Před rokem jsme o firmě SpaceX napsali, že sice slíbila razantní zlevnění letů do vesmíru, ale ke splnění slibu je zatím daleko. Po posledním startu nové verze její rakety Falcon 9 v1.1 je však k tomuto cíli o krok blíže. Firma si totiž poprvé vyzkoušela postup "recyklace" raketových dílů, který má být základem skutečně výrazně levnějšího létání do vesmíru.
SpaceXSpolečnost SpaceX začala fungovat v roce 2002, především díky Elonu Muskovi. Ten zbohatl na vývoji on-line platebního systému PayPal, ve kterém měl podíl s hodnotou kolem 100 milionů dolarů. SpaceX se i přes Muskova tvrzení o "revoluci" v dopravě do vesmíru dlouho velmi nedařilo. První tři lety rakety Falcon 1 skončily v letech 2006 až 2008 explozivním neúspěchem. Nakonec se její raketa dostala na oběžnou dráhu až v srpnu 2008 a od té se Muskovi a jeho inženýrům daří téměř všechno, na co sáhnou. Falcon 1 v roce 2009 jako první raketa vyvinutá za soukromé peníze vynesla do kosmu družici . O rok později vyzkoušela společnost silnější model Falcon 9, který si vedl na jedničku už napoprvé. V prosinci 2010 navíc bez problémů vzlétl i s maketou kapsle Dragon, se kterou chce SpaceX dopravovat i lidské posádky. Firma SpaceX má zatím podle svých údajů nasmlouváno zhruba 50 letů Falconu 9 a většího plánovaného nosiče Falcon Heavy. Důležitých pro ni bylo především deset z nich, které si objednala NASA na vynesení nákladu k Mezinárodní kosmické stanici a které firmě daly finanční jistotu. Ani ve SpaceX se bez rizikové státní investice neobešli. |
Firma SpaceX chce vracet na zem důležité díly raket (především tedy pohonné stupně) v takovém stavu, aby se mohly znovu použít. Sama uvádí, že pohonné látky pro jeden let stojí zhruba 200 tisíc dolarů, ale celá nová raketa 60 milionů dolarů. Přesnost těchto čísel je diskutabilní, řádově ovšem sedí u všech dopravců do vesmíru. Rakety jsou za desítky, či stovky milionů dolarů, palivo maximálně za stovky tisíc dolarů.
Dnes se raketové díly vrací na zem jako odpad (někdy hodně nežádoucí), ale firma SpaceX to hodlá v dohledné době změnit. První ostrá zkouška proběhla na závěr posledního zářijového víkendu. A i když to nebyl stoprocentní úspěch, výsledky jsou rozhodně nadějné.
Silnější sokol
Start, který proběhl v neděli odpoledne našeho času z amerického vojenského kosmodromu Vangerberg, byl v mnoha ohledech vlastně poměrně běžný. Firma SpaceX při něm poprvé předvedla silnější verzi nosiče Falcon 9 označovanou jako v1.1.
Ta má na první pohled vyšší výkon, takže může (samozřejmě s dostatkem paliva navíc) dopravit na oběžnou dráhu větší satelity. Zaručuje ho devět vylepšených, ale jinak osvědčených motorů Merlin (tzv. Merlin 1D), uspořádaných do "kvítku" s jedním motorem centrálním a osmi v osmiúhelníku okolo. Díky nim může dostat družice na oběžné dráhy, které byly pro slabší verze Falconů nepřístupné.
Příští let, zatím předběžně naplánovaný na 23. října, by měl například znamenat první pokus SpaceX o vynesení satelitu až na tzv. geostacionární dráhu. To už je "vysoká škola" kosmické přepravy. SpaceX dostala například zásoby na stanici ISS, a i když to není jednoduchý úkol, protože ISS obíhá zhruba 400 kilometrů nad povrchem, geostacionární dráha je zhruba o 35 tisíc kilometrů výše. Umístěny jsou na ní hlavně komunikační satelity, protože na ní Zemi obíhají stejně rychle, jako se naše planeta otáčí. Díky tomu jsou "zavěšeny" stále nad jedním místem povrchu, a my pozemšťané tak doma nikdy neztratíme třeba televizní signál, pokud ho přijímáme ze satelitu.
V případě nedělního startu byly cíle skromnější, přece jen šlo o první zkoušku. Na palubě byl kanadský výzkumný satelit CASSIOPE a několik menších družic. Všechny se pohybují po nižších dráhách, CASSIOPE například po tzv. polární dráze s výškou 500 až 1 500 kilometrů nad Zemí (dráha je eliptická, proto takový rozptyl).
Start byl sice o zhruba 14 dní odložen, protože se objevily problémy v elektroinstalaci, ale když k němu v neděli 29. září ve čtyři hodiny našeho času došlo, vynesené satelity vstoupily bez potíží na určenou oběžnou dráhu. O náklad ovšem tentokrát tolik nešlo. Důležité bylo především to, co se dělo s raketou po oddělení nákladu.
Nepanikařte, padáme
Motory se nezastavily ani po oddělení nákladu. Počítače v prvním stupni rakety se pokoušely pád uřídit tak, aby se stupeň nepoškodil, a bylo ho tak možné znovu použít.
V první řadě se tedy počítač na palubě musí postarat, aby na padající stupeň nepůsobily příliš velké aerodynamické síly a nepoškodily ho. V další fázi je pak nutné, aby počítač dokázal správně načasovanými zážehy motoru udržet první stupeň v pádu "zadkem napřed" až do závěrečné části letu, či spíše pádu (samozřejmě s ohledem na spotřebu paliva). Těsně nad zemí by pak měly motory raketu zpomalit natolik, aby měkce dosedla bez velkého poškození. Celý koncept si firma zkouší nejen na raketách Falcon, ale také na pokusném raketovém experimentálním "hopsátku" Grasshopper (tedy Luční kobylka).
Při první ostré zkoušce to ovšem úplně nevyšlo. Podle zprávy na twitterovském účtu ředitele SpaceX Elona Muska se motory v první fázi pádu sice správně zažehly, ale v poslední fázi už stroj nezbrzdily. Dopadl tak do určené oblasti v Tichém oceánu příliš rychle a byl poměrně výrazně poškozen. Na vině byla odstředivá síla. První stupeň se roztočil tak rychle, že zbylé palivo na palubě zůstalo na stěnách nádrží a nedostalo se k motorům, tvrdí Musk.
Podle něj jde ovšem o problém, který se nakonec podaří vyladit. V dalším tweetu oznámil, že firma už má dost údajů, aby příště raketu na zem dostala neporušenou a podle plánu. Musk je sice někdy příliš optimistický (viz jeho koncept "vlaku", který by měl cestující na vzdálenost z Prahy do Brna dopravit během čtvrt hodiny) ale na druhou stranu má SpaceX za sebou už slušnou řádku technických úspěchů.
K úspěchům letu patřilo, že se podařilo po oddělení nákladu také "jen tak pro zkoušku" zažehnout motory druhého stupně. Nešlo o zkoušku návratové technologie, ale jen možností systému. Když se totiž podaří motory zapnout, znamená to například, že raketa může vypustit satelity na dráhy s různými parametry. Může tak brát různorodější, a tedy i obvykle lépe placený náklad.
Vyjde kompromis?
Nápad SpaceX není originální. Jiné společnosti, či státní agentury už dříve dokázaly s řiditelnými raketami předvést vzlet a přistání (třeba experimentální stroj DC-X nebo stroje firmy Blue Origin, o které jsme psali zde). Ale velká změna je, že SpaceX má stroj, který je velmi blízko k praxi. Jde o upravenou dopravní raketu, která se už (alespoň ve verzi 1.0) relativně osvědčila v dopravě na oběžnou dráhu.
Ale to, že se do vývoje pustila jen jedna firma, zase není tak překvapivé. Vícenásobně použitelná raketa totiž představuje pro řadu konstruktérů asi těžko představitelný kompromis na straně výkonů a do jisté míry i bezpečnosti. Například díly, které dopadnou do moře, nemohou být z materiálů, které by mohla poškodit mořská voda.
Pohled na přistávací konstrukci stroje Grasshopper, který firma SpaceX používá k ověřování technologie řízeného přistání. Dobře ukazuje jeho rozměry. Všimněte si technika stojícího v konstrukci.
Voda, a zvláště ta mořská, je velmi agresivní látka, kterou technici nevidí blízko svých strojů obvykle rádi. Některé materiály jsou tak přímo vyloučené a všechny díly musí být sestrojeny tak, aby se ve vodě nepoškodily. Před dalším startem se musí provozovatel velmi důkladně přesvědčit, že k poškození opravdu nedošlo. Pokud něco přehlédne, následky jsou snadno předvídatelné.
V případě SpaceX je ovšem větší problém hmotnostní. Jejich stroj má přistávat na speciálních opěrných "nohách", a pochopitelně na to musí být stavěné. Měly by být pevnější a samozřejmě musí nést nějakou přistávací konstrukci. To v důsledku znamená, že jsou těžší a mají nižší nosnost. SpaceX tvrdí, že raketové motory a materiály dosáhly takové úrovně, aby se už kompromisní řešení vyplatilo.
Aktualizace: Podle zpráv firmy SpaceX se opakování zážehu motoru druhého stupně nezdařil. Na vynesení nákladu to nemělo vliv, ale tento cíl tedy nebyl splněn.
Oprava: Text byl změněn tak, aby bylo jasné, že ve svém konceptu provozu vícenásobně použitelné rakety SpaceX počítá s přistáním prvního stupně zpět na kosmodromu.
