październik
100 startów rakiet SpaceX
Napisał Roman Makowiak Dział: Informacje
- wielkość czcionki zmniejsz czcionkę
powiększ czcionkę
Firma SpaceX świętuje dzisiaj 100 startów swoich rakiet. To wielkie osiągnięcie prywatnej firmy, która działa w branży kosmicznej i wysyła swoje oraz swoich klientów ładunki w przestrzeń kosmiczną.
Właśnie dzięki wielokrotnemu użytkowaniu jest możliwe osiągnięcie takiego wyniku przy sporo niższych kosztach niż u konkurencji.
Warto zaznaczyć, że zbliżamy się do ilości lądowań rakiet Falcon 9 takiej samej jak ilość startów (bez lądowań z utraconą rakietą) rakiety Atlas V (zostało jeszcze ok 22 lądowania F9 do tego osiągnięcia).
Porozmawiamy teraz trochę więcej o firmie SpaceX i rakietach wielokrotnego użytku.
Elon Musk kiedyś stwierdził, że "to naprawdę szalone, że budujemy te wyrafinowane rakiety, a następnie rozbijamy je za każdym razem, gdy latamy. To szalone… możliwość ponownego użycia jest absolutnie podstawowa".
Nikt do tej pory z takim zaangażowaniem nie realizował programu rozwoju rakiet wielokrotnego użytku. SpaceX był gotów wyłożyć więcej pieniędzy na opracowanie takiego systemu, ponieważ specjaliści tej firmy na czele z Elonem Musk'iem doskonale wiedzieli, że tylko taki system może radykalnie zmniejszyć koszty wynoszenia ładunków, ale i ludzi w przestrzeń kosmiczną. Zaraz po pojawieniu się rakiet Falcon 9 rozpoczęto realizację "SpaceX reusable launch system development program" czyli Programu Rozwoju Systemu Startu Wielokrotnego Użycia. Był to jak dotąd najbardziej przełomowy krok w historii lotów rakietowych w XXI wieku i na pewno już teraz daje on duże korzyści dla SpaceX i całego rynku wynoszenia ładunków na orbitę naszej planety.
System Rakiet Wielokrotnego Użycia pozwolił na zmniejszenie podstawowego kosztu wysłania rakiety w kosmos przez firmę SpaceX o kolejne 30%. Podstawowy koszt wysłania 1 kg ładunku wynosił ok. 2720$ - dzięki możliwości ponownego wykorzystania pierwszego członu Falcona 9 ten koszt to teraz 1930$ za 1 kilogram ładunku.
Jak wygląda to wszystko na tle całego rynku wysyłania ładunków w przestrzeń kosmiczną?
Rakieta Delta IV Heavy firmy ULA kosztuje około 350 mln $, Atlas V 401 ULA około 110 mln $, Atlas V 551 ULA około 150 mln $ (z 5 stałymi dopalaczami), ArianeSpace Ariane 5: około 150 mln euro. Start rakiety Saturn V kosztowałby dziś około 1 miliarda dolarów. Koszt wyniesienia rakiety SLS może wynosić 500–1 mld USD każdy, a przy uwzględnieniu kosztów opracowania nawet 2 miliardy dolarów za jeden start rakiety, która spłonie w atmosferze i wyląduje po jednym locie na oceanicznym cmentarzysku.
Wyniesienie litrowej butelki wody np. na Międzynarodową Stację Kosmiczną promami kosmicznymi w ostatnich latach użytkowania kosztowało 19.824$, ten sam ładunek wyniesiony rosyjskim Sojuzem kosztowałby 7.246$. Dzięki SpaceX ten koszt oscyluje w granicach około 1930$, a więc jest 10-krotnie mniejszy od wykorzystywania promów kosmicznych i prawie 4-krotnie tańszy od rosyjskich rozwiązań. A to nie koniec rozwoju tego programu.
Wielokrotne użytkowanie jest podstawową funkcją nowego projektowanego systemu wynoszenia firmy SpaceX - rakiety Super Heavy i statku kosmicznego Starship. System ten ma być w 100% odzyskiwalny i wynosić 150 ton ładunku za (jak mówił Elon Musk) ok. 2 miliony dolarów. Teraz policzmy ile transport tej litrowej butelki wody będzie teraz kosztować. 2.000.000$ : 150.000 kg = ???
13,33 $ - słownie (bo nie ogarnę tego) trzynaście dolarów i trzydzieści trzy centy
1 kilogram ładunku - Prom kosmiczny STS 19.824$ vs. Starship/Super Heavy 13,33$
To jest największy sens i korzyść z rozwoju programu rakiet wielokrotnego użytku firmy SpaceX - prawie 1500-krotny spadek cen dostępu do przestrzeni kosmicznej.
Jesteśmy dzisiaj gdzieś w połowie drogi tego programu. Czekamy na statek kosmiczny Starship i śledzimy każdy ruch w Boca Chica w Teksasie. To co robi dla Nas wszystkich SpaceX i Elon Musk to ogromny przełom w dostępie Kosmosu dla wielu mniejszych firm, a także już wkrótce dla zwykłych ludzi. Ten 10-krotny spadek cen wynoszenia ładunków w przestrzeń kosmiczną na obecny moment już daje Nam duże możliwości eksploracji kosmosu. Wystarczy spojrzeć na program wynoszenia małych ładunków - satelitów typu CubeSat czy przyszłych lądowników księżycowych. Kosmos dla wszystkich powoli zaczyna być dostępny jak nigdy dotąd w historii naszej cywilizacji.
SpaceX początkowo próbował wylądować pierwszym członem Falcon 1 za pomocą spadochronu, jednak człon nie przetrwał powrotu do atmosfery. W dalszym ciągu bezskutecznie eksperymentowali ze spadochronami podczas pierwszych lotów Falcon 9 po 2010 r. SpaceX następnie skoncentrowało się na opracowaniu systemu lądowania z silnikiem. Program rozwojowy rakiet wielokrotnego użytku rozpoczął się we wrześniu 2011 roku. W McGregor Rocket Test Facility w Teksasie w Centrum Testowym światło dziennie ujrzał projekt rakiety Grasshopper ("Konik polny"). Razem booster i owiewki stanowią około 80 procent kosztów wyniesienia rakiety. Odzysk tych części ma więc ogromne znaczenie.
Grasshopper został zbudowany w latach 2011–2012 do testowania pionowego startu i lądowania na niskich wysokościach z niską prędkością, próby rozpoczęły się we wrześniu 2012 r. i zakończyły w październiku 2013 r. Po ośmiu lotach testowych. Pierwszy test kontrolowanego zejścia ze wzniesienia z dużej wysokości wykonano we wrześniu 2013 r. W okresie od kwietnia do sierpnia 2014 r. odbyło się pięć testów w locie wspomagającym na niskich wysokościach kolejnej rakiety demonstracyjnej F9R Dev1, zanim pojazd uległ samozniszczeniu ze względów bezpieczeństwa podczas piątego lotu. Po tych próbach miał powstać jeszcze egzemplarz F9R Dev2, jednak po obiecujących testach lądowania pierwszych członów Falcona 9 przy misjach orbitalnych, zrezygnowano z jego wykorzystywania.
W czerwcu 2014 r. dyrektor operacyjna Gwynne Shotwell wyjaśniła, że wszelkie fundusze na rozwój i testowanie programu rozwoju technologii systemu uruchamiania wielokrotnego użytku są finansowane ze środków prywatnych przez SpaceX, bez wkładu rządu USA. Do 2017 r. SpaceX wydało ponad miliard dolarów na ten program. Po raz pierwszy SpaceX stwierdził w lipcu 2014 r., że „są bardzo pewni, że będą w stanie z powodzeniem wylądować na pływającej platformie startowej lub w miejscu startu i wypróbować rakietę bez wymaganego remontu”.
Od początków programu w 2011 roku, czyli przez 9 lat zdążyło się wiele już wydarzyć. SpaceX po raz pierwszy udało się wylądować i odzyskać pierwszy człon w grudniu 2015 roku. Pierwszy lot odzyskanego członu miał miejsce w marcu 2017 r. W czerwcu 2017 odbył się pierwszy lot używanej kapsuły Dragon, która wcześniej dostarczyła zapasy na Międzynarodową Stację Kosmiczną podczas misji CRS-4.
Pierwszy stopień rakiety wylądował na Landing Zone 1. Przed tą misją LZ-1 pokryto farbą odbijającą fale radiowe, co pozwoliło na zwiększenie dokładności urządzeń nawigacyjnych Falcona 9 podczas lądowania - była to jednocześnie druga próba wykorzystania używanego wcześniej bustera - udana. Trzecia próba miała miejsce w październiku 2017 r. W ramach misji SES-11/EchoStar-105. W trzeciej misji z wykorzystaniem sprawdzonego w locie pierwszego stopnia rakiety użyty został booster z misji CRS-10. Kilka minut po starcie pierwszy człon rakiety wylądował na barce OCISLY. Ponowne loty odnowionych pierwszych członów stały się rutynowe, a boostery odbyły do pięciu misji od marca 2020 r.
Ta historia ma jeszcze wiele szczegółów i na pewno do nich wrócę. To przykład, że dobrze zainwestowane pieniądze zwracają się wielokrotnie (po każdym lądowaniu).
I na koniec warto pamiętać, że wybuch rakiety to nie jest eksplozja, to tylko szybki, nieplanowany demontaż!
Serdecznie pozdrawiam i zapraszam do komentowania wątku.
Warning: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /home/neorom/ftp/sse/templates/dailynews/html/com_k2/default/item.php on line 175
Roman Makowiak
Kosmos to moja pasja i dlatego szeroko działam w obszarze popularyzacji nauk o Kosmosie i jego Eksploracji.
Najnowsze od Roman Makowiak
Zaloguj się, by skomentować