„SpaceX“ įvykdė pirmąjį „Starlink“ paleidimą 2023 m., kurio misija iškėlė į orbitą 51 palydovą, kad būtų atnaujintas antrojo žvaigždyno apvalkalo dislokavimas. Grupės 2-4 misija, kuri buvo atidėta nuo lapkričio, pakilo ketvirtadienį 7.43 val. PST (15:43 UTC) raketa Falcon 9 iš 4E kosminio paleidimo komplekso Vandenbergo kosminių pajėgų bazėje Kalifornijoje.
Ankstesnių paleidimo galimybių buvo atsisakyta dėl oro sąlygų ir „atidžiau pažvelgti į antrojo etapo duomenis“.
Paleidimas tęsė greitą „SpaceX“ palydovinio plačiajuosčio ryšio žvaigždyno „Starlink“ diegimą. Tūkstančiai „Starlink“ palydovų, veikiantys žemoje Žemės orbitoje, bus naudojami didelės spartos, mažo vėlavimo interneto paslaugoms teikti klientams visame pasaulyje, ypač tose srityse, kuriose tradicinės antžeminio interneto paslaugos yra mažiau prieinamos.
Tikimasi, kad pirmosios kartos „Starlink“ žvaigždynas bus visiškai panaudotas iš 4408 palydovų, esančių penkiuose apvalkaluose įvairiose orbitose. Kiekvienas apvalkalas susideda iš kelių orbitinių plokštumų, kurių kiekvienoje plokštumoje yra keli palydovai. Pirmame ir ketvirtame korpuse yra dauguma erdvėlaivių, kurių kiekviename yra 72 lėktuvai ir 22 palydovai. Kiti apvalkalai veikia didesnio polinkio orbitose, aprėpdami aukštesnes Žemės paviršiaus platumas.
„SpaceX“ paleido porą bandomųjų palydovų, kurie 2018 m. vasario mėn. taps „Starlink“, o 2019 m. birželį – visa šešiasdešimties prototipų palydovų grupė. Šios misijos atvėrė kelią pirmajam veikiančiam „Starlink“ paleidimui, kuris įvyko lapkričio 11 d. tais pačiais metais. Nuo tada daugiau nei 3500 šių palydovų pasiekė orbitą – tai buvo pasiekta praėjusių metų spalį paleidus 4-36 grupę.
Nepaisant numeracijos, Starlink Group 2-4 yra tik antrasis paleidimas, nukreiptas į antrąjį žvaigždyno apvalkalą: 2-2 ir 2-3 grupės misijos dar turi būti paleistos. 2-1 grupė buvo dislokuota 2021 m. rugsėjį, o dauguma Starlink paleidimų nuo tada prisidėjo prie keturių korpusų.
„Shell two“ galiausiai turės 720 palydovų, išsidėsčiusių 36 lėktuvuose – po 20 erdvėlaivių. Veikdami apskrita 570 kilometrų orbita ir pasvirę 70 laipsnių kampu, jie yra tarp mažesnio nuolydžio, didesnio tankio 1 ir 4 korpusų ir beveik poliarinių trijų ir penkių apvalkalų (ne ta pati orbita kaip Starlink 5 grupė, antrosios kartos žvaigždyno dalis).
Svarbus veiksnys, lemiantis „SpaceX“ gebėjimą taip greitai įdiegti „Starlink“, buvo jos gebėjimas pasikliauti savo raketomis, kad palydovai būtų nugabenti į orbitą. „Falcon 9“ raketa gali iškelti dideles „Starlink“ palydovų grupes – ankstesniais paleidimais buvo net 60 – tuo pačiu leidžiant atkurti pirmąją raketos pakopą ir naudingosios apkrovos apvadą. „Starlink“ paleidimui beveik išimtinai buvo naudojami skrydžio metu patvirtinti stiprintuvai, o tik viena ankstesnė misija buvo įvykdyta naujo pirmojo etapo viršuje.
Grupės 2-4 paleidimas anksčiau buvo numatytas lapkričio viduryje, praėjus kelioms dienoms po trečiųjų Starlink pirmojo operatyvinio paleidimo metinių. Tuo metu jis turėjo naudoti dvejų metų senumo patikrintą stiprintuvą B1061-11, atlikdamas vienuoliktą skrydį. Vėluojant „Starlink“ misijai, B1061 buvo paskirtas dislokuoti Izraelio palydovą EROS-C3, o tai sėkmingai pavyko 2022 m. „SpaceX“ ir pasaulio paskutiniame paleidime.
Vietoj jo, Starlink 2-4 paleidimas pamatė naują stiprintuvą B1075-1. Tai tik antrasis stiprintuvas, skridęs su Starlink misija kaip pirmasis skrydis, prieš kurį praėjusių metų gegužę buvo atliktas B1073 grupės 4–15 skrydžiui, nes nauji stiprintuvai paprastai yra skirti klientų paleidimui.
B1075 yra septintasis naujas stiprintuvas, skridęs per praėjusius metus: B1071 buvo pristatytas Nacionalinės žvalgybos biuro misijoje – NROL-87 – praėjusį vasarį, B1073 skrido gegužę, B1077 – spalį su Crew-5 Dragon misija, o B1076 – lapkričio mėnesį naudotas CRS-26 Cargo Dragon misijai. Kiti trys stiprintuvai – B1064, B1065 ir B1066 – kartu debiutavo kaip Falcon Heavy, kuris lapkričio pradžioje buvo naudojamas USSF-44 misijai vykdyti. Išskyrus B1066, „Falcon Heavy“ centrinę šerdį, kuri buvo panaudota vykdant misiją, visi šie nauji stiprintuvai ir toliau naudojami.
Stiprintuvus galima pakeisti tarp Falcon 9 pirmųjų pakopų ir Falcon Heavy šoninių stiprintuvų. B1075 iš pradžių buvo sukurtas kaip NASA Psyche misijos šoninis stiprintuvas, kai jis buvo skirtas 2022 m. paleidimo datai. Kadangi ši misija buvo atidėta, B1075 buvo įrengtas tarpstaklis ir įtrauktas į Falcon 9 stiprintuvų baseiną.
„Falcon 9“ paleidžiamas iš vakarinės pakrantės, pakyla iš Vandenbergo kosminių pajėgų bazės „Space Launch Complex 4E“ (SLC-4E). SLC-4E buvo pastatytas kaip JAV karinio jūrų laivyno „Point Arguello“ paleidimo aikštelės dalis, kuri tapo JAV oro pajėgų Vandenbergo oro pajėgų bazės dalimi, kai 1964 m. liepos mėn. abu įrenginiai susijungė. Pirmasis paleidimas iš atramos, tada buvo pavadintas „Point Arguello Launch Complex 2“ -4 (PALC-2-4), įvyko tų pačių metų rugpjūčio mėnesį.
Iš pradžių trinkelėmis buvo naudojamos „Atlas-Agena“ raketos, o vėliau perėjo prie didesnės „Titano“ raketos, remiančios Nacionalinės žvalgybos biuro (NRO) projektus. Jame vyko Titan III(23)D, III(34)D ir Titan IV paleidimai. 2005 m. spalio mėn. paskutinė Titan raketa, Titan IV(404)B, pakilo nuo padėklo. „SpaceX“ pradėjo dirbti, kad apleistą paleidimo kompleksą paverstų dabartine „Falcon 9“ paleidimo vieta 2011 m., o pirmasis „Falcon“ paleidimas iš Vandenbergo įvyko 2013 m. rugsėjį.
Kartu su SLC-4E buvo pastatytas seserinis blokas SLC-4W. Jis taip pat buvo aptarnaujamas naudojant „Atlas-Agena“ ir vėlesnius „Titan“ – su mažesnėmis Titan IIIB ir II(23)G versijomis. Paskutinis SLC-4W paleidimas įvyko 2003 m. spalį, o dabar kompleksas paverstas SpaceX 4 nusileidimo zona (LZ-4). LZ-4 naudojamas atkurti pirmuosius Falcon 9 raketų etapus iš SLC-4E skrendant grįžimo į paleidimo vietą, nors trečiadienio misija bus nukreipta į nusileidimą dronų laive.
Sudėtinis Falcon 9 B1071-1, paleidžiamo iš SLC-4E ir nusileidžiančio LZ-4 per NROL-87 misiją 2022 m. vasario mėn., vaizdas. (Kreditas: Jackas Beyeris už NSF)
Falcon 9 montuojamas horizontaliai angare netoli paleidimo aikštelės. Integruota raketa išriečiama iki paleidimo aikštelės ir pakeliama vertikaliai naudojant stiprų nugarą. Ši konstrukcija taip pat padeda palaikyti raketą, kai ji yra vertikaliai ties trinkelėmis, ir užtikrina bambos jungtis prie viršutinės pakopos ir naudingosios apkrovos gaubto.
„Falcon“ yra dviejų pakopų raketa. B1075 yra pirmoji pakopa, kurios devyni Merlin-1D varikliai užtikrina trauką, kuri nuneš raketą nuo paleidimo aikštelės per tankias žemesnes Žemės atmosferos sritis į kosmosą. Nors pirmasis etapas skirtas atkurti, antrasis – ne, todėl kiekvienai misijai sukuriamas naujas antrasis etapas, kuris išleidžiamas skrydžio metu.
„Starlink“ palydovai yra antrosios pakopos viršuje, įterpti į raketos naudingosios apkrovos gaubtą. Apvalkalas padeda apsaugoti palydovus jiems kylant per atmosferą ir yra pašalinamas netrukus po to, kai transporto priemonė pasiekia kosmosą.
Misija prasidėjo Falcon 9 pakilimu iš SLC-4E. Devyni „Booster B1075“ varikliai pradeda uždegimo seką ties T-3 sekundės atskaitos žyma, todėl jie turi laiko pasiekti visą trauką ir būti patikrinti prieš paleidžiant.
Pakilęs ties T0, Falcon pakilo nuo Vandenbergo. Raketa nukrito žemyn, kai ji manevravo savo suplanuota trajektorija, palei pakrantę krypdama į pietryčius. Praėjus maždaug 72 sekundėms po skrydžio, misija praėjo per max-Q, didžiausio dinaminio slėgio tašką, o transporto priemonė pasiekė viršgarsinį greitį maždaug tuo pačiu metu.
Ankstesnė Starlink misija, 3-1 grupė, 2022 m. liepos mėn. pakils iš Vandenbergo ant B1061-10. (Kreditas: SpaceX)
„Booster B1075“ varė „Falcon 9“ pirmąsias dvi misijos minutes ir 26 sekundes, o jo degimo pabaiga buvo paskirta pagrindinio variklio išjungimu (MECO). Praėjus maždaug keturioms sekundėms po MECO, etapai atsiskyrė, o antrasis etapas perėmė Starlink palydovus į orbitą. Antrojo etapo vienintelis „Merlin Vacuum“ variklis – „Merlin-1D“ versija, optimizuota maksimaliam efektyvumui pasiekti už atmosferos ribų – užsidegė praėjus maždaug šešioms sekundėms po paleidimo.
Nors antrasis etapas tęsiasi orbitos link su Starlink palydovais, B1075 nusileido iki apogėjaus – aukščiausio trajektorijos taško – prieš pradėdamas nusileisti. Scena nusileido „SpaceX“ autonominiame kosmodromo dronų laive (ASDS) Žinoma, aš vis dar tave myliu (OCISLY), dislokuotas žemyn, kad jį priimtų. Naudojant drono laivą stiprintuvui atkurti, „SpaceX“ gali įdėti didesnį „Falcon 9“ naudingąjį apkrovą, nei jis galėtų atlikti grįžimo į paleidimo vietą misiją, tuo pačiu leidžiant atkurti stiprintuvą.
Leisdamasis link OCISLY nusileidimo, stiprintuvas padarė du papildomus nudegimus, naudodamas savo variklių pogrupį. Pirmasis iš jų buvo įėjimo nudegimas, kuris padeda sulėtinti raketą ir apsaugoti ją, kai ji vėl patenka į atmosferą. Uždegimas prasidėjo maždaug po šešių minučių, 43 sekundžių misija truko apie 20 sekundžių.
Nusileidimo degimo užsidegimas prasidėjo po aštuonių minučių ir 19 sekundžių žymos, o šis šaudymas nukreipė B1075-1 į švelnų prisilietimą prie OCISLY denio maždaug po 24 sekundžių. Po sėkmingo nusileidimo drono laivas bus nutemptas atgal į uostą, kad būtų paruoštas stiprintuvas kitai misijai.
Kol pirmasis etapas grįžo į Žemę, antrasis etapas tęsėsi su pagrindine misija. Degimo pradžioje – praėjus maždaug dviem minutėms, 41 sekundei – naudingosios apkrovos gaubtas atsiskyrė, suskilo į dvi dalis, kurios nukrenta nuo transporto priemonės ir pirmą kartą pateko į kosmosą Starlink palydovai. Kaip ir pirmąjį etapą, „Falcon“ gaubtą galima atkurti ir pakartotinai panaudoti, o gaubto pusėse naudojami maži privarikliai, skirti orientuotis, kad galėtų sugrįžti, ir parašiutai, leidžiantys kontroliuojamai nusileisti į Ramųjį vandenyną, kur juos paims gelbėjimo laivas. NRC Quest.
„Starlink“ palydovų atvaizdavimas iš antrojo „Falcon“ etapo. (Kreditas: Mack Crawford už NSF/L2)
Antrojo etapo variklio išjungimas (SECO-1) buvo maždaug aštuonios minutės, 39 sekundės, pasibaigus šešių minučių ir trijų sekundžių degimui. Erdvėlaivis atsiskyrė šiek tiek daugiau nei 29 minutes po paleidimo, o visi 51 palydovas buvo paleistas vienu metu. Palydovai dislokuojami į žemą orbitą, todėl visi sugedę palydovai greitai vėl pateks į atmosferą. Veikiantys palydovai bus pakelti į stabilesnę orbitą, kad būtų galima atlikti pirminį patikrinimą, prieš juos nustatant į savo darbo orbitas.
Išskleidus palydovus, antrajame etape bus atliktas šalinimo sudeginimas, kad būtų deorbituota, užtikrinant saugų sugrįžimą virš Ramiojo vandenyno šiaurės.
Šis paleidimas buvo penktasis per metus „SpaceX“ ir ketvirtasis „Falcon 9“.
(Pagrindinis vaizdas: ankstesnė Starlink misija prieš paleidimą. Autorius: SpaceX)
