Block 5 neboli „finální“ varianta Falconu 9 slaví 5 let od premiéry a zatím nikdy neselhala

Přesně před pěti roky měla premiéru finální varianta raket Falcon označovaná Block 5. Přinesla řadu vylepšení především v oblasti snazší znovupoužitelnosti a od té doby si připsala přes 170 startů se 100% úspěšností. Pojďme si připomenout, co je vlastně Block 5 zač, a zároveň se podívat na několik zajímavých informací a statistik z jeho provozu.

Raketa Falcon 9 měla premiéru už v roce 2010, kdy odstartovala prvotní verze označovaná v1.0. V roce 2013 pak přišla výrazně vylepšená a výkonnější varianta v1.1, se kterou SpaceX začalo provádět pokusy o přistání prvního stupně. První úspěch se ale dostavil až na konci roku 2015 při misi Orbcomm-2, což byl úplně první start Falconu 9 v nové variantě v1.2. Tato verze pak v následujících letech prošla sérií dalších vylepšení a její podverze se označují Block 1 až Block 5. A právě Block 5 představuje Falcon 9 v podobě, jak jej známe dnes.

Falcon 9 ve variantě Block 5 poprvé odstartoval 11. května 2018 na misi s bangladéšskou družicí Bangabandhu-1. Raketa se na první pohled lišila od svých předchůdců díky novým černým prvkům, ale spousta dalších změn se nacházela „pod kapotou“. Zmíním jen pár hlavních vylepšení, ale pokud vás zajímají podrobnější informace o tom, čím vším se liší jednotlivé verze Falconu 9, navštivte náš starší článek.

• Výrobní vylepšení – Spousta změn kvůli snazší výrobě. Příkladem je šroubovaný octaweb, což je hlavní nosný prvek ve spodní části rakety, ve kterém jsou umístěny motory. Octaweb byl nově vyráběn z tužšího hliníku a také už jeho díly nebyly svařeny, ale sešroubovány, což usnadňuje výrobu a inspekci.
• Titanová roštová kormidla – Nová titanová kormidla mají vyšší tepelnou odolnost, protože na rozdíl od původních hliníkových snesou teplotu až 1000 °C a mezi starty s nimi není potřeba nic dělat. Zároveň díky vylepšenému tvaru umožňují větší ovladatenost.
• Změny kvůli certifikaci pro pilotované mise – Block 5 byl první variantou, která měla vynášet astronauty, a tak bylo nutné provést různé změny kvůli získání certifikace NASA. Jednou ze změn bylo například zamezení vzniku mikroprasklin na lopatkách turbočerpadel u motorů Merlin. Block 5 navíc má upgradovaný letový počítač, pokročilejší inerciální měřící systém, vylepšené řízení motorů a vše je odolnější vůči chybám a selháním.
• Schopnější druhý stupeň – Vylepšený horní stupeň dokáže pobývat na orbitě i několik hodin a během této doby provádět opakované zážehy motoru. Druhý stupeň také dostal speciální zařízení, které brání vzniku vírů v nádržích.
• Zvýšený tah motorů – Při testování se zjistilo, že motory Merlin 1D jsou spolehlivě schopné vyššího tahu, než který byl původně považován za maximální možný. Jedná se pouze o softwarovou změnu, která měla za následek zhruba 8% zvýšení tahu.
• Vylepšený heliový systém – Upravené heliové nádoby a vylepšený systém tankování, aby se zabránilo vzniku podobné situace, která vedla k nehodě Amos-6. Finální verze heliových nádob však byla poprvé použita až u stupně číslo B1051, což by šestý vyrobený exemplář varianty Block 5.
• Znovupoužitelná tepelná ochrana – Block 5 disponuje znovupoužitelnou tepelnou ochranou. U předchozích verzí byla tepelná ochrana převážně řešena formou ablativních nátěrů a korkového štítu, což je sice levné, ale na druhou stranu to není praktické z hlediska rychlé znovupoužitelnosti. Block 5 má na nohách a mezistupni černou tepelnou ochranu z plstěného materiálu, který nevyžaduje nátěr a odpuzuje vodu. Motorová sekce pak má vylepšený tepelný štít – původní kompozitní struktura byla nahrazena titanem a také je nově aktivně chlazena vodou. Štít je navíc vybaven tepelně odolnými dlaždicemi.
• Sklápěcí a znovupoužitelné nohy – Dřívější přistávací nohy nebylo možné po přistání sklopit zpět do svislé polohy, a tak je bylo nutné pokaždé zcela odmontovat. Zároveň neměly dobrou tepelnou ochranu, takže se nedaly snadno použít opakovaně. Nové nohy jsou sklopitelné a je možné je okamžitě použít znovu díky tepelné ochraně. SpaceX však nohy na stupních typu Block 5 zpočátku stále odmontovávalo a sklápění bylo implementováno do praxe až později.

Současný Falcon 9 vypadá v podstatě stejně jako první exemplář Blocku 5 v roce 2018, ale i když je tato varianta označována jako finální a neexistuje něco jako Block 6, raketa přesto v posledních 5 letech dostala řadu dalších vylepšení. Většina z nich se týkala dodatečného usnadnění a zrychlení procesu inspekce po přistání a údržby před příštím startem. Elon Musk prozradil, že několik prvních exemplářů Blocku 5 ještě nebylo plně optimalizovaných, a tak jejich příprava mezi starty byla docela zdlouhavá a tím pádem drahá. Dnes vyráběné první stupně však jsou v tomto ohledu výrazně dál, a tak je možné je používat opakovaně mnohem rychleji a levněji. A různé menší či větší změny jsou prováděny neustále na základě získávaných poznatků z provozu této série raket.

Jak si tedy Block 5 od své premiéry před 5 lety vede? Rykllan, jejíž grafické přehledy a další výtvory můžete znát i z našeho webu, připravala zajímavé infografiky, které prezentují nejdůležitější statistiky o Falconu 9 ve variantě Block 5 od jeho první až po zatím poslední misi. Tato varianta rakety má za sebou celkem 167 startů, přičemž všechny byly úspěšné. Zároveň raketa tohoto typu provedla 163 pokusů o přistání prvního stupně a jen 5 z nich selhalo (SpaceX si momentálně užívá šňůru 116 úspěšných přistání v řadě). Bylo vyrobeno už 35 prvních stupňů typu Block 5, ale jen 24 z nich se nějak podílelo na misích Falconu 9, zbytek byl použit při startech Falconu Heavy. Block 5 navíc dopravil do vesmíru už celkem 34 astronautů (za pouhé tři roky).

Zajímavé je také srovnání statistik s předchozími variantami Falconu 9. Block 5 například má za sebou třikrát více startů než všechny předchozí varianty dohromady. Zároveň je jeho znovupoužitelnost výrazně efektivnější. U předchozích verzí proběhlo jen 12 misí s již použitým prvním stupněm a žádný stupeň nebyl použit více než dvakrát. Nejrychlejší znovupoužití zabralo 71 dnů, avšak průměrná prodleva mezi dvěma starty téhož stupně byla 205 dní. Oproti tomu Block 5 má za sebou už 144 startů s již letěným stupněm a některé vyrobené exempláře absolvovaly už 15 různých misí. Průměrná prodleva mezi dvěma použitími jednoho stupně je 92 dnů a nejrychlejší znovupoužití zabralo jen 21 dní. Rozdíl je tedy markantní a právě díky rychlé a ekonomické znovupoužitelnosti dokáže SpaceX dnes startovat zhruba dvakrát týdně a brousí si zuby na 100 startů ročně.

Přispějte prosím na provoz webu ElonX, aby mohl nadále zůstat bez reklam. Podpořte nás pomocí služby Patreon či jinak a zařaďte se tak po bok ostatních dobrodinců, kteří už finančně přispěli. Děkujeme!