SpaceX sa blíži k veľkému míľniku na ich ceste k čo najväčšej opakovanej použiteľnosti ich rakiet. Prvá raketa Falcon 9 verzie Block 5 stojí na stojane v ich testovacom zariadení McGregor v Texase. Falcon 9 verzie Block 5 tam čaká na svoj prvý statický zážeh. Jedná sa o jadro 1046, ktoré bolo len pred pár dňami premiestnené z ústredia SpaceX v mestečku Hawthorne v Kalifornii do ich testovacieho zariadenia v Texase. Prvý testovací statický zážeh tejto rakety by sa mal udiať už tento týžden.

Evolúcia rakiet Falcon 9

Od roku 2010 sa stala vlajkovou loďou SpaceX, mladej spoločnosti z Kalifornie zaoberajúcou sa dopravovaním nákladu do vesmíru, raketa Falcon 9. Odvtedy táto raketa prešla mnohými zmenami a akutalizáciami rôznych systémov, no najviac boli modifikované jej nádrže a raketové motory.

Raketa Falcon 9 na jej začiatku vyzerala veľmi odlišne ako vyzerá dnes. Asi najviditeľnejší rozdiel je rozloženie motorov, ktoré bývalo usporiadané do matice 3×3 a jej nádrže boli kedysi o dosť kratšie. Táto verzia taktiež používala staršie raketové motory Merlin 1C. Raketové motory Merlin 1C sa nachádzali ešte na ich predošlej rakete Falcon 1, neskôr boli ľahko modifikované pre raketu Falcon 9. Na prvom stupni rakety sa ich nachádzalo 9 a na druhom stupni sa nachádzala upravená, vákuová verzia motoru Merlin 1C. Táto verzia rakety Falcon 9, v 1.0, odštartovala len 5 krát a všetky jej lety niesli Dragon kapsulu alebo atrapu kapsuly Dragon na nízku orbitu Zeme.Raketa spoločnosti SpaceX, Falcon 9 verzie Block 5

SpaceX ale potrebovalo raketu Falcon 9 v1.0 upraviť a to tak aby dokázala na obežnú dráhu zeme vyniesť viac nákladu. Takto upravená raketa bola omnoho príťažlivejšia pre zákazníkov a tak SpaceX vytvorilo novú verziu – v1.1. Táto verzia začala lietať v roku 2013. Na jej palube sa nachádzalo viacero vylepšení v porovnaní s dizajnom prvej rakety v1.0. Najväčšou zmenou bola výmena motorov Merlin 1C za motory Merlin 1D s vyšším výkonom. Ďalšou dôležitou zmenou bolo zväčšenie nádrží.

Okrem mnohých dizajnových vylepšení priniesla verzia v1.1 firme možnosť záchrany a opakovaného použitia prvého stupňa rakety. Vďaka zvýšeniu výkonu za použitia nových motorov a zväčšenia nádrží mala raketa dosť ostatkového paliva na cestu späť. Bolo to možné len počas misií s nie príliš ťažkým nákladom. No predsa, SpaceX sa mohlo po prvý krát začať pokúšať o záchranu prvého stupňa rakety Falcon 9. SpaceX plánovalo zo začiatku pristávať uprostred oceánu, najskôr pristávať priamo na hladine a neskôr na jednej z ich autonómnych robotických lodí.

Raketa spoločnosti SpaceX, Falcon 9 verzie Block 5

Firma dúfala, že neskôr budú zachraňovať nie len prvý, no i druhý stupeň rakety, podobným spôsobom ako ten prvý. No SpaceX zatlačilo tento cieľ na úplne posledné miesto vo svojich prioritách, aspoň zatiaľ. Prezidentka spoločnosti SpaceX, Gwynne Shotwell, na konci roku 2017 povedala, že SpaceX sa pokúsi o pristátie druhého stupňa uprostred oceánu v roku 2018. Neskôr dodala, že opakované použitie druhého stupňa neplánujú, aj keď sa o jeho záchranu určite pokúsia.

Aj keď táto informácia nie je veľmi známa, aj Falcon 9 verzie v1.0 sa pokúsil o pristátie a to dokonca 2 krát. No tieto pristátia mali úplne inú stratégiu. Prvé stupne boli vybavené padákom, ktorý sa mal počas pristátia otvoriť a pokúsiť sa o pristátie na hladine Atlantického oceánu. No ani jeden z pokusov nebol úspešný, padáky sa potrhali a raketám sa nikdy nepodarilo pristáť.

Pristátia rakiet Falcon 9

Po dvoch neúspešných pokusoch o pristátie s verziou v1.0 sa firma rozhodla vydať sa inou cestou, a to, pokúsiť sa pristáť za pomoci raketových motorov. O pristátie s raketou takýchto rozmerov a váhy sa ešte nikto nikdy nepokúsil, preto SpaceX na začiatku nič neriskovalo a nechávalo svoje rakety simulovane pristávať na otvorenom oceáne a bez lodi. Ako sa predpokladalo, prvé pristátie bolo neúspešné, no druhé pristátie bolo úspešné a SpaceX sa podarilo pristáť s raketou Falcon 9 presne na plánovaný cieľ.

Raketa spoločnosti SpaceX, Falcon 9 verzie Block 5

Po pár ďalších pristátiach sa SpaceX rozhodlo začať testovať pristátia na autonómnych robotických lodiach. Prvá loď bola pomenovaná “Stačí si prečítať inštrukcie” a jej domovským prístavom bol prístav mestečka Jacksonville na Floride.

Prvý pokus o pristátie na robotickej autonómnej lodi “Stačí si prečítať inštrukcie” sa uskutočnil počas misie CRS-5, no pristátie nebolo úspešné. Problémom boli roštové kormidlá rakety. Roštové kormidlá sa nachádzajú na vrchnej časti prvého stupňa rakety Falcon 9 a využívajú sa na manévrovanie rakety prechádzajúcou atmosférou. Počas ich zostupu kormidlám došla hydraulická kvapalina a kormidlá sa stali neovladatelné. To spôsobilo stratu kontroly nad raketou a jej nasledovné narazenie do autonómnej lode.

Na další pokus o pristátie, počas misie CRS-6, sa pokazila škrtiaca klapka na centrálnom motore. Zaseknutá klapka spôsobila, že motor sa nemohol hýbať dostatočne rýchlo na to aby dokázal úspešne manévrovať raketu, to spôsobilo hojdanie prvého stupňa pri jeho zostupe k pristávacej ploche na autonómnej lodi. Prvý stupeň síce pristál, no nie kontrolovane a jeho horizontálne hojdanie spôsobené zaseknutou klapkou nakoniec spôsobilo prevrátenie rakety a jej následnú explóziu.

Počas ďalšej zásobovacej misie na ISS, CRS-7, poslalo SpaceX na oceán svoju druhú loď, ktorú nazvali “Samozrejme, že ťa stále milujem”. No bohužiaľ pri tomto štarte sa SpaceX o pristátie nepokúsilo vôbec, kedže počas letu zaznamenalo anomáliu a o raketu Falcon 9 v1.1 prišli bez úspešného doručenia nákladu.

SpaceX sa po prvý krát podarilo pristáť na pevnine, nie na lodi. Firma úspešne pristála s prvým stupňom rakety Falcon 9 na pristávacej ploche LZ-1 v Myse Canaveral na Floride – 21. decembra 2015. Na lodi “Samozrejme že ťa stále milujem” sa SpaceX podarilo pristáť 8. aprila 2016.

Raketa spoločnosti SpaceX, Falcon 9 verzie Block 5Dodnes sa SpaceX podarilo pristáť s 23 prvými stupňami rakety Falcon 9 z celkových 28 pokusov.

Falcon 9 Plný Ťah

Na to aby prvé stupne rakety Falcon 9 mohli pristávať aj počas misií kedy bolo potrebné vyniesť ťažší náklad, či prvý stupeň sa potreboval pohybovať väčšou rýchlosťou, vyvinulo SpaceX novú verziu rakety. Tzv. verziu “Plný Ťah” – ktorú občas nesprávne nazývajú verziou v1.2. Viditeľné zmeny na tejto verzii boli napríklad predĺžený druhý stupeň, zhustené pohonné látky a vylepšené motory. Tieto všetky úpravy takmer zdvojnásobili nosnosť rakety Falcon 9 na nízku obežnú dráhu zeme a umožnili prvému stupňu pristávať aj počas misií, ktoré niesli náklad na geostacionárnu prechodovú obežnú dráhu.

Verzia “Plný Ťah” disponovala aj novými roštovými kormidlami, novými pristávacími nohami a mnohými ďalšími štrukturálnymi zmenami a zmenami na odľahčenie rakety. Táto nová verzia rakety Falcon 9 mala od svojho prvého predstavenia v roku 2015 tiež niekoľko úprav, tzv. Block-ov. Dodnes vieme o piatich Blockoch, z toho 4 už štartovali. Block 1 až 4 boli pomaly vyvíjané, testované a nakoniec lietali v priebehu rokov 2016 a 2017. Block 2 bol prvý, ktorý bol opakovane použitý.

Na prelome rokov 2016 a 2017 Elon Musk oznámil, že pripravujú novú, finálnu verziu rakety Falcon 9, Block 5.

Raketa spoločnosti SpaceX, Falcon 9 verzie Block 5

Táto verzia by mala mať opäť upravené a vylepšené Merlin 1D motory. Spolu s upravenými motormi by Block 5 mal tak isto napomôcť rapídnemu opakovateľnému použitiu a jednoduchšej výrobe.

Jednou z najväčších vizuálnych zmien sú pristávacie nohy. Tie by odteraz mali byť schopné sa stiahnuť späť do svojej pôvodnej polohy. Block 5 by mal teda umožniť tímu, ktorý raketu skladá či už z pristávacej plochy na pevnine alebo na lodi, stiahnuť pristávacie nohy rakety Falcon 9. Doteraz sa pri skladaní a odvážaní rakety z pristávacej plochy museli tieto nohy úplne odstrániť. Očakávame, že pristávacie nohy budú čierne.

Tak isto vieme, že celý prvý stupeň bude pokrytý špeciálnym náterom. Bude sa jednať o tepelnú ochrannú vrstvu, ktorá by mala ochrániť raketu pred obrovskými teplotami, ktoré zažíva keď prechádza cez atmosféru. Toto by malo umožniť ešte jednoduchšie opakované použitie.

Tak isto na Blocku 5 budú staré hliníkové roštové kormidlá nahradené titánovými roštovými kormidlami, s novým dizajnom. Tieto by mali napomôcť ešte lepšej manévrovateľnosti rakety pri jej zostupe cez atmosféru a následnom pristátí. Nové roštové kormidlá boli už niekoľko krát testované, prvý krát to bolo pri misii Iridium NEXT-2, druhý krát boli tieto kormidlá použité pri prvom lete rakety Falcon Heavy na bočných prvých stupňoch.

Raketa spoločnosti SpaceX, Falcon 9 verzie Block 5

NASA má na Block 5 vysoké nároky, oprávnene!

Block 5 bol ale primárne nadizajnovaný aby spĺňal a predčil požiadavky NASA pre ich lety s posádkou. Vylepšenia napríklad zahŕňajú nový dizajn trubopump na raketových motoroch Merlin 1D. Tieto turbopumpy boli nanovo navrhnuté po tom čo SpaceX zistilo, že pumpy na niektorých miestach pukli, väčšinou na motoroch prvých stupňov, ktoré už jeden let zažili alebo na motoroch, ktoré boli dôsledne testované na zemi.

NASA nedovolí SpaceX lietať s ich posádkou len tak na nejakej neotestovanej rakete. To znamená, že Block 5 by mala byť finálna verzia rakety. NASA vyžaduje aby SpaceX letelo s posádkou na tzv. “zamrznutej” konfigurácii. Tento výraz nedáva moc zmysel v slovenskom jazyku, no v podstate to znamené, že SpaceX musí úspešne ukončiť misiu aspoň 7 krát na rakete, ktorá nebude mať implementované žiadne zmeny.

Block 5, ktorý sa momentálne nachádza v testovacom centre SpaceX v Texase, jadro 1046, by mal prvý krát zamieriť do vesmíru s misiou Bangabandhu-1. V tomto momente je misia plánovaná na apríl 2018. Štart by sa mal uskutočniť zo štartovacej plochy LC-40 z leteckej základne v Myse Canaveral na Floride.

Ďalší Block 5, jadro 1047, by mal byť momentálne vo výstavbe v ústredí SpaceX v mestečku Hawthorn v Kalifornii. Motory pre tento Block 5 už boli jednotlivo otestované v testovacom zariadení v Texase vo februári 2018. Zatiaľ sa nevie, ktorá misia poletí na druhom jadre verzie Block 5, no presun do testovacieho zariadenia McGregor v Texase sa očakáva v druhej polovici marca.

Zdroj informácií a fotografií: NasaSpaceFlight

ZANECHAŤ ODPOVEĎ

Please enter your comment!
Please enter your name here