Má SpaceX dost prvních stupňů pro ambiciózní rok startů? Důležitá bude také znovupoužitelnost krytů

SpaceX chce letos provést až 38 startů, což by pro společnost představovalo zdaleka nejproduktivnější rok. Vysoká startovní kadence je ale možná, jen pokud s ní dokáže držet krok také výroba a další aspekty provozu. Kromě dostupnosti prvních stupňů raket Falcon tak bude klíčovou roli hrát také znovupoužitelnost aerodynamických krytů a výroba nových druhých stupňů.

První stupně

Dva z posledních tří pokusů o přistání prvních stupňů byly neúspěšné a SpaceX tak v krátkém sledu přišlo o dva Falcony, které jistě plánovalo ještě aspoň párkrát použít. Kolik stupňů tedy má SpaceX momentálně k dispozici? Hrozí, že jich bude mít nedostatek pro své chystané mise?

Když se podíváme do našeho přehledu všech prvních stupňů, zjistíme, kolik letuschopných kusů má SpaceX ve své flotile. Aktuálně má tři nové stupně, které jsou připravovány na své první mise, a dále pět dalších stupňů, které už párkrát letěly, ale měly by být k dispozici pro další starty. To se může zdát jako vysoké číslo, ale musíme vzít v potaz, že SpaceX v současnosti provádí 2–3 starty měsíčně a obvykle potřebuje alespoň dva měsíce mezi starty každého stupně. Navíc dva ze zmíněných nových stupňů už jsou přiřazeny k misím DM-2 a GPSIII-SV03. Ty odstartují nejspíš až v květnu či červnu, takže pro další mise bude tyto stupně možné použít až během léta (pokud se je podaří zachránit během svých premiérových startů).

Další komplikací je to, že z těch pěti dostupných již použitých stupňů, jsou dva boční stupně pro Falcon Heavy, které letěly na misích Arabsat 6A a STP-2 v roce 2019. Elon Musk sice v minulosti uvedl, že jejich předělání na klasický Falcon 9 není problém, ale zatím se neobjevily žádné náznaky, že SpaceX něco takového v dohledné době plánuje udělat. Společnost tak momentálně má vlastně už jen tři použité první stupně Falconu 9 a jeden nový, se kterými může vynášet vlastní družice Starlink a vykonávat mise pro další zákazníky.

Bude to stačit, nebo se bude muset SpaceX uchýlit k překonfigurování jednoho či obou bočních stupňů Falconu Heavy na Falcon 9? Osobně mi přijde pravděpodobnější druhá varianta, protože podle posledních zpráv poletí příští Falcon Heavy s novými stupni (mise USSF-44). Již použité boční stupně tedy najdou uplatnění nejdříve za rok na misi USSF-52 nebo dokonce ještě později, pokud do té doby nedojde k certifikaci použitých stupňů pro armádní mise. A u těch misí Falconu Heavy, u kterých bude možné použít již letěné stupně, lze sáhnout po těch z mise USSF-44, nebo prostě do té doby vyrobit nové, pokud to bude potřeba.

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

Mezitím by tak neměl být problém využít letěné boční stupně z loňských misí pro chystané starty Falconu 9, pokud by jinak hrozilo, že celkový nedostatek dostupných stupňů povede ke zpomalení startovní kadence SpaceX. Například mise Starlink v1-7 je v plánu na duben (i když květen je asi realističtější) a tou dobou pro ni možná ještě nebude připraven žádný stupeň. Jeví se mi tedy jako vhodná mise pro jeden z bočních stupňů Falconu Heavy.

Přikládám přehled dostupných prvních stupňů spolu s příští misí, na které si myslím, že poletí. Zahrnuty jsou jen stupně typu Block 5, jelikož stupně starších generací už byly vyřazeny ze služby. Otazník značí, že přiřazení stupně k misi ještě nebylo potvrzeno a jde tedy jen o můj odhad. Číslo za tečkou u označení stupně indikuje, kolikátý start daného stupně to bude.

  • B1049.5 – Starlink v1-6?
  • B1051.4 – SAOCOM 1B?
  • B1052.3 (FH boční) – Starlink v1-7?
  • B1053.3 (FH boční) – Starlink v1-8?
  • B1058.1 – Crew Dragon DM-2
  • B1059.3 – Anasis-II nebo Starlink v1-9?
  • B1060.1 – GPSIII-SV03
  • B1061.1 – USCV-1?

Mimochodem, prezidentka SpaceX Gwynne Shotwell se minulý týden nechala slyšet, že každý vyrobený první stupeň Falconu 9 nejspíš nebude potřeba použít více než desetkrát, i když je technicky navržen pro mnohem více letů. Důvodem je to, že stále existují zákazníci, kteří pro své starty z různých důvodů požadují nové stupně (to se týká například armádních misí nebo letů s lidskou posádkou). SpaceX tedy musí každý rok vyrobit pár nových stupňů (letos jich má být vyrobeno přibližně 10) a ty pak může po jejich první misi použít pro vlastní starty nebo mise zákazníků, kterým nevadí letěné stupně. V dnešní době s tím většina zákazníků nemá problém a někteří si pro své mise dokonce žádají již použité stupně. A jelikož Falcony má za pár let zcela nahradit výkonnější a levnější Starship, počet zbývajících startů Falconů je omezený (Elon Musk v roce 2018 odhadoval, že proběhne ještě asi 300 startů). To ve výsledku znamená, že žádný vyrobený první stupeň Falconu nejspíš nebude muset provést víc než deset startů, a přesto SpaceX splní všechny potřebné mise.

Aerodynamické kryty

Výroba obřích aerodynamických krytů z uhlíkových kompozitů je časově i finančně náročná a navýšení výrobní kapacity je obtížné. SpaceX proto místo toho sází spíše na jejich znovupoužitelnost. Společnost se už podařilo zachránit slušný počet krytů, a to jak zachycením do sítě na lodi, tak prostým vylovením z moře. Zatím dvě sady aerodynamických krytů se vydaly na svou druhou misi. Poprvé k tomu došlo během mise Starlink v1-1 v listopadu 2019 a podruhé při aktuální misi Starlink v1-5. Zajímavostí je, že v obou případech šlo o kryty, které při své první misi přistály v moři a musely být vyloveny. Zatím tedy ještě nedošlo ke znovupoužití některého ze tří krytů, kterým se podařilo přistát do sítě na lodi Ms. Tree (sesterská loď Ms. Chief stále čeká na svůj první úspěšný záchyt).

Při poslední misi Starlink v1-5 se SpaceX pokusilo již použité kryty chytit do sítí na lodích Ms. Tree a Ms. Chief, ale to se nezdařilo. Obě poloviny krytu minuly síť, avšak SpaceX je posléze vylovilo z moře. Jedna z polovin ale byla někdy po přistání poškozena, a tak lodě přivezly zpět do přístavu jednu rozlámanou polovinu a jednu, která se zdála být v dobrém stavu. SpaceX tak má vůbec poprvé příležitost v budoucnu tento kryt použít potřetí. Tuto dvakrát zachráněnou polovinu však bude nutné zkombinovat s polovinou z nějaké jiné mise. Zajímavostí je, že dvě poloviny krytu se vzájemně liší, takže je nelze kombinovat libovolně (jedna půlka je „samec“ a druhá „samice“).

Pokud budeme předpokládat, že SpaceX hodlá opakovaně používat pouze kryty nejnovější generace (poznáte je podle kovové tepelné ochrany na špičce), společnost má momentálně k dispozici až 9 polovin krytů záchraněných při různých misích od dubna 2019. Reálné číslo však nejspíš bude nižší, protože některé zachráněné kryty, které se nám mohly z fotek zdát jako nepoškozené, ve skutečnosti nemusí být v dostatečně dobrém stavu pro znovupoužití. Každopádně každý kryt, který poletí znovu, pro SpaceX znamená miliony ušetřených dolarů a především také o jeden kryt méně, který je potřeba vyrobit.

Druhé stupně

Největší „brzdou“ zvyšující se startovní kadence SpaceX nakonec může být výroba druhých stupňů pro Falcony 9 a Falcony Heavy. To je totiž v podstatě jediná část raket SpaceX, která není znovupoužitelná (a ani nebude), a tak je pro každý start nutné vyrobit nový druhý stupeň. Prezidentka SpaceX Gwynne Shotwell v březnu prohlásila, že společnost letos vyrobí přibližně 28 druhých stupňů. Doufejme tedy, že si SpaceX loni nějaké vyrobilo do zásoby, protože jinak nebude možné provést těch 35–38 startů, které Shotwell v prosinci 2019 plánovala na letošek. V loňském roce SpaceX provedlo jen 13 startů, a tak je možné, že firma této příležitosti využila pro vyrobení dodatečných druhých stupňů v rámci přípravy na rok 2020. U něj totiž bylo díky Starlinku dopředu jasné, že bude z hlediska počtu startů pravděpodobně rekordní.

Prezidentka SpaceX zároveň aktuálně zmínila, že druhý stupeň raket Falcon ještě projde nějakými blíže neurčenými úpravami. S prvním stupeň už je však společnost prý v podstatě hotová. Elon Musk zároveň nedávno prohlásil, že vývoj raket Falcon je u konce a že kvůli chystané raketě Starship nemá smysl vyvíjet například novou variantu Falconu Block 6. Proto nepočítejte s tím, že změny, o kterých mluví Gwynne Shotwell, budou nějak výrazné. Půjde spíše o menší optimalizace, které by například mohly usnadnit výrobu. Většinu změn navíc nejspíš při pohledu zvenku ani nepoznáme.

Neoficiální render druhého stupně Falconu 9 (Autor: AstroRenders)

Výjimkou by mohlo být přidání šedého pruhu na druhý stupni, který SpaceX experimentálně testovalo při loňské misi CRS-18. Účelem bylo získání dat o tom, jak sluneční světlo ovlivňuje teplotu paliva v druhém stupni během delších misí na oběžné dráze. Šedý pruh měl umožnit přesun nežádoucího tepla z kyslíkové nádrže do nádrže s RP-1, kde může pomáhat bránit zamrzání paliva. Na to, jak test dopadl, se zeptal jeden z novinářů během nedávné tiskové konferenci před misí CRS-20. Hans Koenigsmann ze SpaceX odpověděl, že pruh splnil očekávání a možná bude použit u budoucích misí, u kterých potřebuje druhý stupeň strávit dlouhou dobu na orbitě a poté znovu zažehnout motor. To se týká například misí, které dopravují náklad přímo na geostacionární dráhu. První takový start SpaceX chystá na konec tohoto roku, kdy Falcon Heavy vynese vojenskou družici USSF-44. Schopnost druhého stupně v pořádku přečkat několikahodinový pobyt na orbitě už však byl prověřen u několika dřívějších misí (například STP-2).

Detail druhého stupně Falconu 9 s šedým pruhem před startem CRS-18 (Foto: John Kraus)

Jak vidíte, letošní rok bude z provozního hlediska pro SpaceX opravdovou zkouškou a příležitostí uplatnit všechny nabyté zkušenosti a ukázat potenciál a výhody znovupoužitelnosti raket. S ambiciózním plánem startů pro letošní rok by však ještě mohla zamíchat probíhající pandemie coronaviru a dále také vyšetřování selhání motoru Merlin během poslední mise. Tato mise nakonec dopadla dobře, ale vážnější nehoda Falconu by mohla udělat SpaceX pořádnou čáru přes rozpočet. Z minulosti víme, že po nehodě jsou starty raket obvykle pozastaveny na přibližně šest měsíců.

Petr Melechin

Zakladatel a šéfredaktor ElonX, který projektu věnuje až nezdravě velkou část svého volného času a jinak pracuje v oboru lokalizace her. Kromě Elona Muska a jeho firem se zajímá o další technická témata, hraje squash, čte sci-fi, miluje filmy a sleduje až příliš mnoho seriálů.

Podpořte projekt ElonX



Mohlo by se vám líbit...

12
Diskuze

avatar
  Odebírat komentáře  
nejnovější nejstarší nejlepší
Nastavit upozorňování na
Pavelx
Host
Pavelx

Myslím, že Spacex nedomyslela postup záchrany krytů. Krok 1 padák je v pořádku. Krok 2 sledování polohy a výpočet předpokládaného dopadu je taky v pořádku. Ale v kroku 3 přistání do sítě nad velkou a rychle plující lodí? Padák křídlo a turbulence kolem lodi spolu vytvářejí konečný výsledek – těsné minutí sítě. Potřebovali by něco, co by v poslední fázi kryt přitáhlo do středu sítě. Třeba naviják.

Vladimír Todt
Host
Vladimír Todt

To by kryt musel např. v 10 km vystřelit lano s hákem, které by v poslední fázi letu zachytila loď a řízeně by ho tak opatrně stáhla volně do sítě. Ale muselo by to být zároveň nějak samonavíjecí apod. Aby se padající kryt do volného lana ve větru nezamotal.

Pavelx
Host
Pavelx

Vystřelit? Ne , volně by se spustil po aktivaci padáku. Jen bych tam dal brzdu. Hák? Ne, mohl by to být neodymový magnet, či dron s automatickým naváděním s magnetem a majákem. Myslím, že k zamotání do padáku by nedošlo. Gravitace posobící na “závaží” by odvíjejícíse vlasec trvale napínala dolů. Dokáže-li loď sledovat pohyb krytů, dokáže i zachytit a navinout vlasec. Jako rybáři.

Vladimír Todt
Host
Vladimír Todt

Tak “vystřelit” jsem mysle spíše spustit. Neměli bychom to EM poslat na Twitter? Občas berou náměty z Redditu. 😀

Pavelx
Host
Pavelx

Twitter už jsem zkoušel. Nápad se líbil jednomu uživateli. Ale, možná to bylo mojí bídnou angličtinou. 🙂

gendibal
Host
gendibal

Asi se zeptám blbě, ale co se stalo s použitými 1. stupni starších typů F9, konkrétně Block 4? Byly sešrotované, anebo jsou ještě někde schované ve skladu? A pokud jsou, nemohly by být v případě nouze použité, třeba i s tím, že budou po vypotřebování paliva automaticky obětované bez pokusu o záchranu?

Jirka
Host
Jirka

Dobry clanek, dobre uvahy, dobre fotky 1.stupne. Sice jsou to fota z vyroby 1.stupne , ale ochranne prepazky, co oddeluji motory zde marne hledam.

Samo
Host
Samo

Prepážky vidieť na tejto fotke, stačí sa len lepše pozrieť do priestoru medzi motormi.
comment image

Octaweb sa menil kedysi, ako vidieť na fotke ktorú odkazuje peter, používali zváraný octaweb. No s prechodom na Block 5 prešli kvôli servisovateľnosti na skrutkovaný a preto že je na fotke ktorú odkazujem je menej viditeľný keďže počas montáže netreba jeho vonkajšiu časť.