Falcon 9 už za půl roku poletí s upraveným horním stupněm připomínajícím BFR
Falcon 9 se zmenšeným BFS na špici – tak toho se nejspíš nedočkáme (Autor: /u/purpleefilthh)
Elon Musk na Twitteru oznámil, že do června příštího roku by měl proběhnout let Falconu 9 s upgradovaným horním stupněm připomínajícím malé BFR. Nedostatek informací pak vedl k mnoha různým spekulacím – bude stupeň přistávat, bude jej pohánět Raptor? Pojďme se tedy podívat, co by Muskovy tweety mohly znamenat.
Nejdříve si shrňme, co přesně Musk řekl. Nejdříve napsal, že SpaceX upravuje vývojový strom technologií a že horní stupeň Falconu 9 bude upgradován, aby byl jako miniaturní BFR. Poté dodal, že k prvnímu orbitálnímu letu této nové konfigurace by mělo dojít do června. Následně Elon reagoval na otázku, jak bude stupeň přistávat, když má motor Merlin moc vysoký poměr tahu vůči hmotnosti. Elon odpověděl, že kvůli tomu stupeň nebude motoricky přistávat, a že ultralehký tepelný štít a aerodynamické plochy pro kontrolu v hypersonických rychlostech jsou věci, které není možné otestovat bez reálné deorbitace, přičemž motorické přistání už mají v malíku. A na závěr doplnil, že tento upgradovaný druhý stupeň nebude provádět přistávací manévr, kdy se loď překlopí z horizontální polohy do vertikální s motorem napřed, což je plánovaný způsob přistání obřího BFS. Závěrečnou fázi návratu z orbity a samotné přistání bude SpaceX podle Muska testovat pomocí vývojové lodi BFS na rampě v jižním Texasu.
Co si z toho tedy můžeme vyvodit? Zmínka o horním stupni Falconu 9, který bude připomínat malé BFR, svádí k úvaze, že SpaceX prostě vezme chystanou 55metrovou loď BFS a zmenší ji, aby se dala napasovat na existující první stupeň Falconu 9. Ale to mi přijde velmi nepravděpodobné, jelikož by v podstatě šlo o kompletně nový druhý stupeň vyrobený z kompozitních nádrží, což by se do června nestihlo (pokud na tom SpaceX nepracuje už dlouho potají, ale o tom pochybuji). A i když SpaceX získalo příspěvek od amerického letectva na vývoj zmenšeného Raptoru pro teoretické využití na horním stupni raket Falcon, momentálně nic nenasvědčuje tomu, že půjde o něco víc než demonstrátor, a ne produkt, který SpaceX plánuje reálně využívat na něco jiného než získání zkušeností pro normální Raptor. Vývoj natolik odlišného horního stupně Falconu 9 by tedy akorát zpomalil vývoj samotného BFR.
Navíc z Muskových doplňujících tweetů vyplývá, že cílem nebude se stupněm přistát, ale otestovat technologie potřebné pro provedení návratu do atmosféry z orbitálních rychlostí. K tomu jsou potřeba akorát zmíněný tepelný štít a aerodynamické řídící plochy. Co se se stupněm stane po zpomalení na mírně nadzvukovou rychlost, už není podstatné. Klíčové bude přečkat úvodní fázi vstupu do atmosféry, kdy dochází k největšímu zahřívání, a přitom zachovat ovladatelnost plavidla. Získaná data a techniky pak SpaceX bude moci zužitkovat při vývoji lodi BFS.
Myslím si tedy, že to, co Musk nazývá miniaturním BFR, bude ve skutečnosti běžný horní stupeň Falconu 9, který bude dovybaven lehkým tepelným štítem a nějakými náklopnými křidélky podobnými těm z lodi BFS. SpaceX s takovým stupněm bude moci provádět deorbitační testy poté, co dojde k vypuštění nákladu, a zákazníkovi tedy už bude jedno, co se s druhým stupněm stane.
Aktuální verze lodi BFS (Zdroj: SpaceX)
Takovéto zkoušky budou samozřejmě také přínosné pro případné snahy o znovupoužitelnost horního stupně raket Falcon. A i když to je něco, čeho by Musk soudě podle jeho dřívějších prohlášení rád dosáhl, nemyslím si, že to bude primárním účelem těchto experimentů. Ostatně, Gwynne Shotwell ze SpaceX se před rokem nechala slyšet, že se sice chystá záchrana horních stupňů, ale neplánuje se jejich opakované použití a jde spíše o přípravu na znovupoužitelnost BFR. Muskovy aktuální tweety tedy ani vlastně nejsou ničím novým a jedná se jen o přirozený vývoj dlouhotrvajících snah o získání zkušeností s kontrolovaným návratem do atmosféry z orbitálních rychlostí. Provedené experimenty pak urychlí vývoj důležitých technologií pro systém BFR.
Na závěr zmíním zajímavou spekulaci, s kterou přišel web Teslarati. Červnový termín premiéry tohoto upgradovaného horního stupně je totiž totožný s interním termínem SpaceX pro vynesení první várky satelitů Starlink, který Musk loni vytyčil týmu v Redmondu, který má projekt na starosti. Teslarati argumentuje tím, že upgradovaný horní stupeň bude dost odlišný od toho běžného, takže platícím zákazníkům by se nejspíš nelíbilo zvýšené riziko vyplývající z neozkoušeného hardwaru. Řešením by tedy mohlo být poprvé použít nový horní stupeň s tepelným štítem a křidélky na první misi pro Starlink, u které by v případě nějakého selhání došlo “jen” ke ztrátě vlastních satelitů SpaceX. Pro Muskovu firmu by to mohla být ekonomičtější varianta než provedení dodatečné testovací mise, při které by byl odzkoušen nový horní stupeň, avšak bez jakéhokoli nákladu.
Podpořte projekt ElonX
- Mise Starlink 12-1 - 20. 11. 2024
- Mise Starlink 9-13 - 19. 11. 2024
- Daily Hopper: Ruské výčitky, klapka v ohrožení a inspirace přírodou - 16. 11. 2024
Jen takovej blbej dotaz, počítám, že ten let s upraveným horním stupněm na F9 vůbec nebyl?
ano.
BFR klepe na dveře
…běžný horní stupeň Falconu 9
Nebude trochu vadit, že horní stupeň nemá čumák tak jako BFR?
Ať to vlítne do atmosféry zadkem nebo čumákem, bez aerodynamického krytu to musí být docela mazec.
Dolní stupeň je při vstupu do atmosféry výrazně pomalejší a ještě se chrání zážehem motorů.
Podle te nedavne simulace nema BFS vstupovat do atmosfery ani čumakem ani zadkem napřed ale padat bokem a ty kridelka maj korigovat a stabilizovat pad. https://www.youtube.com/watch?v=LQTnWEHl5qU
Bokem ne, ale v podstatě “břichem” napřed. Tam je taky umístěna tepelná ochrana.
Tak jsem to myslel. 🙂 Špatně napsal
mozno planuju len nejake zaoblenie prednej casti stupna (pod adaptérom na naklad), aby to malo aspon trochu nejaku aerodynamiku. Poleti to bruchom napred, a ucelom testu budu hlavne tie ovladacie plochy. Ci sa im podari udrzat stabilnu polohu pocas zostupu.
Viac ma zaujima, ako chcu “schovat” tu mohutnu trysku na M1DVac. Ak nebude za nejakym krytom, tak pri zostupe sa zrejme odtavi.
Díky za super článek.
Dovolím si malou spekulaci.
Těch úprav bude asi trochu víc, než jen “natření” ablativem. Pokud budou chtít testovat chování lodi při vstupu, mělo by to být co nejpodobnější BFS – a druhému stupni do správného poměru tloušťky/délky (2.stF9 3,66/14 = 0,26, BFS 9/55 = 0,16) chybí více než 8 m. Celkem by se tedy nabízelo, vytvořit skutečný model nákladní varianty BFS. Potom by se ale těžko dovnitř vešly satelity. Další možností je prosloužení 2. stupně (o něm dříve mluvil EM v souvislosti s FH – a v tomto případě by se dalo uvažovat i o kompletním přistání. Rozhodně je na co se těšit.
Tipuju, že použijou něco na základě PICA-X, ale bude to ta nejtenčí možná vrstva, o čemž nedávno mluvil Elon (proto taky asi ten štít bude “ultra-light”).
Nejsem si jist jestli se tohle da skalovat. Jsou veci, ktere na zmensenem modelu funguji jinak. Na druhou stranu teorie okolo toho uz je znama (i kdyz ne me), takze asi ve SpaceX vedi, jake informace z toho ziskat mohou a jake ne.
Bohužel teorie týkající se dynamiky plynů jsou odvozeny od praxe (pokusů) a vztahy, které je popisují jsou také jen empirické. Zkušenosti s trubkou vracející se do atmosféry na “stojato” prostě nejsou. Takže je velkou otázkou, co vlastně v SX chtějí zjistit. Možná budou zpočátku jen hledat optimální úhel vstupu do atmosféry – jak velké tendence má těleso podobného tvaru k odrážení zpět. Ale ať přemýšlím, jak přemýšlím, stále mi připadá, že poměr průměru a délky je celkem důležitý.
Super článek, děkuji! Četl jsem to nejdřív na space.com , ale tady je to mnohem víc v souvislostech. Každopádně další let, na který se těšit! 🙂
Kdo ví, čeho se ještě dočkáme
Tak ještě mě napadlo, že by mohli použít některý z uskladněných stupňů pro tyto testovací účely.
Jak to myslíte – z kterých uskladněných stupňů?
Ivo, pokud block 5 zahrnoval upravy rampy, tak jsou nepouzitelne vsechny s vyjimkou 5, a ty hlavne plni manifest, nez jich bude dost, aby se s nima mohlo zachazet macesky.
Jenže toto nikde oficiálně nepadlo a stejně tak ty úpravy mohou být takové, že jsou rampy zpětně kompatibilní, takže jde čistě o úvahu.
Ivo, samozřejmě že ano, můžeš mít pravdu. Proto jsem to taky navrhoval jen jako možnost a rozhodně z mé strany nešlo o žádné kategorické tvrzení. Pokud to tak vyznělo, tak to bylo rozhodně neúmyslné.