Rakieta Falcon 9, czyli jak prezes firmy SpaceX, Elon Musk, zdobył tytuł „największego architekta naszych czasów”. Co powinieneś wiedzieć o pojeździe kosmicznym wielokrotnego użytku?
Rakieta SpaceX – krótko o firmie Elona Muska
SpaceX to firma przemysłu kosmicznego, której zamysłem jest budowa silników odrzutowych wraz z rakietami nośnymi, a także statków kosmicznych. Przedsiębiorstwo projektuje i buduje pojazdy orbitalne Falcon (w tym Falcon 9) oraz statki kosmiczne Dragon, stawiając sobie za cel znaczne zmniejszenie kosztów wynoszenia ładunku na orbitę. Siedziba, jak również biuro projektowe wraz z montownią, znajdują się w Hawthorne (Kalifornia), natomiast testy silników i innych większych elementów przeprowadzane są w McGregor (Teksas).
Warto dodać, że oprócz siedzib SpaceX wymienionych powyżej, na terenie USA znajduje się kilka biur regionalnych. Jakie były początki przedsiębiorstwa? W 2002 roku Musk wraz z przyjaciółmi pojechał do Rosji, aby kupić odnowioną międzykontynentalną rakietę balistyczną. Wizjoner z Doliny Krzemowej (zarobił miliony na internetowych start-upach) nie chciał wtedy zakładać firmy, ale wydać jedynie dużą część swojej fortuny na sztuczkę, która miała ożywić zainteresowanie finansowaniem NASA i eksploracji kosmosu. Czy osiągnął cel?
Rakieta SpaceX Falcon 9 – rakieta wielokrotnego użytku
Zgodnie z oświadczeniem „Capabilities & Services” SpaceX’u pojedyncza rakieta Falcon 9, w pełni zatankowana i przenosząca największy ładunek, jaki może dźwignąć na niską orbitę okołoziemską (ang. Low Earth Orbit, LEO), kosztuje 62 miliony dolarów – ponad 75% mniej od tego, co oferowała amerykańska spółka ULA (United Launch Alliance). To podstawowa cena za wysłanie Falcon 9 w kosmos. Jednak co z możliwością ponownego wykorzystania?
Sprawdź: Program Buran – radziecki program wahadłowców
SpaceX argumentuje, że wystrzelenie rakiety tylko raz i pozwolenie jej dwóm stopniom na spłonięcie w atmosferze jest jak budowanie samolotu, przelatywanie nim z pełnym ładunkiem nad Atlantykiem, a następnie wyrzucanie go do śmieci po wylądowaniu. Aby wrócić do domu, musiałbyś kupić zupełnie nową maszynę. Dlatego w opinii przedsiębiorstwa Elona Muska, sensowniejsze wydaje się projektowanie rakiet wielokrotnego użytku.
Chcąc ponownie wykorzystać pojazd, musiałby on zabrać ze sobą w przestrzeń pozaziemską dodatkowe paliwo, które spali w drodze powrotnej. Ten bagaż, przekonywał Musk w komentarzach zamieszczonych na Twitterze, zmniejsza ilość całkowitego ładunku, jaki Falcon 9 może unieść, o około 40%. Po odzyskaniu statku kosmicznego powinien on zostać sprawdzony i odnowiony, aby móc przygotować go do ponownego startu – co stanowi nie więcej niż 10% kosztów budowy nowej rakiety.
Matematycznie rzecz biorąc, sześciokrotne wystrzelenie oraz lądowanie jednego Falcona 9 jest o połowę tańsze niż zbudowanie, wysłanie w kosmos (nie oczekując powrotu) sześciu zupełnie nowych rakiet. Umożliwia to SpaceX’owi zaoferowanie ceny niższej o 50% od konkurencji. Co więcej, według Muska „nie ma oczywistego limitu” tego, ile razy Falcon 9 może zostać ponownie użyty. „Osiągalnych jest ponad sto lotów” na jednej rakiecie, chociaż SpaceX poniosłoby dodatkowe koszty związane z wymianą zużytych części.
Rakiety SpaceX – co to jest Starlink?
Starlink to telekomunikacyjny system satelitarny budowany przez firmę SpaceX. Docelowo ma składać się z kilkudziesięciu tysięcy małych satelitów na niskiej orbicie okołoziemskiej, uzyskujących połączenie z wyznaczonymi naziemnymi przekaźnikami. Ośrodek rozwoju satelitów SpaceX w Redmond (Waszyngton) mieści zespoły badawcze, rozwojowe, produkcyjne i kontrolne orbity Starlinka. Amerykańskie przedsiębiorstwo Muska oszacowało koszt dziesięcioletniego projektu, budowy oraz rozmieszczenia konstelacji (w maju 2018 roku) na co najmniej 10 mld dolarów.
Firma twierdzi, że usługa stworzy nowe źródło przychodów, a przy okazji pomoże sfinansować kosztowne ambicje dotyczące eksploracji Marsa. Jednak skala projektu budzi obawy niektórych astronomów. Niebo wypełnione tysiącami satelitów może bowiem zakłócać ich obserwacje, ale firma SpaceX zaręcza, iż planuje współpracować z fizykami i podejmować kroki w celu złagodzenia wpływu Starlinka na astronomię. Jednym z nich będzie uzupełnienie satelitów w VisorSat, czyli ochronę przeciwsłoneczną, zmniejszająca współczynnik odbicia światła.
Kosmiczna arka, czyli Falcon 9
SpaceX z powodzeniem dostarczyło świecące w ciemności sepiolidy oraz malutkie niesporczaki, znane również jako niedźwiedzie wodne, do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Tym sposobem Falcon 9 (wraz z kapsułą Dragon) został ogłoszony kosmiczną arką. Misja Cargo CRS-22 przeniosła również dojrzałe awokado, paprykę, a także rozwijane panele słoneczne (iROSA). Naukowcy zbadają organizmy żywe, aby zobaczyć, czy będą radzić sobie z przetrwaniem i rozmnażaniem się na ISS, oraz w jaki sposób przebiegają symbiotyczne relacje między zwierzętami a drobnoustrojami.
W laboratorium kosmicznym na stacji ISS nieustannie przeprowadzane są eksperymenty naukowe. Astronauci nadzorują poszczególne doświadczenia, przekazując swoje obserwacje „uziemionym” badaczom. Testy pomagają ludziom lepiej zrozumieć życie w stanie zerowej grawitacji, przy większym natężeniu promieniowania kosmicznego, a także dokonywać nowych odkryć, które prawdopodobnie będzie można zastosować na naszej planecie.
Wygląd rakiety Falcon 9 po 10 lotach
Pierwszy stopień rakiety Falcon 9 jest odzyskiwalny – jeden z nich został użyty już dziesięć razy. Pokryta sadzą maszyna, oznaczona jako B1051, wróciła do swojego domu w Port Canaveral (Floryda) 12 maja, po rekordowym wystrzeleniu na orbitę sześćdziesięciu satelitów internetowych Starlink. Start rakiety Falcon 9 miał miejsce 9 maja, a przybycie B1051 na Ziemię nastąpiło tuż za B1049 (oba boostery są liderami floty SpaceX i najstarszymi, niezawodnymi – na razie – stopniami w użyciu).
Wygląd pojazdu, niegdyś surowo białego, został odmieniony przez liczne podróże w kosmos i z powrotem. Niebieskie logo SpaceX ledwo widać teraz wśród przypalonych śladów. B1051 jest pierwszym stopniem we flocie kosmicznej użytym do realizacji dziesięciu lotów, co stanowi kamień milowy od czasu debiutu zmodernizowanego Falcona 9 w 2018 roku. Dzięki serii ulepszeń pojazd lepiej wytrzymuje obciążenia związane ze startem, a co za tym idzie może sprostać wyzwaniu w postaci wielokrotnych lotów.
Elon Musk stwierdził, iż firma planuje wykorzystać Falcon 9 do granic możliwości. Chce nadal posługiwać się swoją flotą sprawdzonych w locie boosterów – dopóty, dopóki są sprawne. Właśnie dlatego B1051 jest po powrocie na Ziemię rozładowywany, aby kolejny raz przygotować go do podróży. Partnerstwo SpaceX’u z NASA pozwala uniezależnić się Stanom Zjednoczonym od Rosji, a kolejny start rakiety Falcon to wyraźny znak, iż Musk nie odpuści i skupi uwagę na spełnianiu swoich ambicji związanych z eksploracją kosmosu.
