukcja mogła się rozerwać przy hipersonicznym wejściu. Zrobiono prototypy awioniki, która miała znieść słoną wodę. Siły przy wejściu i logistyka i tak zablokowały odzysk. Pełnego ponownego lotu części Falcona 1 nie było. Z nieudanych misji podjęto częściowo trzy stopnie, do oględzin. Widać było, jak materiały znoszą lot. Stąd na Falconie 9 wzięły się wysuwane nogi do lądowania i stery kratownicowe. To podstawa późniejszego odzysku.

Wycofanie i skutki

Program skończył się po piątym, udanym locie w lipcu 2009 roku. Rakietę wycofano. SpaceX przeszła do większych rakiet, takich jak Falcon 9.

Merlin z Falcona 1 napędza późniejsze rakiety SpaceX: Falcona 9, Falcon Heavy i prototypy Starshipa. Silnik dało się skalować. Około 80% części SpaceX robiła u siebie. Koszt rozwoju i produkcji był niższy niż przy łańcuchu dostawców z zewnątrz.

Analizy po 2009 roku mówią, że dane i wnioski z Falcona 1 skróciły rozwój Falcona 9 o 2–3 lata. Odpadły powtórne próby silnika i kłopoty ze składaniem. Po 2010 roku nie weszła żadna nowa poprawka ani wariant. Ludzie przeszli do wielokrotnego użycia.

Prywatna amerykańska firma doszła do orbity rakietą na paliwo ciekłe. Pierwszy raz od lat sześćdziesiątych. Stąd ruszył ruch NewSpace, czyli prywatne firmy kosmiczne.

W 2008 roku NASA przyznała umowę CRS. Potwierdziła komercyjne dostawy towaru na Międzynarodową Stację Kosmiczną i pociągnęła inwestycje w nowe sposoby startu.

Sukces wzmocnił zaufanie inwestorów do SpaceX. Poszły za tym kolejne rundy finansowania i partnerstwa.

---

Źródła: Grokipedia — Falcon 1. Licencja: SpaceXSI Community License.