Falcon 1

Стенки топливных баков для керосина и жидкого кислорода изготовлены из алюминиевого сплава 2219, имеют общую перегородку и являются несущей конструкцией ракеты[10].

На первой ступени Falcon 1 установлен один двигатель Merlin. В двух первых запусках использовался двигатель Merlin 1A с абляционным охлаждением камеры сгорания и сопла, с тягой на уровне моря около 325 кН и около 370 кН в вакууме, удельным импульсом 245 с на уровне моря и 290 с в вакууме. С третьего запуска был использован более мощный двигатель Merlin 1C c регенеративным охлаждением, с тягой на уровне моря около 350 кН и около 395 кН в вакууме, удельным импульсом 256 с на уровне моря и 302,5 с в вакууме. Время работы первой ступени — 169 секунд[10].

В верхней части ступени расположена парашютная система из тормозного и основного парашютов, изготовленная компанией Irvin Aerospace[1]. Планировалось, что первая ступень после расстыковки будет приводняться в океан с помощью парашюта, для последующих исследований на предмет повторного использования, но успешного возвращения ступени так ни разу и не состоялось.

Расстыковка ступеней производилась с помощью пироболтов и пневматических толкателей[1].

Falcon 1 в цехе

Во время первых двух запусков использовала ступень с топливными баками из алюминиевого сплава 2219, начиная с третьего запуска баков стали изготавливать из более стойкого к криогенному воздействию алюминиевого сплава 2014[10].

Ступень оснащена одним двигателем Kestrel с тягой в вакууме 31 кН и удельным импульсом 317 с. Двигатель может быть запущен многократно. Для запуска двигателя используют самовоспламеняющуюся смесь триэтилалюминия и триэтилборана (TEA-TEB)[1].

Для запусков использовался алюминиевый обтекатель высотой 3,5 м и диаметром 1,5 м.

Дебютный запуск Falcon 1 со студенческим спутником FalconSAT-2 состоялся 24 марта 2006 года в 22:30 UTC. Закончился неудачей на этапе работы первой ступени. Практически сразу после старта в области двигателя начался пожар, вызванный течью керосина из-за коррозии накидной гайки датчика давления топлива[13]. Пожар вызвал потерю давления двигателя и тот отключился на 34 секунде полёта. Ракета упала в воду недалеко от места запуска.

После расследования причин аварии все подобные алюминиевые гайки были заменены на аналогичные из нержавеющей стали[10].

Второй раз Falcon 1 был запущен в 01:10 UTC 21 марта 2007 года. Полёт носителя закончился неудачей на этапе работы второй ступени — из-за нерасчётных условий при разделении ступеней вторая ступень вошла в режим автоколебаний, которые достигли такой степени, что топливо перестало поступать в двигатель. На 474 секунде полёта двигатель второй ступени отключился. Вторая ступень достигла пиковой высоты 289 км и максимальной скорости 5,1 км/с, была впервые успешно продемонстрирована большая часть наземных и полётных операций[10].

Попытка возврата первой ступени завершилась неудачно. GPS-локатор на первой ступени вышел из строя при предстартовом отсчёте, по данным телеметрии ступень приводнилась очень далеко от расчётной точки, вследствие чего спасательная команда не смогла найти ступень[10][14].

Третий запуск Falcon 1 состоялся 3 августа 2008 года в 03:35 UTC. Ракета несла военный американский спутник Trailblazer, два микроспутника NASA и груз праха для захоронения в космосе.

На этапе первой ступени полёт проходил нормально. При расстыковке ступеней из-за большего (чем ожидалось) импульса последействия двигателя первая ступень после разделения догнала вторую и ударила по ней. Удар пришёлся на момент запуска двигателя второй ступени, вследствие чего вторая ступень вышла из строя и не смогла продолжать полёт. Новый двигатель Merlin 1С с регенеративным охлаждением был запущен впервые и время до полного отключения тяги у него оказалось больше, чем у двигателя Merlin 1A. Этот момент было сложно обнаружить при наземных тестах двигателя из-за наличия атмосферного давления. Для успешного продолжения миссии необходимо было начать расстыковку ступеней на несколько секунд позже, что и будет сделано при следующем запуске[15].

Четвертый в целом и первый успешный запуск Falcon 1 состоялся в 23:15 UTC 28 сентября 2008 года. Через 9 минут 31 секунду после старта был выключен двигатель Kestrel и вторая ступень с макетом груза весом 165 кг (получившим название RatSat) была выведена на начальную орбиту c показателями 330 x 650 км. Затем, при достижении апогея орбиты, было успешно продемонстрировано повторное включение двигателя второй ступени. Итоговые показатели орбиты: 621x643 км, наклонение 9,3°[7][8].

Была успешно проведена симуляция отсоединения полезной нагрузки, но макет остался состыкован со второй ступенью, с целью не увеличивать количество космического мусора на орбите.

Первая ступень, вероятнее всего, не выжила при возврате в плотные слои атмосферы, к следующему запуску планировалось улучшить её термозащитное покрытие[8].

В 03:35 UTC 14 июля 2009 года двухступенчатая ракета Falcon 1 успешно стартовала в космос с малайзийским спутником RazakSAT на борту[16]. Спутник построен малайзийской компанией Astronautic Technology (M) Sdn Bhd (ATSB). Вес аппарата — 180 кг, а его диаметр и длина составляют 1,2 метра[17]. Параметры орбиты: 667х691 км, наклонение 8,9°.