První znovupoužití Falconu 9 proběhlo už v březnu 2017 a SpaceX od té doby provedlo mnoho desítek dalších misí s již použitým prvním stupněm. SpaceX je přitom stále jediná firma na světě, která disponuje částečně znovupoužitelnou orbitální raketou. Brzy by se k ním mohla přidat společnost Rocket Lab, která má brzy také začít opakovaně používat první stupně své malé rakety Electron .
Elon Musk nedávno poznamenal, že vyvinutí technologie pro přistání prvního stupně je jen špičkou ledovce. Mnohem více práce totiž zabraly následné optimalizace a úpravy, díky kterým je opakované použití stupňů ekonomicky efektivní.
@astro_g_dogg Took more work to make F9 booster reuse cost-effective than went into recovering it in the first place. This is an important point.
Things finally clicked into place with Block 5. My hat is off to everyone at SpaceX, NASA, Space Force, FAA & suppliers who helped make it happen.
Samozřejmě je skvělé dosáhnout toho, aby start s použitou raketou byl levnější než ten s novou raketou, ale podle prezidentky SpaceX Gwynne Shotwellové to není jediný přínos znovupoužitelnosti. Investice SpaceX do schopnosti opakovaného použití falconů a dragonů totiž sice šetří peníze, ale také to umožňuje výrazně zvýšit startovní kadenci.
SpaceX plánuje přes 40 startů falconů ročně, a to by normálně znamenalo nutnost vyrobit 40 nových prvních a druhých stupňů. To vyžaduje obrovské množství místa v továrně a také spoustu dodatečných pracovníků. Díky znovupoužitelnosti si však firma vystačí s menším prostorem pro výrobu a zároveň to umožnilo větší flexibilitu z hlediska pracovní síly.
„Některé zaměstnance jsme přesunuli z [výroby] Falconu k Dragonu a zároveň některé pracovníky pochopitelně přesouváme z Falconu a Dragonu do projektu Starship,“ vysvětlila Gwynne Shotwellová pro server ArsTechnica.
Výroba prvních stupňů Falconu 9 v Hawthorne
Žádný start s již letěným stupněm navíc zatím neselhal, což je důležitá informace pro pojišťovny. Ty si podle prezidentky SpaceX neúčtují žádnou přirážku k ceně pojištění v případě letu již použité rakety (v porovnání s nově vyrobenou raketou).
Veletucet startů
SpaceX za poslední 4 roky provedlo přes 60 startů raket Falcon s již použitým prvním stupněm. Každý takový start poskytl SpaceX obzvlášť v počátku cenná data a zkušenosti ohledně toho, jak je raketa opotřebovávána a co obnáší její příprava na další start. Tyto informace pak SpaceX zužitkovalo při vývoji Blocku 5.
To je nejnovější varianta rakety Falcon, která poprvé letěla v roce 2018 a obsahuje spoustu vylepšení usnadňujících znovupoužitelnost prvního stupně. Jeden konkrétní stupeň Falconu 9 už má za sebou celkem 10 startů a brzy pravděpodobně poletí pojedenácté.
Elon Musk aktuálně prozradil, že opotřebování stupňů je i po několika startech minimální a podle něj by nejspíš zvládly přes 100 misí. Bylo by však nutné vyměnit například některé kompozitní heliové nádrže a možná také nejnamáhanější části turbočerpadel v motorech Merlin.
@flcnhvy @alvianchoiri We’re not seeing notable differences yet. I think the boosters could probably do 100+ reflights. Some of the (small) composite helium tanks would need to be replaced. Maybe turbopump hot sections.
Firma také v průběhu let výrazně zkrátila dobu, kterou zabere příprava stupně mezi starty. K tomu přispěly i různé logistické optimalizace, které usnadnily manipulaci se stupněm po přistání. Mezi příklady těchto zlepšováků patří například zavedení zajišťovacího robota OctaGrabbera na mořských plošinách nebo lepší přistávací nohy, které je možné snadno sklopit. V prvopočátku trvala příprava použitého stupně Falconu na další start alespoň 6 měsíců, ale už rok po úplně první misi s již použitým stupněm se podařilo potřebnou dobu zkrátit na necelé dva měsíce.
Premiéra Blocku 5 během mise Bangabandhu-1 v roce 2018
Elon Musk pak v době uvedení Blocku 5 v roce 2018 avizoval, že znovupoužitelnost raket Falcon bude natolik snadná, že bude časem možné startovat znovu už 24 hodin po přistání. To ale firma nikdy nedemonstrovala a prodlevy mezi starty se pohybovaly mezi 2–3 měsíci i po zavedení Blocku 5.
Teprve letos SpaceX několikrát dosáhlo znovupoužití stupně během jednoho měsíce. Elon Musk to v nedávném rozhovoru odůvodnil tím, že několik prvních exemplářů Blocku 5 ještě nebylo úplně optimálních. Jejich příprava na další starty tedy byla o dost pracnější než v případě novějších kusů, které zřejmě obsahují nějaká blíže neurčená vylepšení. Proto když SpaceX plánovalo nějakou misi, při které měl být zahozen první stupeň, byl k ní záměrně přiřazen jeden z těch nejstarších stupňů.
Uvidíme tedy někdy Falcon startující už den po přistání? Zdá se, že tohoto milníku se pokusí dosáhnout až Starship. Elon Musk doufá, že tato vyvíjená raketa časem dokáže startovat už méně než hodinu po přistání.
V případě současných falconů podle Muska stačí, když proces přípravy stupně na další start zabere 1–2 týdny, neboť to je dostatečné i pro pokrytí maximální poptávky po startech.
Nový prostor pro repasování raket
Efektivita přípravy použitých stupňů falconů na start se odvíjí také od technického zázemí. Doposud SpaceX provádělo kontroly a repasování stupňů mezi starty primárně na Floridě, kde firma využívá několik různých hangárů. Některé z nich ale pojmou jen jeden stupeň a celková roztříštěnost této činnosti asi nebyla optimální, a tak SpaceX aktuálně postavilo a zprovoznilo vlastní velké zařízení, které je výhradně určené pro skladování a repasování stupňů falconu mezi starty.
Oficiální vizualizace zařízení SpaceX pro zpracování a skladování použitých raketových stupňů z roku 2018.
Toto zařízení se nachází na Roberts Road v Kennedyho kosmickém středisku na Floridě a plány na jeho stavbu SpaceX oznámilo už v roce 2018. Tehdy bylo součástí projektu také nové středisko pro řízení startů a „raketová zahrada“ s významnými exponáty z historie SpaceX, ale není jasné, jak moc se tyto plány za poslední 3 roky změnily. Nicméně rozměrná budova pro zpracování prvních stupňů raket Falcon už je v provozu a jeden z lidí, který se účastnil prohlídky tohoto nového zařízení, se podělil o zajímavé poznatky.
Komplex prý byl otevřen přibližně koncem letošního května a je nyní primárním floridským zařízením pro zpracování stupňů falconů. Nazývá se Hangar X může v ní probíhat repasování až čtyř různých falconů najednou a dalších pět stupňů může být uskladněno. Příprava stupně na další start momentálně zabere 2–4 týdny.
Text byl převzat ze serveru ElonX. Před vydáním byl redakčně upraven. Originál najdete zde.
