هذه المقالة يتيمة إذ تصل إليها مقالات أخرى قليلة جدًا. فضلًا، ساعد بإضافة وصلة إليها في مقالات متعلقة بها. (أبريل 2022)

كانت اختبارات هبوط المرحلة الأولى لصاروخ فالكون 9 سلسلةً من اختبارات النزول المتحكم به أجرتها سبيس إكس بين عامي 2013 و2016. منذ عام 2017، تهبط المرحلة الأولى لمهمات فالكون 9 بشكل روتيني إذا سمح أداء الصاروخ بذلك، وإذا قررت سبيس إكس استعادة المرحلة.

كان هدف البرنامج هو تنفيذ عملية إعادة الدخول والنزول والهبوط (إي دي إل) للمرحلة الأولى لصاروخ فالكون 9 في الغلاف الجوي للأرض بعد إكمال مرحلة التعزيز في الرحلات الفضائية المدارية. هدفت الاختبارات الأولى إلى الهبوط عموديًا على سطح المحيط. حاولت الاختبارات اللاحقة الهبوط بالصاروخ بدقة على متن سفينة خاصة ذاتية القيادة (بارجة خاصة بشركة سبيس إكس توفر سطح هبوط ثابت في البحر) أو في منطقة الهبوط 1 (إل زي 1)، التي هي منصة هبوط خرسانية في كيب كانافيرال. نجح أول هبوط أرضي على إل زي 1 في ديسمبر 2015، ونجح أول هبوط في البحر على متن سفينة ذاتية القيادة في أبريل 2016. كان الصاروخ الثاني، بي 1021، أول صاروخ ينطلق مرتين في مارس 2017، وتم استعادته في المرة الثانية.

أجري أول اختبار هبوط في سبتمبر 2013 في الرحلة السادسة لصاروخ فالكون 9 والإطلاق الأول لنسخة 1.1. بين عامي 2013 و2016، أُطلِقت 16 رحلة تجريبية، نجحت ستة منها في الهبوط قبل أن يجري استعادة الصواريخ:

1. هبطت الرحلة 20 (أوربكوم أوه جي 2 إم 2) بأمان على منصة إل زي 1 الأرضية في المحاولة الأولى في ديسمبر 2015؛
2. نجحت الرحلة 23 (سي آر إس 8) بالهبوط أخيرًا على سطح المحيط الأطلسي على متن سفينة Of Course I Still Love You ذاتية القيادة في أبريل 2016 بعد أن فشلت أربع محاولات سابقة؛
3. هبطت الرحلة 24 (جاي سي سات 14) والرحلة 25 (ثايكوم 8) في البحر على متن سفينة ذاتية القيادة في مايو 2016 بعد العودة بسرعات عالية من مدار جغرافي ثابت؛
4. هبطت الرحلة 27 (سي آر إس 9) على إل زي 1 في يوليو 2016؛
5. هبطت الرحلة 28 (جاي سي سات 16) على متن سفينة ذاتية القيادة في أغسطس 2016؛

منذ العودة إلى إطلاق الرحلات في يناير 2017، توقف سبيس إكس عن الإشارة إلى محاولات الهبوط على أنها تجريبية، ما يشير إلى أنها أصبحت إجراءً روتينيًا. اعتبارًا من 15 ديسمبر 2017، أُجريت 14 عملية هبوط روتينية (بنسبة النجاح بلغت 100%) وأُطلِقت ثلاث مهمات مستهلكة، أي أنها لم تحاول الهبوط.

كانت اختبارات النزول بالمرحلة الأولى جزءًا من برنامج تطوير نظام الإطلاق القابل لإعادة الاستخدام الخاص بسبيس إكس، الذي تضمن قدرًا كبيرًا من أنشطة التطوير التكنولوجية ورحلات اختبار سابقة على ارتفاعات منخفضة في منشأة سبيس إكس في ماكجريجور، تكساس، استعدادًا للاختبارات المرتفعة والسريعة لمرحلة اختبار الهبوط. يهدف البرنامج بشكل عام إلى تطوير صواريخ خاصة قابلة لإعادة الاستخدام باستعمال تقنية الهبوط العمودي لتقليل تكلفة المهام الفضائية بدرجة كبيرة.

تقليديًا، يتم التخلص من المراحل الأولى للصواريخ المدارية في المحيط بمجرد اكتمال مرحلة الصعود. يمكن أن تسمح الاستعادة الروتينية لصواريخ الإطلاق وإعادة استخدامها بتقليل تكلفة المهام الفضائية بدرجة كبيرة.^[1][2][3][4]

منذ البداية، أراد إيلون ماسك أن تكون المرحلة الأولى لصواريخ سبيس إكس قابلةً للاسترداد، إذ زُودت جميع عمليات إطلاق صاروخ فالكون 1 وأول إطلاقين لفالكون 9 بمظلات. مع ذلك، احترقت الصواريخ عند إعادة الدخول في الغلاف الجوي، حتى قبل نشر المظلات.^[5] هذا دعا إلى اتباع نهج مختلف. بُنيت وأُطلِقت نماذج تجريبية بين عامي 2012 و2014 لاختبار فكرة الهبوط باستخدام الصواريخ واكتساب الخبرة.

أعلنت سبيس إكس لأول مرة في مارس 2013 أنها ستجهز المراحل الأولى لفالكون 9 لاختبار الهبوط المُتحكم به، لتكون قادرةً على التباطؤ باستخدام الصواريخ لتهبط بسلاسة فوق سطح الماء. توقعت الشركة أن تبدأ هذه الاختبارات الطيران في عام 2013، مع محاولة إعادة صاروخ ليهبط على موقع الإطلاق بشكل آلي بحلول منتصف عام 2014.^[6]

أطلقت سبيس إكس أول رحلة تجريبية لهبوط مُتحكم به في عام 2013 لكنها واصلت اختبارات الهبوط فوق الماء حتى عام 2015. بعد تحليل بيانات القياس عن بعد من أول هبوط مُتحكم به في سبتمبر 2013، أعلنت سبيس إكس اجتياز كمية كبيرة من الأهداف التكنولوجية الجديدة، إلى جانب التقدم التكنولوجي الذي أُجري على النموذج الأولي المُسمى جراسهوبر، وبالتالي أصبحت الشركة جاهزةً لاختبار عملية إي دي إل الكاملة لاستعادة المرحلة الأولى. كان الصاروخ «قادرًا على الانتقال بنجاح من الفراغ من سرعة هايبرسونك إلى سوبرسونك إلى ترانسونيك، وتشغيل المحركات والتحكم في المرحلة طوال الطريق عبر الغلاف الجوي».^[7]

أُجري اختبار إي دي إل الثاني خلال المهمة الثالثة لإعادة تزويد محطة الفضاء الدولية بالمؤن لصالح ناسا في أبريل 2014. أضافت سبيس إكس عدة هبوط إلى المرحلة الأولى، وأبطأت المرحلة عبر الغلاف الجوي وحاولت محاكاة الهبوط فوق سطح الماء، بعد انفصال المرحلة الثانية لكبسولة دراغون المتجهة إلى محطة الفضاء الدولية. تباطأت المرحلة الأولى بشكل كافٍ لتحقيق هبوط سلس فوق المحيط الأطلسي.^[8][9] أعلنت سبيس إكس في فبراير 2014 أنها تعتزم مواصلة اختبارات الهبوط بالمرحلة الأولى فوق الماء حتى تتقن التحكم الدقيق في الصاروخ أثناء تباطئه من سرعات هايبرسونك إلى سرعات دون سرعة الصوت.^[9]

حاولت الاختبارات اللاحقة، بدءًا من مهمة سي آر إس 5 في يناير 2015، الهبوط بالمرحلة الأولى على سفينة ذاتية القيادة متمركزة قبالة ساحل فلوريدا أو في المحيط الهادئ اعتمادًا على موقع الإطلاق.^[10] استُخدمت السفن في ست محاولات هبوط، ونجحت محاولتان في أبريل ومايو 2016. في الوقت نفسه، نجحت المحاولة الأولى للهبوط على أرض صلبة في كيب كانافيرال في 21 ديسمبر 2015.

تضمنت خطة اختبار ما بعد المهمة لصاروخ فالكون 9 إجراء إطلاق كبحي لمحرك المرحلة الأولى في الغلاف الجوي العلوي لإبطاء الصاروخ ووضعه في مسار باليستي يقوده إلى موقع الهبوط المستهدف، يليه إطلاق ثانٍ في الغلاف الجوي السفلي قبل أن تصل المرحلة الأولى إلى سطح الماء.^[11] أعلنت سبيس إكس في مارس 2013 أنها تعتزم إجراء هذه الاختبارات باستخدام صاروخ فالكون 9 النسخة 1.1 و«ستواصل إجراء هذه الاختبارات حتى يتمكنوا من العودة والهبوط على موقع الإطلاق». قالت الشركة أنها توقعت عدة إخفاقات قبل أن تتمكن من الهبوط بالصاروخ بنجاح.^[9][12]

في المعلومات المفصلة التي كُشف عنها في رخصة إطلاق رحلة فالكون 9 السادسة لمهمة كاسيوب، قالت سبيس إكس أنها ستطلق ثلاثة من محركات ميرلين 1 دي التسعة في البداية لإبطاء السرعة الأفقية للصاروخ والبدء في محاولة الهبوط المتحكم به.^[11] بعد ذلك، قبل وقت قصير من الهبوط على بالمحيط، سُيعاد تشغيل محرك واحد لمحاولة لتقليل سرعة المرحلة الأولى ما سيسمح باستعادتها. اعتبارًا من سبتمبر 2013، قالت سبيس إكس أن فرصة نجاح التجربة تساوي 10% تقريبًا.^[13]

لم تختبر سبيس إكس عملية الهبوط المتحكم به خلال جميع رحلات فالكون 9 النسخة 1.1، إذ لا تترك الرحلات المتجهة إلى المدار الجغرافي الثابت وقودًا كافيًا لعملية الهبوط.^[14] في سبتمبر 2013، أعلنت سبيس إكس أنها ستجري اختبار الهبوط الثاني خلال مهمة سي آر إس 3 في أبريل 2014 (الرحلة الرابعة لفالكون 9 النسخة 1.1).^[1][15]

في حين أن الاختبارات الأولى تضمنت أعادة تشغيل المحركات مرتين فقط، فبحلول اختبار الرحلة الرابع، في سبتمبر 2014، أصبحت سبيس إكس تعيد تشغيل المحركات ثلاث مرات لإنجاز أهداف اختبار إي دي إل (على الرغم من استخدام ثلاث محركات فقط من أصل تسعة): إطلاق خلفي، وإطلاق إعادة الدخول في الغلاف الجوي، وإطلاق للهبوط. يحد الإطلاق الخلفي من المدى السفلي للمرحلة المُستخدمة؛ يُستخدم إطلاق إعادة الدخول (بين ارتفاعي 70 و40 كيلومتر (43 إلى 25 ميل) تقريبًا) للتحكم في نزول وتباطؤ المرحلة الأولى عند دخولها الغلاف الجوي؛ ويكمل إطلاق الهبوط عملية التباطؤ من السرعة الحدية إلى السكون للهبوط على السطح.^[16][17]

1. ^ ^{ا ب} Amos، Jonathan (30 سبتمبر 2013). "Recycled rockets: SpaceX calls time on expendable launch vehicles". BBC News. مؤرشف من الأصل في 2022-03-25. اطلع عليه بتاريخ 2013-10-02.
2. ^ Boozer، R.D. (10 مارس 2014). "Rocket reusability: a driver of economic growth". The Space Review. مؤرشف من الأصل في 2022-03-20. اطلع عليه بتاريخ 2014-03-25.
3. ^ Belfiore، Michael (13 مارس 2014). "SpaceX Set to Launch the World's First Reusable Booster". MIT Technology Review. مؤرشف من الأصل في 2021-03-20. اطلع عليه بتاريخ 2014-03-14. SpaceX is counting on lower launch costs to increase demand for launch services. But Foust cautions that this strategy comes with risk. 'It's worth noting,' he says, 'that many current customers of launch services, including operators of commercial satellites, aren't particularly price sensitive, so thus aren't counting on reusability to lower costs.' That means those additional launches, and thus revenue, may have to come from markets that don't exist yet. 'A reusable system with much lower launch costs might actually result in lower revenue for that company unless they can significantly increase demand,' says Foust. 'That additional demand would likely have to come from new markets, with commercial human spaceflight perhaps the biggest and best-known example.'
4. ^ Wells، Jane (13 يناير 2015). "SpaceX, Elon Musk and the reusable rocket dream". CNBC. Comcast. مؤرشف من الأصل في 2015-07-07. اطلع عليه بتاريخ 2015-04-23.
5. ^ Graham، William (30 مارس 2017). "SpaceX conducts historic Falcon 9 re-flight with SES-10 - Lands booster again". NASASpaceFlight.com. مؤرشف من الأصل في 2022-04-09.
6. ^ Messier، Doug (28 مارس 2013). "Dragon Post-Mission Press Conference Notes". Parabolic Arc. مؤرشف من الأصل في 2022-03-20. اطلع عليه بتاريخ 2013-03-30. Q. What is strategy on first stage recover? Musk: Initial recovery test will be a water landing. First stage continue in ballistic arc and execute a velocity reduction burn before it enters atmosphere to lessen impact. Right before splashdown, will light up the engine again. Emphasizes that we don't expect success in the first several attempts. Hopefully next year with more experience and data, we should be able to return the first stage to the launch site and do a propulsion landing on land using legs. Q. Is there a flight identified for return to launch site of the first stage? Musk: No. Will probably be the middle of next year.
7. ^ Belfiore، Michael (30 سبتمبر 2013). "Musk: SpaceX Now Has "All the Pieces" For Truly Reusable Rockets". Popular Mechanics. مؤرشف من الأصل في 2015-01-23. اطلع عليه بتاريخ 2013-10-17.
8. ^ Kremer، Ken (19 أبريل 2014). "SpaceX Makes Strides Towards 1st Stage Falcon Rocket Recovery during Space Station Launch". Universe Today. مؤرشف من الأصل في 2022-03-20. اطلع عليه بتاريخ 2014-04-19.
9. ^ ^{ا ب ج} Klotz، Irene (24 فبراير 2014). "SpaceX Falcon Rocket to Test Landing Legs". Discovery News. مؤرشف من الأصل في 2016-04-20. اطلع عليه بتاريخ 2014-02-25.
10. ^ Bergin، Chris (24 نوفمبر 2014). "SpaceX's Autonomous Spaceport Drone Ship ready for action". NASASpaceFlight. مؤرشف من الأصل في 2022-03-20. اطلع عليه بتاريخ 2015-04-23.
11. ^ ^{ا ب} Messier، Doug (10 سبتمبر 2013). "A Preview of Falcon 9′s Flight From Vandenberg". Parabolic Arc. مؤرشف من الأصل في 2021-04-24. اطلع عليه بتاريخ 2013-09-11.
12. ^ Bergin، Chris (28 فبراير 2014). "SpaceX outlines CRS-3 landing legs plan toward first stage recovery ambitions". NASAspaceflight.com. مؤرشف من الأصل في 2022-04-13. اطلع عليه بتاريخ 2014-05-10.
13. ^ Klotz، Irene (6 سبتمبر 2013). "Musk Says SpaceX Being "Extremely Paranoid" as It Readies for Falcon 9's California Debut". Space News. مؤرشف من الأصل في 2013-09-22. اطلع عليه بتاريخ 2013-09-13.
14. ^ de Selding، Peter B. (27 نوفمبر 2013). "Why the World's 2nd Largest Satellite Fleet Operator Agreed To Be SpaceX's 1st Customer for a Launch to Geo". Space News. مؤرشف من الأصل في 2013-11-28. اطلع عليه بتاريخ 2013-11-28.
15. ^ Szondy، David (18 أبريل 2014). "Fourth time lucky for SpaceX's CRS-3 Dragon launch". Gizmag. مؤرشف من الأصل في 2016-03-04. اطلع عليه بتاريخ 2014-11-27.
16. ^ "New Commercial Rocket Descent Data May Help NASA with Future Mars Landings, no. 14-287". NASA. 17 أكتوبر 2014. مؤرشف من الأصل في 2021-05-18. اطلع عليه بتاريخ 2014-10-19.
17. ^ Morring، Frank Jr. (20 أكتوبر 2014). "NASA, SpaceX Share Data On Supersonic Retropropulsion : Data-sharing deal will help SpaceX land Falcon 9 on Earth and NASA put humans on Mars". Aviation Week. مؤرشف من الأصل في 2014-10-27. اطلع عليه بتاريخ 2015-03-28. [The] partnership between NASA and SpaceX is giving the U.S. space agency an early look at what it would take to land multi-ton habitats and supply caches on Mars for human explorers, while providing sophisticated infrared (IR) imagery to help the spacecraft company develop a reusable launch vehicle. After multiple attempts, airborne NASA and U.S. Navy IR tracking cameras ... captured a SpaceX Falcon 9 in flight as its first stage [fell] back toward Earth shortly after second-stage ignition and then reignit[ed] to lower the stage toward a propulsive "zero-velocity, zero-altitude" touchdown on the sea surface.