Armáda i NASA svolily s použitím „letem prověřených“ Falconů na svých misích, má jich ale SpaceX dostatek?

Americké vesmírné síly, které organizují vynášení družic pro ministerstvo obrany, byly posledním zákazníkem SpaceX, který trval na novém raketovém stupni u každého startu. Všichni ostatní už povolili používání „zalétaných“ stupňů raket Falcon. A to včetně NASA, pro kterou budou již použité Falcony a Dragony příští rok dopravovat astronauty na ISS. A nyní už i americké vesmírné síly slevily ze svých požadavků a většina budoucích armádních startů by měla využívat Falcony, které už za sebou pár misí mají. SpaceX by to mělo mimo jiné usnadnit plánování všech svých startů, kterých je stále více a nové raketové stupně začínají být vzácným úkazem. Má vůbec SpaceX dostatek Falconů pro včasné vyřízení chystaných misí?

Chystané mise GPSIII

V září jsme psali o tom, že Americké vesmírné síly provedly první kroky k tomu, aby na armádních misích SpaceX mohlo používat již letěné raketové stupně. Došlo totiž k úpravě staršího kontraktu o vynesení tři družic GPS-III (SV04, SV05 a SV06). Ty původně měly všechny startovat na zbrusu nových Falconech 9 a ještě k tomu bez možnosti přistání prvního stupně. Po letošní úpravě smlouvy ale armáda povolila nejen přistání stupňů na misích GPS, ale také bylo domluveno, že družice SV05 a SV06 budou příští rok vyneseny na již použitých raketách. Americká vláda tím ušetřila 65 milionů dolarů, o které SpaceX snížilo svou cenu výměnou za možnost přistání a použití již letěných stupňů. Původní hodnota dvou kontraktů na vynesení celkem čtyř družic GPS byla 387 milionů.

Start mise GPSIII-SV04 (Foto: SpaceX)

Poznámka: SpaceX označuje prvních stupně podle klíče B10XX.Y, kde XX je neměnné výrobní číslo daného stupně a číslo za tečkou značí, na kolikátý start je stupeň nakonfigurován. A pokud se ve všech těch číslech v článku začnete ztrácet, navštivte náš Přehled všech stupňů Falconů.

Novou informací pak je, že pro mise s družicemi SV05 a SV06 by měly být využity stupně B1062.2 a B1060.4, které předtím vynesly družice SV03 a SV04. Zajímavé na tom je především to, že B1060 od svého prvního startu s družicí GPSIII-SV03 už stihl absolvovat ještě dvě mise se satelity Starlink. Znamená to tedy, že stupeň B1062, který má za sebou zatím jen jeden start s GPSIII-SV04, bude SpaceX moct použít na misi pro nějakého jiného zákazníka, než bude stupeň potřeba v červenci 2021 pro start s družicí SV05? Předpokládám, že asi spíš ne a oba stupně jsou nyní v podstatě „zamluveny“ a poletí až na misích s dalšími družicemi GPS, ale z dostupných informací to není úplně jasné. Nicméně Americké vesmírné síly mají v průběhu následujících 18 měsíců kompletně přejít na systém umožňující SpaceX využívání již letěných raketových stupňů. To by mělo v praxi znamenat, že SpaceX se bude moci ucházet o všechny zadávané kontrakty na vynášení armádních družic s již použitými raketami.

NASA a znovupoužitelnost

NASA si nechává vynášet své náklady na „ojetých“ Falconech už od roku 2017, ale u misí s Crew Dragonem zpočátku trvala na nově vyrobených stupních a lodích. To se ale změnilo letos, když bylo oznámeno, že mise Crew-2 příští rok poletí s již použitým Falconem i Crew Dragonem. Momentálně tedy neexistuje žádný velký zákazník SpaceX, který by u svých misí trval na nových raketách.

Není tedy překvapivé, že podobným způsobem jako v případě misí GPS popsaných výše si NASA aktuálně zamluvila stupeň B1063.2 pro jeden ze svých chystaných startů. Tento stupeň o víkendu úspěšně vynesl vědeckou družici Sentinel-6A a následně měkce přistál na betonové plošině Landing Zone 4. NASA nyní předběžně počítá s tím, že stupeň využije znovu na misi DART v červenci 2021. Ta vyšle sondu s úkolem narazit do asteroidu a demonstrovat tak jeho odklonění na jinou dráhu. Mise DART bude startovat z kalifornské rampy SLC-4E stejně jako Sentinel-6A, takže stupeň B1063 nebude potřeba složitě přesouvat napříč Spojenými státy. A i když to nebylo oficiálně potvrzeno, očekává se, že repasování stupně proběhne v kalifornské továrně SpaceX v Hawthorne.

Otázkou každopádně stejně jako u GPS zůstává, jestli stupeň B1063 poletí znovu až na červencové misi DART, nebo jej SpaceX bude mít možnost mezitím použít ještě na nějaké jiné misi. Z Kalifornie má někdy začátkem příštího roku startovat mise SARah 1, která by tak byla ideálním kandidátem pro druhý start tohoto stupně. NASA také už dříve oznámila, že stupeň B1063.2 má posloužit jako záložní volba pro misi Crew-2, což je příští start Crew Dragonu s astronauty plánovaný na jaro 2021. Není mi však moc jasné, jestli to platí i teď, když už byl úspěšně zachráněn primární stupeň B1061.1 z mise Crew-1, nebo jestli se to týkalo jen potenciální situace, kdy by se tento stupeň zachránit nepodařilo.

Přistání Falconu během mise Crew-1

Stupeň B1061.1 během mise Crew-1 přistál na plovoucí plošině Just Read the Instructions poněkud nešikovně, což vedlo ke stlačení deformačních tlumičů v přistávacích nohách. To mělo za následek nestabilní „postoj“ stupně na palubě, který kvůli tomu při pohybu plošiny na vlnách klouzal po palubě. Podobná situace nastala u mise Thaicom-8 před pár lety, jak můžete vidět na videu níže. Kdyby nebylo vyvýšených okrajů plošiny, stupeň by prý skončil na dně Atlantiku. V takovém případě by tedy pak na misi Crew-2 letěl záložní stupeň B1063.2. Klouzající raketu se ale nakonec přeci jen povedlo zajistit k palubě pomocí robota OctaGrabbera a také řetězů. Do přístavu Port Canaveral pak stupeň dorazil ve výrazném náklonu. Podle Elona Muska je však stupeň zcela v pořádku a neměl by být problém jej znovu použít. Předpokládám tedy, že stále platí, že poletí na misi Crew-2 a stupeň B1063.2 může být použit na misi DART.

Zvyšující se kadence startů přináší problémy

Startů SpaceX je obecně stále více a společnost už letos dokonce překonala svůj dosavadní rekord v počtu startů během jednoho roku. Nedávná mise Sentinel-6A představovala 22. start v tomto roce, přičemž předchozí rekord byl z roku 2018, kdy SpaceX zvládlo 21 startů. Společnost přitom momentálně plánuje letos provést ještě dalších 5 startů Falconů (testovací let Starship SN8 je pak třešničkou na dortu). Se zvyšující se kadencí startů Falconů pak souvisí to, že SpaceX nemá k dispozici zas tolik prvních stupňů, které může využívat na plánovaných misích. A pokud teď jsou čtyři z nich zamluveny na půl roku dopředu, mohlo by to docela zkomplikovat dostupnost stupňů pro mise v následujících měsících.

Dokončená družice SXM-7 ve výrobní hale firmy Maxar (Foto: Maxar)

Například na prosinec se chystají mise SXM-7 a Türksat 5A, které zatím nemají veřejně přiřazený stupeň. Pokud se ale podíváme na přehled dostupných stupňů, reálných možností pro prosincový termín startu moc není. Volné jsou v podstatě jen stupně B1060.4 a B1051.7, přičemž ten první je možná zabraný pro GPS, jak jsem popisoval výše. A i druhá volba se jeví jako docela nepravděpodobná, protože B1051 bude teprve druhým stupněm v historii, který by startoval posedmé. To s sebou může nést neznámá rizika a proto SpaceX tolikrát použité stupně používá primárně na svých interních misích pro Starlink. Na misích pro platící zákazníky zatím nikdy neletěl stupeň, který by měl předtím za sebou více než tři starty (to se ale změní v prosinci, kdy na misi NROL-108 poletí stupeň B1059.5.) Z toho mi tedy pro SpaceX vyplývá několik potenciálních řešení.

Jaké má SpaceX možnosti

Je možné, že stupně B1060 a B1062 sice příští rok poletí na dalších misích GPS, ale předtím je SpaceX může použít pro jiné mise. Oba tyto stupně by v takovém případě mohly být připraveny na prosincové starty. Další možností je, že SpaceX konečně překonfiguruje boční stupně Falconu Heavy B1052 a B1053 na normální Falcony 9. Podle Elona Muska je to jednoduchý proces, ale přesto se k tomu společnost dosud neuchýlila, i když má nedostatek stupňů a použité stupně pro Falcon Heavy nebudou ještě dlouho potřeba. Příští mise této rakety (USSF-44) by totiž měla letět s nově vyrobenými stupni. První boční stupeň s číslem B1064 byl před pár týdny otestován v McGregoru a další tam nejspíš byl aktuálně přepraven z Hawthorne. Mohlo by jít o stupeň B1065 a obecně se předpokládá, že B1066 také bude určen pro Falcon Heavy. Další nový stupeň pro Falcon 9 tedy nejspíš bude vyroben až někdy příští rok a do té doby se SpaceX možná bude potýkat s akutním nedostatkem stupňů.

Přistání bočních stupňů B1052.1 a B1053.1 při misi Arabsat 6A (Foto: SpaceX)

Dalším potenciálním řešením by mohlo být zrychlení repasování stupňů. Rekord je zatím stále 51 dnů mezi dvěma starty jednoho stupně, ale věřím, že to jde o dost rychleji, což v minulosti naznačoval i Elon Musk. Situaci ale komplikují odklady startů z různých dalších důvodů, jako je počasí nebo nedávný problém s motory Merlin. Roli by také mohl hrát potenciální nedostatek roštových kormidel. Na listopadové fotce z hangáru u rampy LC-39A totiž byly vidět kromě rakety pro misi Crew-1 také různé již použité Falcony ve stadiu repasování, přičemž některým z nich chyběla kormidla. Vysvětlením by mohlo být to, že SpaceX jich má nedostatek, a tak s těmi existujícími musí všemožně šachovat a přehazovat je mezi jednotlivými stupni podle aktuální potřeby. Kormidla jsou vyrobena z titanu a podle Elona Muska jde o největší titanové odlitky na světě. Jejich výroba tedy pravděpodobně není snadná, rychlá ani levná. Škatulata s kormidly tedy momentálně představují další prvek komplikovaného logistického problému, kterým je znovupoužitelnost prvních stupňů raket Falcon.

Falcon 9 s Crew Dragonem hangáru u rampy LC-39A před misí Crew-1. Okolo jsou dále vidět použité první stupně B1049, B1051 a B1058. (Foto: SpaceX)

Co myslíte vy? Smíří se SpaceX s menšími odklady kvůli nedostupnosti stupňů nebo bude chtít dosáhnout co nejvyšší kadence startů zrychlením procesu repase nebo třeba využitím starých bočních stupňů Falconu Heavy? Myslíte, že NASA a armáda dovolily použití „jejich stupňů“ na misích pro jiné zákazníky? Podělte se o názor v komentářích!

Petr Melechin



Mohlo by se vám líbit...

Odebírat komentáře
Nastavit upozorňování na
guest

37 Komentáře
nejnovější
nejstarší nejlepší
Inline Feedbacks
Zobrazit všechny komentáře
Dominik Polák

Líbil by se mi nový článek na téma “Má SpaceX dostatek prvních stupňů?”.
Tento je sice je 2,5 měsíce starý, ale od té doby bylo oznámeno dost nových misí. Pokud se v rychlosti podívám na statistiky, tak je plánovaných 47 misí pro F9 (bez StarLinku) a aktivních stupňů je nyní 8.

Ivo Janáček

Viděl vůbec někdo ty dva stupně B1052 a B1053? Je to docela dlouhá doba a stále se s nimi nic neděje, tak jestli vůbec ještě existují. Přece jen to skladování jim asi taky nemusí dělat moc dobře.

Ivo Janáček

Uvidíme, jen mě tak napadlo, jestli třeba nedošlo na to, že z nich postupem času brali náhradní díly pro jiné stupně. Ale třeba se pletu, uvidíme.

Jansa Jaroslav

Než bude moci vypustit sadu 60 satelitů Starlink s druhým stupněm Falkonu 9 na letu Starshipu SN 11 čistě na zkoušku. Bude muset rychleji repasovat své první stupně Falkonů 9.

Kamil

Chce ještě někdo používat přednostně nové stupně a připlatit si za to? Pokud ne, nezbude SX než vyrábět ty nové a prodávat je ta cenu již letěných

PetrK

Třeba se to obrátí. Doteď říkali “Na nový si počkáte, pokud chcete letět dřív, tak si vezměte letěný a vyjde vás to i levněji”. Odteď budou říkat “Pokud chcete letět dřív, připlaťte si za nový stupeň”. 🙂
Nicméně, i to je nejasné, protože, jak tu někdo zmiňuje, nevíme, jestli stávající prodlevy nejsou i kvůli přípravám ramp nebo dalším věcem …
Navíc, asi si neobjednáte raketu na start za 50 dní, ale dost dlouho dopředu. A tak má SpaceX dobrou možnost plánovat a buď vyrobit nový stupeň nebo si kanibalizovat vynášení StarLinku. Myslím, že pro ně to bude relativně jednoduché rozhodování – skoro všechny potřebné údaje mají v ruce a chybí jim v podstatě jen suma, kterou je potenciální zákazník ochoten zaplatit, a datum požadovaného startu.

Naposledy upraveno před 3 lety uživatelem PetrK
Miloš Hůla

Dovolím si nabídnout jiné vysvětlení. Když se podíváme na statiku: přehled startů, znovupoužitých stupňů, tak z rozdílu získáme výrobu nových stupňů za rok.
Starty podle roků:
18 (2017), 21 (2018), 13 (2019), 23 (2020)
Startů s již použitým prvním stupněm:
5 (2017), 12 (2018), 9 (2019), 18 (2020)
Zavedení nových prvních stupňů:
13 (2017), 9 (2018), 4 (2019), 5 (2020)
Vím, je to se zanedbáním startů FH, ale je vidět , že v roce 2017 dokázali vyrobit 12 nových stupňů a v roce 2018 9, Tedy reálná kapacita je někde kolem 8 – 10 stupňů ročně.

Nemyslím, že by snížení v roce 209 a 2020 bylo způsobeno:
a. Větší náročností výroby B5, to by znovu použitelnost postrádal částečně smysl.
b. Zabráním kapacity na výrobu druhých stupňů – v roce 2017 a 2018 vyrobili spoustu prvních a druhých stupňů. Víc než v součtu v roce 2020 a letos překonali rekordní rok 2018 ve spotřebě druhých stupňů zatím jen o dva, tady tedy úzké hrdlo nebude.
c. Nedostatek pracovníků asi nebude problém, pokud by to mělo smysl, najali by ve SpX více lidí.

Domnívám se, že problém s nedostatkem stupňů vlastně neexistuje. Myslím, že SpX se skutečně vrhla na radikální zavedení znovu použitelnosti. Pokud si budeme myslet, že 7. start stupně není nic mimořádného a daný stupeň má před sebou minimálně ještě 50 % životnosti, pak má SpX zánovní flotilu prvních stupňů – aktuálně 8 (bez bočních FH), které při znovu použití za 60 dnů mohou zajistit start každých méně než 8 dnů. Této kadence se nedaří dosáhnout. Nezkoumal jsem aktuální průměr znovupoužití a zda se prodlužuje s vyššími cykly znovupoužití u jednotlivých stupňů, ale řekl bych, že úzkým hrdlem už může být počasí na Floridě a v přistávací oblasti. SpX už nezahazuje žádné stupně. Dále to může být údržba rampy po jednotlivých startech a další technické odklady při přípravě nákladu, které se objevují běžně, ale při dřívější dlouhé přípravě na start se nejevily tak významné. Při vysoké obrátkovosti je čas na integraci nákladu významně zkrácen a vznikající skluzy jsou vidět.
Kdyby SpX provozovala flotilu 8 prvních stupňů s obrátkou 50 dní, mohla by startovat s rezervou jednou za 7 dní. Pokud by k tomu vyrobila 5 nových prvních stupňů ročně, stačila by životnost jednoho stupně 10,4 použití. Což se aktuálně nejeví nereálné a možná ani vzdálené.

Ota

Počty jsou to určitě správné, ale trochu zjednodušené a neberou ohled na základní sdělení  tohoto článku, tedy že významná část prvních stupňů je vyhrazena pro konkrétní zákazníky a poletí znovu třeba až za půl roku. Nedá se s nimi tedy počítat v rotaci pro ostatní platící zákazníky ani StarLink. Proto může dojít velmi snadno k náhlému nedostatku prvních stupňů. Navíc technika je prostě technika a může se stát že se některému z těchto stupňů nepodaří přistát. V živé paměti je dosud případ nefunkčních roštových kormidel nebo ztráty motoru, kdy během krátké doby dva první stupně z rotace vypadly.  Ale trochu optimismu na závěr, vzhledem k tomu že v SpaceX mají podstatně detailnější informace, tak věřím že si tato rizika uvědomují mnohem lépe než diskutéři na forech a udělali všechno pro to aby předešli nějakému hloupému logistickému problému…

Miloš Hůla

Souhlas i nesouhlas.
1. Snažil jsme se ve své úvaze ukázat, že to, co se jeví jako nedostatek stupňů a na co článek upozorňuje, není důvod, aby vzniklo z nedostatku výrobních kapacit, ale je to pravděpodobně záměr SpX.
2. Ve výpočtech jsem záměrně zaokrouhloval na stranu bezpečnosti. Když jsem uvažoval, že na stupeň se sedmi starty se máme dívat, jako na stupeň s většinou životnosti před sebou a pak vyšla potřebná životnost stupně 10,4 letu při týdenním cyklu staru, tak je zde velký prostor i pro občasné ztráty. Tak jsem o tom uvažoval.

Nedvidky

Kolik startů má naplánováno Sx se Starlinky letos a jak hodně jsou ve skluzu?

Rotvajler

Viděl bych to na implementaci většího krytu a FH. Což je záložní plán ke stavbě a zprovoznění Starship, která však nabere takovej skluz, že opravdu nakonec budou fofrovat s FH.

Petr

Roštová kormidla dle mého nejsou problém. Klidně jich mohou mít jen poloviční množství. Jejich kontrola a přehození na stupeň, který má zrovna letět nebude nějak složitá. Když si uvědomíte jak drahé jsou, tak by daleko větší kadence jejich používání nebyla žádným překvapením. Je to součástka, která zrovna vydrží určitě násobně více letů než F9.

Peter

no ono to skor vypada, ze tie rostove kormidla nevydrzia tolko co ostatne casti F9. Na niektorych videach dokonca vidiet, ako na kormidlach postupne chybaju kusy materialu. A pokial ich musia kazde 3 starty menit, tak mozu mat nedostatok.

Jiří Hadač

Možná, že jsem něco přehlídl. Já bych se zeptal, máte prosím někde fotku poškozených titanových kormidel? Já viděl jen propálená hliníková, tam opravdu často chyběly celé přepážky. Proto došlo k přechodu z hliníku na titan.

Naposledy upraveno před 3 lety uživatelem Jiří Hadač
atlas

Pekny prehlad, ale samotna otazka ci bude mat spacex problem je zalozena na domnienke ze spacex vlastne nevie co robi a nemaju plan. Co by mohla byt pravda ak by v poslednom case znicili vela prvych stupnov.
Co sa rostovych kormidiel tyka, tak ak sa daju lahko dat dole a znovu pripojit, a ich zivotnost je dlha, tak prehadzovanie jednej z najdrahsich suciastok medzi raketami znie presne ako spacex styl, usetrit peniaze vsade kde je to mozne.

daevid

12 pouzitelnych B5 stupnov je k dispozi drcii (s trochou nadsazky, vratane 1ks neaktivneho/poniceneho).

Pri priemernej kadencii 24startov za rok..
Kazdy stupen by mal sancu letiet priemerne 2x do roka.
Za mesiac by SX stihlo v priemeru 2 starty.
Za predpokladu nulovych zásob, alebo udrzania stejneho poctu zásob 2. stupnov, kadencia vyroby je hrubych 15 dni na novy druhy stupen..

Vsetko je v hrubom, len cisto pre hrubu predstavu. Ziadne aspekty nezohladnujem. Samozrejme ze sa da zohladnit mnoho faktorov.

Naposledy upraveno před 3 lety uživatelem daevid
Radek

Podle mne pujdou do toho nejlevnejsiho a nejsnadnejsiho: paleni nafty v trucku. Cool by bylo, kdyby uz SpaceX vyuzivalo Tesla Semi, ale i tak je investice do robustnejsi logistiky vzdy prinosna. Budou vozit ploutve, Merliny, vsechno, co se da repasovat. Neco se da odmontovat a pouzit hned, neco se vyplati odmontovavat az po 10. startu. Nekde otestuji stupen, jestli jeste tesni dost. Jinde otestuji Merlin, jestli ma jeste dost dobry tah.
Ale i tak to znamena ze prodlevy budou spise vetsi nez mensi, prave protoyze uzb se stuone blizi 10. pouziti.

Vojtěch R

Vzhledem k tomu, jak málo startů má FH v plánu, tak by bylo asi logické kdyby ty staré boční stupně předělali na F9. Pokud jsou ty nové zarezervované, tak se další boostery hodit budou…