Falcon, Starship a Starlink: Shrnutí minulých, současných a budoucích úspěchů SpaceX

Foto: Official SpaceX Photos/Flickr

Vloni společnost SpaceX provedla 96 startů raket Falcon a Falcon Heavy, kromě toho dvakrát vypustila systém Starship. Rodina Falconů překonala rekord Sojuzu jako nosná raketa s největším počtem misí v období 365 dnů (více než šedesát misí), i když v roce 2022 již překonala rekord, který sovětský Sojuz-U vytvořil v roce 1979 se 47 misemi za kalendářní rok, píše Daniel Marín na svém blogu Eureca, věnovanému vesmíru.

Všechny starty Falconu v roce 2023 byly úspěšné, stejně jako návraty jednotlivých stupňů a Falcon Heavy, který v roce 2023 uskutečnil pět misí, již vynesl na oběžnou dráhu více užitečného nákladu než 13 startů Saturnu V.

Když už mluvíme o užitečném zatížení, společnost SpaceX umístila na oběžnou dráhu téměř 80 % všech užitečných nákladů vypuštěných na celém světě (hlavně v Číně, protože v roce 2023 proběhlo jen málo těžkých startů od jiných států nebo organizací). I když je pravda, že drtivou většinu této hmotnosti tvořily družice Starlink.

Jak jsme již uvedli, všechny stupně Falconu úspěšně přistály – s výjimkou jaderných stupňů Falconu Heavy, které nebyly připraveny k opakovanému použití. Stupeň B1058 překonal rekord v opakovaném použití s 19 misemi.

Tato čísla je důležité strávit, protože stupeň B1058 uskutečnil oněch 19 misí za pouhé tři roky, a neměli bychom zapomínat, že existuje mnoho nosičů, které za svou kariéru tolikrát neodstartovaly (například čínský CZ-5 má na kontě deset startů od roku 2016). Takže pouze B1058 za svou kariéru vynesl na oběžnou dráhu 860 družic a 260 tun nákladu.

Díky SpaceX vypadá dosažení těchto čísel snadné a člověk má dojem, že si etapy vymýšlí už desítky let, ale nezapomínejme, že první úspěšné přistání nosné rakety Falcon 9 se uskutečnilo teprve před více než osmi lety. A teprve v březnu 2017 se jí podařilo znovu použít stupeň.

Od té doby společnost SpaceX uskutečnila 262 přistání (205 úspěšných přistání na pobřežních lodích). 188 úspěšných přistání celkem a 269 úspěšných startů v řadě. A tempo startů je tak rychlé, že v době, kdy budete číst tyto řádky, budou výše uvedená čísla s největší pravděpodobností zastaralá.

Nejbližším cílem společnosti SpaceX nyní je, aby každý stupeň vydržel až čtyřicet misí bez drastických revizí a nezapomínejme na spolehlivost. Ačkoli se jí nedaří pravidelně je zachytávat před dopadem na hladinu oceánu pomocí obřích síťových člunů, SpaceX je nadále sbírá z moře a znovu používá a nashromáždila již více než 300 opakovaných použití cívek. Podle SpaceX jí každé zpětné využití ušetří 6 milionů dolarů (cca 136 502 000.- Kč). Na jeden start to není mnoho, ale když jich máte desítky, úspora je značná.

Na druhou stranu SpaceX pokračuje v zavádění drobných změn Falconu 9 a v roce 2023 jsme se při některých misích dočkali použití nové trysky druhého stupně Merlin 1DVac. Je kratší a neefektivní, ale levnější.

Společnost očekává, že do roku 2024 uskuteční více než 150 startů, takže je velmi důležité zkrátit dobu zpracování každé mise. V tomto ohledu trvalo při třetí orbitální misi společnosti SpaceX v roce 2024 (mise Starlink 6-35) mezi přesunem rakety na rampu a jejím startem pouhých 6 hodin a 33 minut. SpaceX doufá, že do konce roku bude konečně schopna vypustit dvě rakety Falcon 9 z jedné rampy během 24 hodin.

Hlavním nákladem Falconu 9 zůstane Starlink. Je to logické, protože potenciální zisky v telekomunikačním sektoru jsou mnohem vyšší, než jakých může dosáhnout společnost, která se věnuje pouze startům do vesmíru, a to i v případě, že máte tolik misí jako SpaceX. A to je hlavní důvod, proč se velké společnosti jako Lockheed Martin nebo Boeing nikdy vážně nezabývaly vývojem revolučních nosných raket, protože potenciální zisky jsou jen nepatrným zlomkem toho, co mohou vydělat například na většině vojenských zakázek.

SpaceX se samozřejmě snaží získat přízeň americké vlády i tím, že jí dá k dispozici tuto téměř nezničitelnou satelitní komunikační síť a její vojenskou verzi Starshield. SpaceX loni představila větší a těžší družice Starlink V2 Mini se dvěma solárními panely a motory na bázi argonu s Hallovým efektem, které oproti předchozí generaci zdvojnásobují kapacitu (z 80 terabitů za sekundu na 160 TB/s).

Starlink navíc využívá více než devět tisíc laserových spojů mezi satelity, což umožňuje propojení jednotek vzdálených až 3 000 kilometrů a přenosy 100 GB/s na každém spoji. Společnost SpaceX již připravuje čtvrtou generaci terminálů Starlink. Továrna Starlinku v Bastropu je již v provozu a první testy přímé komunikace s mobilními telefony bez potřeby speciálních terminálů začaly počátkem roku 2024. Šířka pásma je velmi malá, řádově 7 MB/s na buňku satelitního pokrytí, která má být rozdělena mezi uživatele v oblastech o průměru stovek kilometrů, ale pro textové zprávy z odlehlých oblastí postačuje.

Rok 2023 byl pro Starship kritickým rokem a systému se podařilo dvakrát vzlétnout. Musk konečně vysvětlil, proč musel být S25 během mise IFT-2 zničen jen několik sekund před plánovaným vypnutím motorů. S25 začal vypouštět kapalný kyslík, aby snížil svou hmotnost a lépe simuloval podmínky mise s užitečným zatížením, ale kyslík nakonec způsobil požár, když se smísil s metanem a aktivoval se FTS.

Paradoxní je, že kdyby nesla užitečné zatížení, nebylo by nutné tento přebytečný kapalný kyslík likvidovat. Při misi IFT-3 je cílem dosáhnout oběžné dráhy (nebo okrajově orbitální trajektorie) a provést brzdicí zážeh s využitím hlavových nádrží, jakož i otestovat přenos pohonných látek pro program Artemis a otestovat bránu užitečného zatížení pro starty Starlinku V2/V3 se Starshipem. Oficiálně byla také potvrzena výstavba druhé startovací věže v Boca Chica, aby bylo možné zvládnout vysokou poptávku po startech, zejména pokud bude jedna z ramp dočasně mimo provoz kvůli „explozivnímu startu“, jako při první misi, nebo kvůli modernizaci.

SpaceX chce do roku 2024 několikrát vypustit největší raketu, jaká kdy byla postavena. Podle Muska „je lepší obětovat hardware než čas“ a sdělil, že navrhují verzi 3 hvězdné lodi s větší výškou: 140–150 metrů místo 120 metrů a s tahem při startu, který bude být trojnásobkem Saturnu V. Muskovým cílem je vynést na nízkou oběžnou dráhu jeden milion tun ročně, z čehož 200 000 tun by dosáhlo povrchu Marsu, což je minimální množství pro zajištění účinné kolonizace (nebudu zde analyzovat výzvy, které s tím souvisí).

Je také třeba připomenout, že SpaceX je jedinou společností, která pravidelně provozuje pilotovanou kosmickou loď, ačkoli jejím hlavním zákazníkem zdaleka zůstává NASA a kosmické agentury z jiných zemí. Flotila kosmických lodí Dragon s posádkou a nákladem se již s ISS spojila vícekrát než raketoplán a na oběžné dráze strávila kumulativně více času než všechny raketoplány dohromady v letech 1981 až 2011, což je rekord, který není příliš obtížné překonat, uvážíme-li, že raketoplán dokázal na oběžné dráze strávit sotva dva týdny.

Od května 2020 vynesly Crew Dragony na oběžnou dráhu 42 lidí a SpaceX již dokončila přístupové rameno pro posádku na rampě SLC-40 na mysu Canaveral, takže již má druhou doplňující rampu 39A na KSC pro starty s posádkou.

Letošní mise Polaris Dawn také otestuje první vesmírný oblek SpaceX během prvního samostatného výstupu Crew Dragonu do vesmíru. V tomto smyslu rakety Falcon a kosmická loď Dragon dosáhly cíle, který raketoplán nikdy nemohl splnit: rutinně vynášet náklad a lidi do vesmíru pomocí částečně opakovaně použitelného systému, který umožňuje snížit náklady.