Grasshopper является одним из элементов тестовой программы многоразовой транспортной системы, которая включает в себя испытания на малой высоте и низкой скорости на полигоне SpaceX в штате Техас, а также высотные и высокоскоростные испытания с регулируемой скоростью спуска во время завершения коммерческих программ полета ракет-носителей Falcon 9 начиная с середины 2013 года.
Описание
В стадии разработки находятся две версии транспортной системы Grasshopper.
Grasshopper v1.0
Когда описание Grasshopper впервые появилось в сентябре 2011 года, ракета состояла из бака первой ступени Falcon 9, одного двигателя Merlin-1D, 4-х стальных посадочных ног и опорной конструкции, дополнительные баки давления крепились к опорной конструкции, вся эта конструкции была высотой 32 метра. Фотографии представленные в сентябре 2012 года показали более сложную посадочную систему, с баком и ракетным двигателем, как описано выше.
Grasshopper может садиться на Землю с точностью вертолета.
Grasshopper v1.1
В октябре 2012 года, SpaceX объявило о второй версии Grasshopper, которая будет иметь откидывающиеся посадочные ноги и будет построена на базе более длинной платформы Falcon v1.1. По состоянию на март 2013 года v1.1 Grasshoper будет состоять из бака первой ступени ракеты Falcon 9 v.1.1, именно он будет использован в квалификационных испытаний в Техасе в рамках SpaceX Rocket Development and Test Facility в течение последних нескольких месяцев. Он будет использован в качестве следующего Grasshopper c посадочными ногами приспособленными для полета. Тестируемая система получит название v.1.1 Grasshopper, а тестовые полеты будут проводится только на ракетном полигоне White Sands в Нью-Мексико, на высотах около 91 км.
Программа испытательных полётов
Лётные испытания будут включать дозвуковые и сверхзвуковые полёты.
Из опубликованной в 2011 году информации можно сделать вывод, что дозвуковые испытательные полёты будут выполняться на полигоне SpaceX McCregor в штате Техас в три этапа, при максимальной высоте полета от 200 до 3500 метров, в течение от 45 до 160 секунд (от 0,75 до 2,7 мин.). Как ожидается, испытания продлятся до трёх лет, инициатива FAA позволяет выполнять до 70 суборбитальных пусков в год. Компанией SpaceX был построен пусковой комплекс в форме полуарки для сопровождения программы испытательных полётов. В сентябре 2012 года SpaceX объявила, что они просили у FAA разрешения на увеличение высоты некоторых из первых тестовых полётов.
Сверхзвуковые лётные испытания могут начаться уже в конце 2012 года на полигоне White Sands или McGragor в Техасе, но ни каких подробностей компания не предоставила.
Первый испытательный полёт, названный журналистом Кларком Линдси «Короткий прыжок», произошёл: 21 сентября 2012 года. Прыжок полупустой ступени ракеты-носителя был высотой 1,8 м и продлился 3 секунды.
«С нетерпением ждем следующего года», заявил генеральный директор Элон Маск в ноябре 2012 года:
В течение ближайших нескольких месяцев, мы будем постепенно увеличивать высоту и скорость, думаю, что этот путь не будет гладким, нам сильно повезёт, если получится избежать неудач. Вертикальная посадка является чрезвычайно важным прорывом — экстремальное, быстрое повторное использование.
Тогда в марте 2013 Маск говорил, что в SpaceX надеются достичь гиперзвуковой скорости до конца 2013 года.
Этапы испытаний
SpaceX определило несколько этапов испытаний.
- Этап 1: Цель этапа 1 является проверка общей способности Grasshopper на выполнение многоразовой (VTVL) миссии. Во время фазы 1, Grasshopper будет запущен и поднимется до 70 метров над уровнем земли, а затем уменьшит тягу и спустится, приземляясь обратно на площадку примерно через 45 секунд после старта.
- Этап 2: В ракету будет загружено немного меньше топлива, и будет использован другой профиль тяги, а максимальная высота будет увеличена до 200 метров, все ещё ниже класса E воздушного пространства (по FAA). Длительность полета во время фазы 2 снова примерно 45 секунд.
- Этап 3: Целью фазы 3 является проверка способности Grasshopper, выполнить многоразовую миссию (VTVL) на больших высотах и больших скоростях подъема и спуска. Чтобы добиться этого, максимальная высота миссии будет постепенно увеличена с 200 метров до 3500 метров. Последовательность высот всего испытания была бы 365 метров, 760 метров, 5000 футов, 1500 метров и 3500 метров. Максимальная продолжительность тестового полета будет составлять приблизительно 160 секунд.
Летные испытания над водой
В марте 2013 года SpaceX объявила, что, начиная с первого полета удлиненной версии ракеты-носителя Falcon 9 или общего шестого полета Falcon 9, который в настоящее время планируется на июнь 2013 года, каждая первая ступень будет оснащена оборудованием для управляемого спуска. SpaceX намерена испытать обратный импульс двигателем над водой и «будет продолжать делать такие тесты, пока не сможет возвращать на место запуска и приземлять с помощью двигателя …. компания ожидает нескольких неудач прежде чем научится делать это правильно». В полете, который состоится ранним летом 2013, после стадии разделения первая разгонная ступень сделает импульс, чтобы замедлиться, а затем второй импульс перед тем как достигнет воды. Когда все надводные тесты завершатся, первые ступени будут лететь обратно к месту старта и выполнять посадку при помощи двигателя, возможно, уже в середине 2014 года. Надводные тесты будут происходить как в Тихом, так и в Атлантическом океанах, к югу от базы ВВС Ванденберг и к востоку от мыса Канаверал.
SpaceX не ожидает успешного восстановления первой ступени в первые несколько тестовых запусков.