SpaceX chystá čtyři starty během jednoho měsíce. Jak je to možné?

Dlouhodobým cílem SpaceX je dosáhnout vysoké kadence startů – jinými slovy, co nejvíce zkrátit prodlevu mezi dvěma po sobě jdoucími starty. V předchozích letech byly pokroky v této oblasti zhaceny nehodami CRS-7 a Amos-6. V roce 2017 se však SpaceX konečně dostalo do vytouženého tempa a během následujících 30 dní plánuje až čtyři různé starty. Jak se jim podařilo dosáhnout takové kadence?

Historický vývoj kadence startů

Vývoj počtu startů rakety Falcon 9 (Zdroj: Wikipedia)

  • Zpočátku mělo SpaceX velice pomalý rozjezd, což je pochopitelné, když se jednalo o novou firmu bez předchozích zkušeností vyvíjející revoluční rakety úplně od nuly. Ostatní podniky v tomto odvětví většinou volí spíše cestu vývoje mírně odlišné verze již existující rakety, která byla sama často založena na jiné starší raketě, která byla původně založena třeba na nějaké mezikontinentální balistické střele. Vývoj zcela nové rakety tedy musel tehdy působit jako ohromné bláznovství. SpaceX však dokázalo svou první raketu Falcon 1 vyvinout extrémně rychle – společnost byla založena v roce 2002 a první start Falconu 1 proběhl už v roce 2006. Mnohem komplexnější Falcon 9 pak měl premiéru o pouhé čtyři roky později. V této době se však starty daly počítat na prstech jedné ruky a třeba v roce 2011 nedošlo k ani jednomu.
  • V letech 2012–2014 firma dokázala zhruba zdvojnásobit počet startů každý rok.
  • V roce 2015 se společnosti rovnou dvakrát podařilo odstartovat s pouhou dvoutýdenní prodlevou, čímž prokázala, že takováto kadence je reálně dosažitelná. Další zkracování prodlevy však překazila červnová nehoda CRS-7, takže firma nakonec stihla jen 7 startů.
  • V roce 2016 SpaceX plánovalo až 18 startů s dvou- až třítýdenní průměrnou kadenci, které během roku párkrát dosáhlo. Bohužel zářijová nehoda Amos-6 opět zarazila další zvyšování tempa a počítadlo startů se zastavilo na osmičce.
  • Rok 2017 pak také nezačal nikterak slavně, neboť SpaceX muselo ve spěchu uvést do provozu novou rampu, což pro prvních několik startů znamenalo odklady kvůli vychytávání much. Během března se však společnosti podařilo provést dva starty s dvoutýdenní prodlevou a následně se jí od května toto tempo dařilo udržovat. Nyní se během zhruba 30 dnů možná dočkáme rovnou čtyř startů a pokud SpaceX takhle bude pokračovat po zbytek roku, aniž by jim v rozletu opět zabránila nehoda, může realisticky dosáhnout 30 a více startů.

Jak dosáhnout vysoké kadence?

Jak jsem již zmiňoval, už v roce 2015 se SpaceX podařilo dosáhnout dvoutýdenní kadence. Jenže to bylo vždy jen krátkodobé a kvůli různým zádrhelům se prodleva následně opět protáhla klidně i na dva měsíce. Pro firmu bylo klíčové dosáhnout rychlé kadence konzistentně a spolehlivě, což se jim začalo dařit až letos. Uvedu několik hlavních způsobů a příčin, které jim to umožnily či které pomohou s dalším zvyšováním kadence v budoucnu:

Optimalizace procesů

Co nejvíce optimalizovat procesy výroby, přepravy, testování a přípravy všech částí rakety a nákladu. To vše musí mít zabudovanou toleranci, aby případné zpoždění jednoho z prvků neohrozilo plánované datum startu. Všechno je tedy potřeba mít připravené v určitém předstihu, nikoli až na poslední možnou chvíli. Tento bod souvisí s postupným získáváním zkušeností, poučováním se z vlastních chyb a následným zlepšováním se. Co se týče zrychlení výroby, tak zde by měl hodně pomoci přechod na finální variantu Falconu zvanou Block 5.

Zkrácení doby potřebné pro znovuzprovoznění rampy po startu

V tomto ohledu SpaceX velice pomohlo přepracování startovní obslužné věže (TEL) na nové rampě LC-39A. Celá konstrukce a související mechanismy byly navrženy tak, aby se co nejvíce omezilo poškození způsobené startující raketou. Toho bylo dosaženo primárně pomocí toho, že podpůrný „strongback“ se po startu velice rychle odklopí do bezpečí, takže nedochází k téměř žádnému poškození této části. Dřívější typy strongbacků používané na rampách SLC-40 a SLC-4E se vždy odklonily jen trochu, takže byly řádně sežehnuty a po každém startu bylo nutné provádět časově náročné opravy. Odklopení věže můžete dobře vidět na videu startu mise CRS-10:

Samostatné startovní týmy pro jednotlivé rampy

Rampa SLC-4E na Vandenbergově letecké základně v Kalifornii (Foto: SpaceX)

SpaceX má momentálně dvě aktivní rampy, jednu na každém pobřeží USA. Rampa SLC-4E v Kalifornii se však používá převážně pro polární orbity a ty nejsou využívány zdaleka tak často jako starty na GTO či k ISS. Od roku 2013 raketa Falcon z rampy na Vandenbergově letecké základně vzlétla pouze třikrát. Pro SpaceX by tedy bylo nesmyslné mít samostatný tým techniků, inženýrů a manažerů, který by měl na starosti pouze starty z Vandenbergu. Místo toho byl tento tým v podstatě pořád na floridském Mysu Canaveral, odkud startuje většina misí a v případě občasného startu mířícího na polární orbitu se tým jednoduše dočasně přesunul na kalifornskou rampu. Jenže letos začíná být situace odlišná. SpaceX začalo vynášet družice Iridium NEXT, které budou startovat zhruba každé dva měsíce a míří na polární orbity. Navíc odtud letos startují další mise jako Formosat-5 nebo SAOCOM 1A. Rampa na Vandenbergově základně tedy bude dostatečně aktivní, aby se SpaceX vyplatilo zřídit tým specializující se na starty z tohoto pobřeží. Tým na Mysu Canaveral totiž bude mít plné ruce práce se starty z tohoto populárního startovního komplexu, které by měly probíhat každé dva týdny a SpaceX zde navíc bude brzy provozovat rovnou dvě rampy.

Zkrácení předstartovní přípravy

Výbuch Amos-6 během příprav na rutinní statický zážeh (Zdroj: US Launch Report)

Momentálně existuje určitá minimální doba potřebná pro provedení každého startu.

  • Po úspěšném startu je nutné provést inspekci rampy, opravit případné poškození a zkontrolovat, že vše je připraveno na další start.
  • Následně se musí nová raketa připojit k TELu, odvézt na rampu a vztyčit a provede se statický zážeh.
  • Poté se musí raketa opět sklopit a odvézt do hangáru, aby se mohl připojit náklad.

Všechny tyto kroky trvají určitou dobu a existuje nějaká maximální hranice toho, jak moc je možné tuto dobu zkrátit. Z jedné rampy zkrátka momentálně není možné odstartovat dvakrát během pár dnů, i kdybyste se na hlavu stavěli. Tato minimální doba se samozřejmě časem bude nadále zkracovat – třeba tak, že SpaceX se pravděpodobně postupně vrátí k provádění statického zážehu s plně integrovanou raketou včetně nákladu, od čehož bylo upuštěno v důsledku nehody Amos-6. Tímto způsobem se ušetří jedna cesta do hangáru a pak zase zpátky na rampu. V dlouhodobějším horizontu navíc SpaceX nejspíš také úplně upustí od provádění statického zážehu jako takového, což ušetří dalších pár dnů.

Větší počet ramp

Dokud se však SpaceX neuchýlí k upouštění od určitých úkonů prováděných během přípravy na start, další způsob zvýšení kadence je jednoduchý – postavit více ramp. Když pak budete mít dvě rampy schopné jednoho startu za dva týdny – což víme, že je reálně dosažitelné – výsledkem bude dvojnásobná kadence startů, aniž byste museli výrazně optimalizovat jednotlivé prvky celkového procesu přípravy rakety od výroby po start.

Opakované použití stupňů

Výroba prvních stupňů Falconu 9 v Hawthorne (Foto: SpaceX)

Elon Musk někdy před dvěma lety tvrdil, že výroba jedné rakety Falcon 9 trvá zhruba rok. Dnes je asi firma schopná raketu vyrobit rychleji, ale i tak to budou řádově měsíce. Jenže renovace zachráněných prvních stupňů bude brzy trvat pouhých pár týdnů, což představuje velkou úsporu času. Továrna v Hawthorne se pak může plynule přeorientovat na výrobu druhých stupňů na úkor stupně prvního, jenž už nebude potřeba tak často. A výroba druhého stupně jistě zabere znatelně kratší dobu.

Autonomní systém ukončení letu

Dalším prvkem, který SpaceX umožnil zvýšení kadence, je přechod na autonomní systém ukončení letu („autodestrukce“) pro případ anomálie během letu. Dříve byl tento proces manuální a vyžadoval tedy zásah člověka. Přechod na automatický systém měl kupodivu za následek, že pro zajištění řízení letu raket Falcon ze strany obsluhy kosmodromu je nyní potřeba o neuvěřitelných 150 lidí méně, což SpaceX šetří čas i peníze.

Na co se můžeme těšit?

SpaceX během posledních let udělalo velké pokroky ve všech oblastech zmíněných výše a další jsou na spadnutí:

  • Nové varianty Falconu Block 4 a Block 5 mají usnadnit a tudíž zrychlit proces výroby a renovace, což brzy začne šetřit další drahocenný čas a peníze.
  • Poničená rampa SLC-40 by měla být opět uvedena do provozu někdy koncem léta/začátkem podzimu. Všechny starty z východního pobřeží poté budou přesunuty na tuto rampu, zatímco na LC-39A budou provedeny úpravy potřebné pro zajištění kompatibility s Falconem Heavy (a nejspíš také dojde na vylepšení nutná pro lety s lidskou posádkou). Tyto úpravy mají zabrat minimálně dva měsíce a po jejich dokončení budou komerční starty prováděny z rampy SLC-40, zatímco všechny starty Falconu Heavy a mise pro NASA (CRS a Commercial Crew) budou startovat z rampy LC-39A. Vandenberg bude nadále používán pro starty mířící na méně obvyklé orbity. Zároveň probíhá budování další rampy v jižním Texasu, ale ta se prvního startu dočká nejdříve příští rok, spíše až v roce 2019.
  • Nový TEL se velice osvědčil a jeho zmenšená verze bude použita také na právě opravované rampě SLC-40, což opět napomůže zkrácení doby nutné pro znovuzprovoznění této rampy po startu.
  • SpaceX na letošek plánuje znovu použít až šest zachráněných stupňů Falconu a pokud nedojde k nějakému velkému problému, toto číslo bude postupem času bezpochyby dále stoupat, až nakonec podíl startů znovupoužitých stupňů bude vyšší než podíl těch s novými stupni.
  • Společnost usiluje o záchranu aerodynamických krytů a druhých stupňů, což by v případě úspěchu vedlo k dalším úsporám času a peněz. Výroba aerodynamického krytu je velmi zdlouhavá a při zvýšení kadence startů reálně hrozí, že SpaceX nebude kryty stíhat vyrábět dostatečně rychle.

Některé ze zmíněných věcí jsou poněkud vzdálenější budoucností, ale pravda je taková, že už dnes SpaceX díky kombinaci těchto dílčích vylepšení a pokroků dosahuje neuvěřitelné startovní kadence. Od poloviny června nás čekají tři starty během dvou týdnů a následně by se mohl stihnout ještě jeden někdy v půlce července (podrobnější rozpis najdete v sekci Plánované starty):

Renovovaný stupeň určený pro misi BulgariaSat-1 při přesunu do hangáru (Foto: SpaceX)

Když vezmeme v potaz, že SpaceX brzy bude mít o rampu víc, zároveň zanedlouho začne létat Block 5 a ještě to spojíme s dalšími zmiňovanými vylepšeními a optimalizacemi, tak vize Elona Muska o 24hodinové kadenci se už nemusí jevit tak moc nerealisticky. Akorát se to nesmí chápat tak, že raketa přistane a za 24 hodin poletí znovu, nýbrž tak, že by sice docházelo k jednomu startu skoro každý den, ale bylo by to pokaždé z jiné rampy a samotná příprava rakety na start by stále zabrala týdny či měsíce. Není však jasné, jestli to Elon takhle myslel. U něj člověk nikdy neví.


Líbí se vám takovéto články? Chodíte na ElonX rádi a chtěli byste, aby web zůstal bez reklam a autor mohl nadále vydávat kvalitní obsah? Vyjádřete svou podporu a spokojenost pomocí služby Patreon či jinak a zařaďte se tak po bok ostatních dobrodinců, kteří už web podpořili. Děkuji za přízeň!




  • Diskuze

    13 komentáře u "SpaceX chystá čtyři starty během jednoho měsíce. Jak je to možné?"

    Nastavit upozorňování na
    avatar
    Třídit dle:   nejnovější | nejstarší | nejlépe hodnocené
    Jirka Hadač
    Host
    Jirka Hadač

    Párádní shrnující článek. Všechno pohromadě. Krásně vysvětleno. Skvělá práce pane šéfredaktore. Nejvíc mě fascinuje ten počet ušetřených lidí při autodestrukčním mechanismu. Ikdyž je otázka, jestli to zvládne tak krásně odstřelit, jako to dokázali při CRS Orb-3, a to tak dobře, že nedošlo skoro vůbec k poškození startovací plošiny. Vycházím z toho, jak o tom na přednášce (záznam je na streamu) mluvil D. Majer. Ikdyž, jsem na server elonx.cz takže nesmím pochybovat 🙂
    Těch šest stupňů, pokud se nepletu – SES-10, Bulgaria Sat, tři na prvním FH a ten poslední?

    MartinH
    Host
    MartinH

    Pokud vím, tak na FH budou jen ty 2 boční – centrální bude nový.

    Jiří Hůlka
    Host
    Jiří Hůlka

    Potvrzuji – pěkný článek.
    Prosím link na tu přednášku D. Majera
    Díky

    Jirka Hadač
    Host
    Jirka Hadač

    https://www.stream.cz/dobyvanivesmiru/10004108-prednaska-cerny-tyden-pro-kosmicke-soukromniky
    tak ještě jednou, omlouvám se Petru Melechinovi za dvě zprávy. Snad to takhle už pujde.

    Lukáš
    Host
    Lukáš

    Pekne spísané…len ku komentáru by som podotkol že na FH budú len 2 použiteľné 1.stupňe – ako postranné bloky ( hlavný stupeň bude zbrusu nový) 😉

    Tomáš Králik
    Host
    Tomáš Králik

    ako veľmi sa líši centrálny stpeň FH?

    Štěpán
    Host
    Štěpán

    Jsko Musk říkal, ze toho museli změnit hodně, ze to bylo náročné a ze on sám to tak těžké neočekával… Proto tolik průtahů…

    Zdeněk
    Host
    Zdeněk

    Super článek.

    Matouš Klugar
    Host
    Matouš Klugar

    Nechci být hnidopich, ale pobavil mě u historie vývoj kadence startů:
    v roce 2011 žádný start,
    v roce 2012-2014 vždy dvojnásobný.
    Pokud bych to bral vážně, tak žádný start by neproběhl 😀

    Jiinak krásně shrnutý článek, dobrá práce 🙂

    Matouš Klugar
    Host
    Matouš Klugar

    Ještě jsem našel nesoulad v použitých velikostí fontu – v bodu zkrácení přípravy je půlka odstavce fontem 15 a další část fontem 16.

    wpDiscuz