Hans Koenigsmann o tom, jak znovupoužitelnost zvyšuje spolehlivost

Hans Koenigsmann je jedním z prvních zaměstnanců SpaceX a nyní má ve firmě na starosti spolehlivost misí. Před pár dny navštívil německé Brémy, kde dříve studoval a pracoval, a na konferenci International Astronautical Congress přednášel o znovupoužitelnosti a jejím vztahu ke spolehlivosti. Zároveň předtím poskytl rozhovor skupince studentů z místní univerzity a během těchto dvou výstupů se podělil o několik zajímavých postřehů o znovupoužitelnosti raket Falcon i Dragonu, pár novinek o BFR a také například upřesnil nosnost Falconu 9 a Falconu Heavy.

Znovupoužitelnost

Slajd o výhodách znovupoužitelnosti (Zdroj: Zethiane)

  • Běžné rakety jsou navrženy pro co nejvyšší výkon a znovupoužitelnost je vedlejší. SpaceX při návrhu raket Falcon 9 a Falcon Heavy už od začátku počítalo se znovupoužitelností.
  • Trh zatím nemá problém s raketami na jedno použití, a tak firmy nemají motivaci vyvíjet znovupoužitelné rakety.
  • Znovupoužitelnost zvyšuje spolehlivost, protože po každé misi můžete raketu zkontrolovat a na základě získaných dat ji vylepšit.
  • „Již letěný” je něco víc než „použitý”. „Znamená to, že jsme daný kus už otestovali a máme jistotu, že s ním můžeme letět znovu.”
  • Díky znovupoužitelnosti můžete na raketu přidat kamery a senzory, které zaznamenávají data jen lokálně, a po přistání si data vyzvednout. Nejste tedy omezeni přenosovou kapacitou datového spojení se zemí.
  • Znovupoužitelnost SpaceX umožňuje provádět více startů, než by jinak bylo možné.

Proces renovace

Slajd o renovaci použitých stupňů (Zdroj: Zethiane)

  • Údržba mezi starty musí být minimální
  • Je potřeba hlídat životní cyklus komponentů a praskliny podobně jako u vrtulníků, které jsou v podstatě “létající vibrační stroje”
  • Většina práce při renovaci použitého prvního stupně se týká motorů, tepelné ochrany a dlouhých lišt na trupu rakety, kterými je vedena kabeláž
  • Koenigsmanna překvapilo, jak dobře motory snášejí návrat atmosférou a opakované použití
  • Rakety, které jsou brány jako referenční z hlediska životního cyklu („life leaders”), jsou analyzovány se zvláštní péčí
  • „Usilujeme o opakované použití prvního stupně během 2 dnů. Kdyby se nám to povedlo, bylo by to úžasné.”

Přistávání

Boční stupně prvního Falconu Heavy při přistání na Landing Zone 1 a 2 (Foto: SpaceX)

Dragon

  • Loď Dragon je po návratu z vesmíru dopravena do přístavu v L.A. a následná dekontaminace a renovace probíhá v McGregoru.
  • Nákladní Dragon přistává na západním pobřeží, Crew Dragon bude přistávat na východním pobřeží. (SpaceX zároveň pracuje na získání povolení pro záložní přistávací oblast v Mexickém zálivu.)
  • První demonstrační mise Crew Dragonu se možná do konce roku nestihne. Hans tvrdil, že to bude “těsné”. Hardware by podle něj měl být připraven včas, ale překážkou by mohlo být papírování související s certifikací. (Den poté NASA oznámila, že mise DM-1 byla odložena na leden 2019 a DM-2 na červen 2019.)

BFR a Falcon Heavy

Nové BFR po odpojení prvního stupně (Zdroj: SpaceX)

  • Hans bydlí v San Pedru, kde se staví továrna na raketu BFR, což se mu líbí, protože to bude mít blízko do práce.
  • Hans naznačil, že SpaceX už má hotovou vrchní (či spodní) část nádrže pro BFR (“tank dome”). Válcovitou část nádrže jsme v minulosti už viděli.
  • Interakce 31 motorů na raketě BFR budou nejdříve simulovány a poté taky otestovány na skutečném hardwaru. SpaceX vždy testuje, než s něčím letí. Motory navíc budou zažehávány postupně, aby se nápor rozložil.
  • SpaceX vyvinulo Falcon Heavy za vlastní peníze. V jeden moment prý firmu oslovila vláda a chtěla se na projektu podílet. SpaceX ale odmítlo. Podle Hanse je lepší nesnažit se získat peníze od vlády, protože pak se musíte podřizovat jejím požadavkům a budou vám mluvit do vývoje.

Ostatní

  • Hans je Němec a v Brémách dříve studoval a pracoval. SpaceX toto město už jednou navštívilo v rámci IAC 2003. Tehdy však návštěva vypadala o dost jinak než dnes. Zúčastnili se Elon Musk a Gwynne Shotwell, ale v podstatě si jich nikdo nevšímal. Dnes jsou středem pozornosti.
  • Hans za největší úspěch SpaceX považuje to, že firma opět vyvolala zájem o kosmonautiku. Například na Falcon Heavy se přijeli podívat lidé z celého světa.
  • Rampa LC-39A bude primárně využívána pro mise s Crew Dragonem a starty Falconu Heavy, ale může odtud odstartovat jakýkoli Falcon 9.
  • V McGregoru dochází v průměru k otestování dvou motorů denně.
  • Hlavním problémem záchrany aerodynamických krytů je zajistit, aby přistály na lodi bez kontaktu s mořskou vodou. Připravují se zkušební shozy, které proběhnou do konce roku.

Nosnost Falconu 9 a Falconu Heavy

Hans během prezentace upřesnil nosnost raket Falcon 9 a Falcon Heavy na standardní přechodovou dráhu ke dráze geostacionární (GTO-1800). V případě přistání na pevnině dokáže Falcon 9 vynést 3500 kg a při přistání na ASDS zhruba 5500 kg. Falcon Heavy dokáže vynést 8000 kg, pokud boční stupně přistanou na pevnině a centrální na ASDS. Pokud všechny stupně přistanou na ASDS, nosnost se zvýší na 10 000 kg. Sám Hans však dodal, že tato situace je zatím jen teoretická, neboť SpaceX má momentálně k dispozici jen dvě plošiny.

Nosnost Falconu 9 a Falconu Heavy (Zdroj: Zethiane)

V případě misí, kde nedojde k záchraně stupňů, je situace komplikovanější. Hans uvedl, že Falcon 9 v takovém případě dokáže vynést 6500 kg, což ale neodpovídá realitě. Falcon 9 v minulosti vynesl ještě hmotnější náklad (Intelsat 35e), který dokonce mířil na ještě náročnější supersynchronní orbitu. Navíc SpaceX už dlouho na svém webu uvádí, že maximální nosnost Falconu 9 je 8300 kg na GTO. U Falconu Heavy je pak Hansem udávané číslo taky poněkud zvláštní. Na slajdu je uvedeno, že Falcon Heavy v režimu bez záchrany stupňů dokáže vynést “přes 15 000 kg”, což je opět velice podstřelené číslo. Má se totiž za to, že Falcon Heavy je schopen v takovém případě na GTO vynést zhruba 26 000 kg. Není však jasné, proč Hans v prezentaci uvádí tak nízká čísla pro mise bez záchrany stupňů.

Záznamy přednášky a setkání se studenty:

Další slajdy z Hansovy prezentace najdete v tomto albu.




  • Mohlo by se vám líbit...

    3
    Diskuze

    avatar
      Odebírat  
    nejnovější nejstarší nejlepší
    Nastavit upozorňování na
    ales
    Host
    ales

    “Hans neví, co se stalo s Landing Zone 3, která neexistuje.”

    Landing Zone 3 je na marsu 😀

    Jiří Hadač
    Přispěvatel

    Podle me je to kdysi planovana druha plosina na VAFB, ale kvuli tomu, ze FH bude litat z vychodu, tak se nepostavila. Ale dost dobry 🙂

    Goodman
    Host
    Goodman

    Pěkný článek, Hans je inspirací pro ostatní designery. Dívat se na problém i z jiného úhlu. Jedním z důvodů, proč si přeuju co nejrychlejší realizaci BFR a pravidelnou linku na Mars je ten, že pokud se vše potáhne desítky let, tak lidé jako Hans odejdou do důchodu před dokončením díla. Generační obměna s sebou přináší i jistou část ztráty znalostí. Viz Saturn V a SLS. Navíc mám obavu, že takových lidí jako Musk moc není. Jeho nástupce vůbec nemusí zajímat Mars. Chápu Muska v jeho odporu z akciovek, protože pak by musel preferovat místo BFR ziskovost. Takže by nejspíš zůstali jenom u vynášení staelitů a příležitostně kosmonautů na ISS. Nebojím se přirovnat Muska ke Kennedymu. Takže Elone, žádné jointy, “pedofily” nebo urážky členů SEC.
    Už se těším na další článek z řad konstruktérů Space X 🙂