SpaceX už tři roky přistává s aerodynamickými kryty do sítě. Splnila znovupoužitelnost krytů očekávání?

SpaceX dnes slaví rovnou dvě výročí – jsou to přesně tři roky od mise Paz a dva roky od mise Nusantara Satu. Obě mise jsou v mnoha ohledech zajímavé, jelikož spolu s družicí Paz byly vyneseny také dva satelity Tintin, což byly úplně první prototypy družic pro konstelaci Starlink, a na misi Nusantara Satu zase byl kromě indonéské družice vynesen také lunární lander Beresheet. Tyto dvě mise ale pojí také problematika záchrany aerodynamických krytů. Tyto kryty na špičce rakety při startu chrání vynášený náklad před atmosférickými vlivy a jelikož jejich výroba stojí 5–6 milionů dolarů, SpaceX se je snaží používat vícekrát, podobně jako v případě prvních stupňů raket Falcon. Kryty jsou vybaveny padáky a dokážou přistát buď v oceánu nebo v síti na speciální lodi.

Na misi Paz poprvé letěl kryt ve vylepšené variantě 2.0, která byla mírně větší než původní verze a především byla lépe uzpůsobena pro záchranu krytů. Verze 1.0 totiž umožňovala přistání pouze jedné poloviny krytu. Během mise Paz zároveň vůbec poprvé došlo k pokusu o přistání krytu do sítě na lodi Mr. Steven. SpaceX se tedy o chytání krytů do sítí na lodích pokouší už tři roky, a tak nastal vhodný čas na malé ohlédnutí.

Aerodynamický kryt po pokusu o přistání na lodi Mr. Steven během mise Paz (Foto: SpaceX)

SpaceX začalo experimentovat se záchranou krytů už minimálně od března 2016, když na misi SES-9 letěly kryty vybavené manévrovacími tryskami pro jejich nasměrování před návratem do atmosféry. O rok později na misi SES-10 pak jeden z krytů už byl vybaven také padákem, který umožnil přistání do oceánu. Tehdy Elon Musk poněkud naivně prohlásil, že k prvnímu znovupoužití krytu dojde ještě v roce 2017. K tomu ale nakonec došlo až v listopadu 2019, jelikož záchrana krytů se ukázala být o dost obtížnější, než se po prvním dílčím úspěchu zdálo.

V roce 2017 proběhlo několik dalších pokusů o záchranu krytu po přistání do oceánu, ale téměř ve všech případech byl kryt při přistání nebo během vylovení poničen, takže jej nebylo možné použít znovu. Problém navíc představoval kontakt mořské vody s kryty vyrobenými z uhlíkových kompozitů a hliníku. SpaceX tedy došlo k závěru, že by bylo lepší, aby kryty během záchrany vůbec nepřišly do kontaktu s vodou. Výsledkem byla loď Mr. Steven, která byla vybavena rozměrnou sítí, do které měl přistát kryt snášející se na samořiditelném padáku.

A k prvnímu pokusu o přistání do sítě došlo právě při misi Paz před třemi lety. Kryt sice tehdy minul síť o několik set metrů, ale jednu polovinu krytu se podařilo alespoň vylovit z vody. SpaceX pak celý proces postupně pilovalo a s každým dalším pokusem byla firma stále blíže k úspěchu. Loď Mr. Steven zároveň mezitím prošla několika vylepšeními a dostala větší síť nebo pokročilejší navigační systém. SpaceX navíc vyvinulo vylepšenou verzi aerodynamického krytu, které u nás neoficiálně přezdíváme v2.5. Ta má tepelnou ochranu na špičce a nejspíš další zlepšováky, avšak ty nebyly nikdy oficiálně potvrzeny. Kryt poprvé letěl na misi GPSIII-SV01 v prosinci 2018.

Detail tepelné ochrany na špičce aerodynamického krytu Falconu 9 před misí Transporter-1 (Foto: John Kraus)

Během mise Nusantara Satu, která shodou okolností proběhla přesně rok po misi Paz, mělo také dojít k pokusu o záchranu krytů, avšak nakonec neproběhl, protože loď Mr. Steven byla poškozena během cesty na místo přistání. Loď pak byla čtyři měsíce mimo provoz a mezitím došlo ke změně jejího majitele a přejmenování na Ms. Tree. Opravená loď pak byla znovu nasazena do akce v červnu 2019 během mise STP-2, což byl zatím poslední start Falconu Heavy. A právě při této misi se vůbec poprvé podařilo přistát s krytem do sítě (16 měsíců po prvním pokusu při misi Paz).

Jednalo se o velký úspěch a zachytit kryt do sítě se od té doby podařilo ještě osmkrát, ale postupně se ukázalo, že přistání do sítě vlastně není nutné. Vylepšený kryt v2.5 je totiž zřejmě odolnější a kontakt s mořskou vodou mu nedělá velké problémy. Hned první zachráněný kryt tohoto typu, který se podařilo vylovit nepoškozený po přistání do oceánu během mise Arabsat 6A, byl v listopadu 2019 použit znovu na misi Starlink v1-1.

Použitý aerodynamický kryt před startem mise Starlink v1-1 (Foto: SpaceX)

Jednalo se o historicky první znovupoužití aerodynamického krytu a od té doby letěl alespoň jeden už použitý kryt na 11 různých misích. Použité kryty byly zpočátku nasazovány pouze při misích Starlink, avšak na přelomu let 2020 a 2021 proběhly také první komerční mise s již použitými kryty. Některé konkrétní kryty dokonce stihly absolvovat už tři různé starty. Nejrychlejší znovupoužití krytu trvalo 127 dnů a šlo o kryt, který už předtím absolvoval dvě mise a v obou případech přistál do vody, takže znovupoužitelnost krytů rozhodně není podmíněna přistáním v síti. Nevíme, jak přesně probíhá proces repasování krytů na další misi, ale lze předpokládat, že v případě „suchého přistání“ je proces snazší, a tím pádem rychlejší a levnější.

V roce 2020 se SpaceX podařilo zachránit celkem 35 polovin krytů z celkem 42, přičemž 7 z nich bylo zachyceno do sítě. Drtivá většina úspěšně zachráněných krytů pak letí znovu (bez ohledu na to, jestli přistály v síti, nebo ve vodě). Například v prvním pololetí 2020 bylo zachráněno 11 polovin krytů z celkem 16 a jen jedna z nich pak neletěla znovu.

Poslední úspěšné přistání krytu do sítě proběhlo v říjnu 2020 a od té doby se SpaceX ve většině případů spokojilo s přistáním krytů do oceánu a vůbec se nepokoušelo o jejich zachycení do sítí. Může se tedy zdát, že SpaceX na chytání krytů zanevřelo, ale nemyslím si, že to je úplně pravda. Spíš to vypadá, že firma se o přistání krytů do sítě pokouší pouze při velmi dobrém počasí, jelikož neúspěšný pokus o zachycení zvyšuje šanci, že se kryt poškodí (například když těsně mine síť nebo z ní vyklouzne kvůli větru). A to je zbytečné riziko, pokud je kryt možné relativně snadno použít znovu i po přistání do vody (i když tam je zase riziko poškození krytu ve vlnách nebo při procesu vylovení). Zároveň se zdá, že SpaceX se pokouší kryty chytat pouze v situacích, kdy jsou na místě jak Ms. Tree, tak sesterská loď Ms. Chief. A v posledních měsících takové situace téměř nenastávaly. Buď byla některá z lodí mimo provoz kvůli opravám, nebo bylo špatné počasí.

Dva zachráněné aerodynamické kryty z mise Starlink v1-13 na palubě lodi Ms. Tree (Foto: Greg Scott)

Někdy se navíc stává, že starty SpaceX probíhají tak rychle po sobě, že lodě nemají čas mezi starty navštívit přístav a vyložit kryty zachráněné během první mise. Dvě lodě pak potřebují zachránit všechny čtyři poloviny krytů a spekuluje se, že v takovém případě není vždy možné provést pokus o zachycení kvůli tomu, jak jsou řešeny sítě na lodích. V přístavu ale nedávno proběhlo testování nové sítě, kterou loď Ms. Tree dostala poté, co se ta stará protrhla během přistání krytu při misi Starlink v1-13. Kdyby tedy SpaceX do budoucna s chytáním krytů nepočítalo, nejspíš by se s instalací a testováním nové sítě ani nenamáhalo. Nicméně i pokud bude časem docházet k pokusům o přistání krytů do sítí jen vzácně, projekt znovupoužitelnosti krytů lze označit za úspěch už teď, jelikož firmě šetří miliony dolarů při skoro každém startu.

Seznam všech pokusů o záchranu krytů najdete zde a další informace o lodích Ms. Tree a Ms. Chief, problematice záchrany krytů a historii tohoto projektu si můžete přečíst v našem článku.




Mohlo by se vám líbit...

Odebírat komentáře
Nastavit upozorňování na
guest
27 Komentáře
nejstarší
nejnovější nejlepší
Inline Feedbacks
Zobrazit všechny komentáře
PetrC

Zdravím. Nikde jsem na to zatím nenarazil, ale nezdá se mi ta cena 5-6mil za celý kryt. Tato informace je stará několik let a nemyslím si, že s tím ve SpX během tak dlouhé doby nic neudělali. Ale jak říkám, je to jenom dohad.

Naposledy upraveno před 10 dny uživatelem PetrC
sirka

Udělali. Začali je recyklovat.

ventYl

Laminovanie takejto veci z uhlikovych vlaken sa budto bude robit rucne na kopyte, alebo je na to treba sakra velky a rozmerny stroj. Ten mozno vidiet na videach vyroby kridiel Airbusu A350, to je ale IMO v porovnani s krytom na vyrobu trivialne jednoduchy tvar. Skor by som cakal, ze to bude taka piplacka, ako vyroba Lamborghini Sesto Elemento, ale v mierke 3:1. V oboch pripadoch ale treba “pec”, ktora je vacsia ako ten kryt a vytvrdzovanie nejaky cas trva. Tiez by som cakal, ze na tie kryty nepouzivaju “mrokarbon” takej triedy, ako je vidiet u dedinskych tunerov, ale nieco co ma nejaku serioznu pevnost a to nestoji 5 korun.

Ak by sa kryty zahadzovali skrz to su lacnejsie, stale nastava problem s uzkym hrdlom pri ich vyrobe. SpX ma dost brutalnu kadenciu startov a takym hrubym odhadom by museli stihnut jeden kryt v priemere vyrobit za 3-4 dni, aby stihali startovnu kadenciu roku 2020.

No a posledny faktor su starty Starlinku, ktore spravidla letia na niekolko krat recyklovanej rakete, teda z pohladu ceny startu do vesmiru “prakticky zadarmo”.

Hark

Ke dnešku tedy zachránili 9 půlek do sítě a 57 půlek celkem. Při ceně 3M USD za půlku tedy chytání do sítí ušetřilo 27M USD a zachraňování krytů celkem ušetřilo 171M USD. Moc pěkné.

Alois Tuhý

Nejspíše to bude méně, protože platíš provoz lodí, platíš posádku, pojištění, lidi, zaplatils lidi, kteří to vymysleli, hlídají, provádějí…

Hark

Ano. Někde jsem četl, teď nemůžu narychlo dohledat zdroj, že Elon prohlásil, že pokud chytí jeden kryt ročně, tak si provoz lodí na sebe vydělá a ještě zbude. Samozřejmě nevíme kolik stojí příprava letěných krytů na další misi a taky kadence letů se zvedá.

ventYl

Aj keby ten odhad nakladov na prevadzku flotily bol o rad inde, stale to vyzera ako rentabilna cinnost. A co sa tyka (jednorazovych) nakladov na vyvoj, tak tie sa rozpustia do niekolkych rokov, pocas ktorych to budu praktikovat. Tu paradoxne moze zhorsit vyhodnost chytania krytov samotne SpX tym, ze nasadi Starship / Super Heavy co najskor. Ale vedomosti a skusenosti ziskane pri vyvoji chytania krytov im uz zostanu ako know how, ktore sa da pouzit pri inych cinnostiach.

Zargos

Pokud tento střízlík přijde na 6 mil. USD u SpX, pak by mě zajímala cena toho monstr krytu na chystaném Vulcanu u ULA. Jinak gratulace SpX, už jen při vynášení Starlinků to bude nezanedbatelná úspora.

Above none field

Přesná čísla nejsou veřejně známá ale atlasu je jen rozdíl mezi “normálním” a velkým krytem 21M u vulkanu to bude podobné

Ivo Janáček

Otázka je, kolik z té částky je zisk a kolik skutečné náklady. U těchto společností odhaduji zisk na minimálně 50% ceny.

jirka

By me zajimalo, jak ty fairings drzi pokupe (ze vydrzi ten tlak pri letu) a pritom pak tak hladce odskoci od rakety (zatim pokud vim nikdy neselhalo) a neposkodi se pritom – jsou to jen nejake mechanicke zamky ? A kde vsude jsou ?

JP77

Vypadá to na 12 zámků. Může to být třeba podobný jako zámky u bočních nákladových vrat na dopravních letadlech, ale tady jsou daleko od sebe, tak každý samostatný.

MěCh

Tyhle věci se v aerospace řeší pyrošrouby.
https://psemc.com/products/stage-separation/
Ať už jde o samotný kryt nebo rovnou celé stupně. Nemůžeš si dovolit aby cokoliv vibrovalo v mechanickém zámku nebo aby ten selhal. Navíc jde o velice rychlý proces v řádu milisekund.

Samo

Aerodynamické kryty Falconu majú pneumatický zámkový a separačný mechanizmus, je to nádherne vidieť na fotkách. Preto sa aj delí na aktívnu so zámkami a pasívnu so západkami. Rovnako pneumatický separačný mechanizmus je použitý aj na interstage či pri odhadzovaní bočných stupňov na FH. Je to systém komplikoavnejší (viac priestoru na zlyhanie) no dá sa nespočet krát na zemi testovať a dimenzovať na maximálnu spoľahlivosť a zatiaľ nikdy nezlyhal, narozdeil od trdaičnejších pyrotechnických matíc a skrutiek ktoré zlyhali aj celkom nedávno na PSLV v roku 2017.
https://en.wikipedia.org/wiki/Payload_fairing#Mission_failures_caused_by_payload_fairings
comment image

JiriM

Mě vždycky přišlo že ty lodě jsou na to chytání krytů strašně nemotorné – pomalu reagují. Od začátku jsem spíše počítal s nějakým vznášedlem. Prostě s něčím co rychleji manévruje. Ale tak je mi jasný že ví co dělají…

jirka

Jako zebyse z krytu vysunuly pred dopadem vrtulky a stal se z nej dron a ten si pak jemne hacnul za mirneho bzukotu presne doprostred site….

JiriM

Ne, nemluvim o krytu 🙂 Zkratka rekneme neco takoveho U.S. Navy Hovercraft In Action – YouTube Rychle je to dost, otoci se to na petniku, utahne to taky dost. Sit se na to da nahoru pridela snadno. Kdyz to odlehcim – muzou z toho pro ty kryty udelat plovouci nafukovaci hrad :D. Vykladani krytu rovnou na brehu… Tak jsem to myslel.

Invc

To není tak jednoduché…

1) Ten kryt ač na to na fotkách moc nevypadá (většinou ho vidíš na raketě nebo na velké lodi) – tak je pěkně velký. 14 metrů na délku – 5 m na šířku. To vznášedlo co linkuješ má na délku jen cca 25m šířku 12.Ty lodě, co používá SX mají přes 60m na délku.

2) Pamatuj, že ta věc přistává uprostřed oceánu … a to není zrovna místo pro vznášedlo (už jen ho tam dostat …). .

3) Kryt přistává na křídle … a pohybuje se celkem rychle (dopředu). A velké věci (ať už loď nebo vznášedlo) mají tu nepěknou vlastnost být těžké… což se s prudkou změnou směru v rychlosti dost vylučuje…

JiriM

Dával jsem ho jako příklad pro pana jirku co si představoval dron. Existují samozřejmě i větší vznášedla Zmiňoval jsem i nadstavbu se sítí. Tím pádem bod číslo 1 padá. S bodem 2. souhlasím, navíc si nejsem úplně jistý ovládáním vznášedla na větších vlnách (i když v tom případě to nebude ani s tou lodí lehké). Bod 3 samozřejmě. Ale i tak mi přijde ovladatelnost vznášedla z laického pohledu lepší. Existují i ty s vícero motory (i ve předu). Každopádně jsem si jistý že i tuto možnost zvažovali a vybraly řešení s nejméně mínusy.

JP77

Po dosednutí krytu do sítě se odpojí padák a kdo vyloví padák? Že by se loď vrátila, nebo to nechají delfínům pro hru na schovávanou?

Hark

Ohledně lovení krytů podle počasí, podle zdroje níže se rozhodují podle počasí a telemetrie z krytu:

https://spacexfleet.com/fairing-recovery/

Recovery teams conduct a poll shortly before each catch attempt. During the poll, they look at the current weather and telemetry from the fairing to decide whether or not to proceed with a catch attempt as these are major factors that influence the outcome of the operation.

If a catch is not successful or SpaceX decides not to proceed with the attempt the two ships have the ability to ‘scoop’ the fairing from the water.

Each ship has a smaller scoop net underneath the catching net that can be lowered into the water. The fairing, which will be floating on the water, is then allowed to drift into the net which is then raised and the fairing is lifted on board. You can see this process being practiced below.

Róbert Lakatoš

Gratuluji ,opravdu zajímavé čtení tématicky dobrá informace která ovšem nemá nic společného s děním epidemie.Je to astrologické faktům které je po mnoha let aktivní ve všech ohledech bezpečnosti .
Chci i poděkovat ,tedy díky pane.

Jiří Hadač

Promiňte, chtěl bych se zeptat, reagujete opravdu na tento článek? Jaká astrologie, jaká aktivní bezpečnost? Četl jste ten článek? Nespletl jste si okno, a nereagujete na úplně jiném serveru? 

Naposledy upraveno před 9 dny uživatelem Jiří Hadač