Vertikalaus nusileidimo technologija iš esmės pakeitė šiuolaikinę orbitinę astronautiką ir atvėrė kelią daugkartinių kosminių skrydžių erai. Šio revoliucinio lūžio pradžia tapo eksperimentinis „SpaceX“ aparatas „Grasshopper“, kurio bandymai įrodė dinaminio startūnų valdymo galimybes.
Valdymo bandymai Teksase
Eksperimentinis aparatas „Grasshopper“ buvo sukonstruotas naudojant pirmojo etapo „Falcon 9 v1.0“ bakų konstrukciją. Aparato aukštis siekė 32 metrus, o jo sausoji masė sudarė maždaug 32 000 kilogramų. Įrenginyje veikė vienintelis skystuoju kuru varomas „Merlin 1D“ varytuvas, pasižymintis giliu stūmos moduliavimu. Šis varytuvas naudojo rafinuoto žibalo RP-1 ir skysto deguonies LOX kuro mišinį. Varytuvo stūma jūros lygyje siekė apie 650 kN, o specifinis impulsas sudarė 282 sekundes. Konstrukcijos stabilumą užtikrino keturios plieninės nusileidimo atramos su hidrauliniais amortizatoriais smūgio energijai sugerti.
Pirmasis „Grasshopper“ šuoliukas
Pirmasis šuolis į 1,8 metro aukštį įvyko 2012 metų rugsėjo 21 dieną Makgregoro poligone. Vėliau aparatas 2013 metų kovo 10 dieną pakilo į 80 metrų aukštį ir sėkmingai kabojo. Reikšmingas bandymas įvyko 2013 metų rugpjūčio 14 dieną, kai atliktas 100 metrų šoninis manevras. Galutinis, 96 sekundžių trukmės, skrydis 2013 metų spalio 7 dieną pasiekė rekordinį 744 metrų aukštį su tiksliu nusileidimu.
Paskutiniame bandyme „Grasshopper“ pakilo į 744 m aukštį
Daugkartinio startūno triumfas
Ši technologija „SpaceX“ leido sukurti vidutinės klasės startūno „Falcon 9“ ir sunkiojo startūno „Falcon Heavy“ pakopų grąžinimo sistemas. Įprastai vienkartinis startūnas sudegdavo Žemės atmosferoje, o jos gamybos kaina viršydavo 53 mln USD.
Daugkartinis vertikalus tūpimas leido sumažinti pagrindines skrydžio išlaidas tik iki kuro komponentų kainos. Vėlesniuose etapuose patobulintas autonominio valdymo jutiklių rinkinys užtikrino milžinišką nusileidimo tikslumą ant plaukiojančių platformų. Šiandien šie principai yra tiesiogiai integruoti į naujos kartos erdvėlaivių architektūrą bei tarpplanetines programas. Eksperimento metu gauti aerodinaminio stabdymo duomenys atvėrė kelią reguliariam kosminių krovinių gabenimui visame pasaulyje.