Как устроена самая мощная космическая ракета

Когда в прошлом году компания SpaceX запустила в космос свою ракету Falcon Heavy, устройство стало самой мощной ракетой в мире. Разве что Saturn V NASA, отправивший американцев на Луну, мог бы поспорить с Falcon в плане мощности.
В ракетоносителях наиболее важным показателем мощности является тяга. 27 отдельных двигателей Falcon Heavy способны дать общей сложностью 1,7 млн кг тяги, этого достаточно, чтобы поднять ракету в 1,5 млн кг и 53 000 кг полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту.
Успех ракеты имеет огромное значение как для SpaceX, так и для космической программы США. ВВС америки уже заключили контракт с SpaceX, так что в 2015 году его Falcon Heavy должна отправить на орбиту два спутника.
1 Двигательный кластер
Девять двигателей SpaceX Merlin 1D расположены под каждым из трех ядер ракеты, или ускорителей. Двигатели такие же, что и на ракете SpaceX Falcon
2 Первая ступень: три ядра ракеты
Первая ступень Falcon Heavy состоит из трех ядер. На взлете они работают вместе. На 2 минуте 45 секунде полета центральное ядро сбрасывает мощность, а два боковых продолжают работать до тех пор, пока не закончится топливо. Тогда пневматические сепараторы отсоединяют боковые ядра, которые падают в океан, а центральное набирает мощность
3 Центральное ядро
В случае, когда полезная нагрузка превышает 45 000 кг, Falcon Heavy использует систему кольцевания топливных баков, чтобы направить топливо из боковых ядер в центральное. Таким образом, на момент отсоединения боковых ускорителей, центральный почти полностью заправлен. В результате в космосе остается эквивалент укомплектованного Falcon 9
4 Топливные баки
Бак с жидким кислородом в верхней части каждого ядра питает двигатели через центральную трубу, в нижней части бака находится керосин. Пропелленты попадают в каждый инжектор двигателя Merlin, где они смешиваются и затем подаются в камеру сгорания
5 Вторая ступень
На второй ступени с помощью одного единственного двигателя Merlin 1D, модифицированного специально для работы в безвоздушном пространстве, осуществляется последний толчок, который должен доставить полезную нагрузку на орбиту. Двигатель может выключиться и вновь зажечься по мере необходимости, это позволяет Falcon Heavy отправлять несколько полезных нагрузок на разные орбиты
6 Обтекатель
Falcon Heavy может нести либо капсулу Dragon (автономный космический аппарат SpaceX, который в настоящее время используется для пополнения запасов Международной космической станции), либо 53 000 кг полезной нагрузки (это несколько военных и коммерческих спутников), заключенные в оболочку 13 м в длину и 5 м в диаметре. Этот обтекатель состоит из двух складывающихся половинок, состоящих из алюминиевого пористого ядра и листов из углеродного волокна. Когда вторая ступень приближается к заданной орбите, пневматические толкатели раздвигают половинки, обнажая полезную нагрузку
7 Двигатель Merlin 1D
В одиночку Merlin 1D генерирует 67 000 кг тяги, горящий керосин и жидкий кислород попадает в камеру сгорания. У жидкого ракетного топлива Falcon Heavy есть преимущество перед твердым топливом: двигатели на жидком топливе в полете могут остановиться и вновь заработать, в то время как двигатели на твердом топливе горят, пока топливо не закончится. Сделав ряд корректировок, которые команда SpaceX держит в секрете, инженерам удалось облегчить двигатель, чтобы увеличить его эффективность, таким образом, получился самый эффективный из когда-либо созданных ракетных ускорителей