Po raz pierwszy od ponad trzech lat przeprowadzono start najpotężniejszej obecnie aktywnej rakiety orbitalnej. System Falcon Heavy firmy SpaceX wyniósł na orbitę geostacjonarną tajny ładunek Sił Kosmicznych USA USSF-44 i co najmniej jednego dodatkowego satelitę.
Start rakiety Falcon Heavy został przeprowadzony 1 listopada 2022 r. z kosmodromu Cape Canaveral na Florydzie. Rakietę wystrzelono o 14.41 czasu polskiego z wyrzutni SLC-39A – tej samej, z której latają rakiety Falcon 9, również z misjami załogowymi.
Wszystkie fazy lotu przebiegły pomyślnie. Na początku rakietę rozpędzał zestaw środkowego dolnego członu rakiety i dwie rakiety boczne. Wszystkie te elementy to łącznie 27 silników Merlin 1D, które działały jednocześnie w pierwszych minutach. Wszystkie wyjątkowo to nowowyprodukowane egzemplarze o oznaczeniach B1064, B1065 i B1066. Boczne B1064 i B1065 zostały przeznaczone do lądowania i w przyszłości ponownego wykorzystania. Środkowy człon B1066 ze względu na trudny profil misji jest jednokrotnego użytku i po wykonanej pracy spadnie do Oceanu Atlantyckiego.
Około dwie i pół minuty po starcie większość paliwa wypaliły boczne rakiety i wyłączyły swój napęd, by po chwili odłączyć się od środkowego członu. Następnie po separacji oba boczne stopnie zaczęły swój powrót na Ziemię i przygotowanie do lądowania na wyznaczonych stanowiskach na wybrzeżu kosmodromu.
Środkowy człon działał jeszcze przez około minutę. Po wyłączeniu również odłączył się od rakiety. Zadanie wprowadzenia na ładunku na orbitę przejął górny stopień rakiety. Krótko po jego odpaleniu odrzucono osłony aerodynamiczne chroniące ładunek. Z uwagi na tajny charakter misji nie pokazywano w transmisji obrazów z górnego stopnia, a skupiono się na powrocie trzech członów rakietowych na Ziemię.
Około 8 minut i 30 sekund po starcie dwa boczne stopnie wróciły i obniżyły się, lądując o własnym napędzie na dwóch sąsiednich lądowiskach LZ-1 i LZ-2 na kosmodromie Cape Canaveral. Ich lądowanie oddzielał czas zaledwie kilku sekund. W czasie lądowań bocznych stopni, górny człon zakończył swoje pierwsze odpalenie.
To oczywiście nie był koniec misji. Po kilkudziesięciu minutach górny stopień Falcona Heavy odpalił po raz drugi, wchodząc na orbitę transferową. Potem nastąpiła kilkugodzinna faza dryfu do najwyżej pozycji na orbicie transferowej. Stąd silnik Merlin Vacuum odpalił po raz trzeci, aby ustalić ostateczną orbitę geostacjonarną. Była to najdłuższa misja rakiety Falcon Heavy w historii.
O misji USSF-44
Głównym ładunkiem misji był satelita USSF-44 zwany Shepherd Demonstration. To eksperymentalny satelita geostacjonarny zbudowany dla Sił Kosmicznych USA. Zamontowano na nim wiele instrumentów do testów nowych technologii na potrzeby innych wojskowych programów. Nie są znane żadne szczegóły umieszczonych ładunków.
Satelita bazuje na zbudowanej przez firmę Northrop Grumman platformie satelitarnej ESPA. ESPA (EELV Secondary Payload Adapter) to eksperymentalna platforma przeznaczona do przeprowadzania długotrwałych misji kosmicznych dla wielu współdzielonych ładunków.
ESPA ma kształt pierścienia, na którym montowane są niezależne ładunki. Dzięki temu można w taki modularny sposób projektować misje kosmiczne testujące wiele różnych rozwiązań w ramach jednego statku. Dodatkowo ładunki na pierścieniu nie muszą być stale przytwierdzone - niektóre z nich mogą być wypuszczone jako oddzielne satelity.
ESPA powstała na bazie platformy ESPAStar. Pierwsza misja z jej wykorzystaniem LDPE 1 poleciała razem z misją STP-3 w 2021 r. na rakiecie Atlas V. Platforma ESPAStar latała też w satelitach innych serii np. USSF-12 Ring dla Departamentu Obrony USA w tym roku.
Emblemat misji USSF-44. Źródło: Siły Kosmiczne USA.
Drugim ładunkiem lotu był LDPE 2. To również pierścień ESPA, na którym zamontowano sześć różnych ładunków. Trzy z tych ładunków będą wypuszczone podczas misji jako osobne satelity.
Jednym z satelitów na LDPE 2, o którym wiemy jest Tetra-1 zbudowany dla Sił Kosmicznych przez firmę Millennium Space Systems. Jest to nanosatelita standardu CubeSat, który przetestuje możliwości przeprowadzania operacji taktycznych - najpewniej związanych z komunikacją – przez tak małego satelitę z pozycji geostacjonarnej.
Tetra-1 jest pierwszym prototypem, który wygrał kontrakt w ramach programu Space Enterprise Consortium Other Transaction Authority (OTA) prowadzonego przez wydział Space and Missile Systems Sił Kosmicznych USA.
Z różnych dokumentów i archiwalnych relacji prasowych można wywnioskować, że pozostałe dwa ładunki satelitarne na LDPE 2 to para satelitów LINUSS A1 i A2 firmy Lockheed Martin. Są to nanosatelity standardu CubeSat 12U, które mają demonstrować prowadzenie wspólnych manewrów orbitalnych i możliwości nawigacyjne dla tak małych statków.
Na satelitach znajduje się też ładunek do przetwarzania komputerowego obrazów na pokładzie Innoflight, algorytmy widzenia maszynowego i technologia umożliwiająca szybkie i częste aktualizacje oprogramowania, które może rozwijać zdolności satelity i przedłużać czas jego użytkowania. Satelitę zbudowano w oparciu o platformę firmy Tyvak Nano-Satellite Systems.
Podsumowanie
Był to pierwszy lot rakiety Falcon Heavy od 2019 r.. Wtedy rakieta wyniosła na orbitę 24 różne prototypowe ładunki dla klientów rządowych i cywilnych.
Ta misja była najbardziej skomplikowana z punktu widzenia operacji prowadzonych przez rakietę. Górny stopień musiał wykonać trzy odpalenia, by umieścić satelity bezpośrednio na orbicie geostacjonarnej. To pierwszy raz gdy dokonała tego firma SpaceX. Wszystkie poprzednie misje przeznaczone na ten rodzaj orbity trafiły na orbitę transferową GTO, z której wysłane satelity o własnym napędzie wspinały się na docelową pozycję.
Aby tego dokonać górny stopień musiał wykonać swoje trzecie odpalenie około 6 godzin po starcie. Z tego też powodu dokonano modyfikacji w rakiecie. Na przykład górny stopień został pomalowany specjalną szarą farbą w miejscu gdzie znajduje się zbiornik z kerozyną, aby paliwo nie zamarzło podczas długiej fazy dryfu orbitalnego.
Już w styczniu 2023 r. powinniśmy oglądać kolejny start Falcona Heavy. Wtedy rakieta wyniesie dla wojska kolejną misję LDPE 3 razem z satelitą telekomunikacyjnym dla SIł Kosmicznych USA.
Firma SpaceX wykonała już w 2022 r. 50 misji kosmicznych i to oczywiście nie koniec. Na 8 listopada zaplanowano start rakiety Falcon 9 z parą satelitów telekomunikacyjnych dla Intelsat. Trwa też budowa megakonstelacji Starlink i kolejne satelity powinny w listopadzie trafić na orbitę.
Na podstawie: SN/SpaceX/NSF
Opracowanie: Rafał Grabiański
Na zdjęciu: Rakieta Falcon Heavy wznosząca się podczas misji USSF-44. Źródło: SpaceX.
