Cesta prvního stupně Falconu 9 od výroby přes přistání a přípravu na další start

První stupeň rakety Falcon 9 to nemá snadné. Během svého „života“ se projede po celé Americe, podívá se do vesmíru a když má štěstí, tak stráví pár dní na moři a následně si tím vším možná projde znovu. A SpaceX usiluje o to, aby jejich první stupně mohly takovéto cykly absolvovat mnohokrát. Pojďme se tedy podívat, čím vším si takový Falcon musí vlastně projít.

Výroba v Hawthorne

Cesta prvního stupně Falconu 9 začíná v ústředí SpaceX v Hawthorne, kde probíhá veškerá výroba. SpaceX na přelomu roku 2016/2017 vyrábělo kolem 30 prvních stupňů ročně, ale toto číslo postupně klesalo díky tomu, že každý první stupeň je možné použít minimálně 15krát. Některé linky vyrábějící první stupně tedy byly postupně překonfigurovávány na výrobu druhých stupňů, které jsou potřeba nové pro každý start.

Vyrábějí se dva typy prvních stupňů. Jeden typ je možné využít jako první stupeň Falconu 9 nebo jako boční stupeň Falconu Heavy a druhý typ pak lze využít pouze jako centrální stupeň Falconu Heavy, jelikož je zesílený a v dalších ohledech odlišný od prvního typu.

V Hawthorne jsou vyrobeny a následně integrovány skoro všechny komponenty prvního stupně – nádrže, motory, avionika apod. Z výrobní haly tedy vyjede téměř plně funkční první stupeň. Teoreticky by mohl putovat rovnou na rampu a odstartovat, ale SpaceX si zakládá na důslednosti a tak je pravidlem, že každý stupeň musí projít důkladnou kontrolou v jejich testovacím zařízení v McGregoru.

Testování v McGregoru

Vyrobený stupeň je v Hawthorne zabalen do ochranné fólie, připojen k tahači a po silnici přepraven z ústředí v Kalifornii do McGregoru v Texasu. Zajímavostí je, že průměr prvního stupně Falconu 9 je přesně 3,66 metrů, což nebyla náhoda. Jedná se o maximální hodnotu, která SpaceX umožňuje přepravu po běžných silnicí bez speciálního povolení, což samozřejmě značně usnadňuje logistiku.

Poté, co první stupeň dorazí do McGregoru, je zkontrolován a následně postaven na testovací rampu a je proveden tzv. statický zážeh, při kterém je zažehnuto všech 9 motorů Merlin jako při ostrém startu, akorát je raketa celou dobu pevně držena na zemi a po pár vteřinách jsou motory opět vypnuty. Následně se provede analýza získaných dat a pokud je vše v pořádku, první stupeň je opět zabalen a převezen do hangáru na jedné ze startovních ramp, odkud má raketa letět na svou misi.

Integrace u rampy

Souběžně s tímto putováním prvního stupně probíhá téměř totožný cyklus stupně druhého a také příprava Dragonu či jiného nákladu ve formě družice. Cesty všech těchto dílů se pak setkají v integračním hangáru u startovní rampy, kde se vše smontuje do výsledné rakety Falcon 9, která je navíc vybavena přistávacími nohami a roštovými kormidly potřebnými pro přistání prvního stupně. Náklad je uzavřen do aerodynamického krytu a připojen k druhému stupni a výsledek je následně připojen ke stupni prvnímu.

Pár dnů před startem pak hotová raketa někdy projde dalším statickým zážehem na rampě, aby se ověřilo, že po silničním převozu všechno stále funguje, jak má. Pokud ano, raketa je připravena na ostrý start.

Start

Raketa je v dostatečném předstihu vyvezena z hangáru pomocí tzv. transportéru/erektoru, což je zařízení sloužící k přepravě rakety na rampu, jejímu následnému vztyčení a podpoře před startem.

V hodinách a minutách před startem pak probíhají všemožné kontroly a rozličná stanoviště dávají svolení ke startu. Zároveň probíhá tankování paliva a okysličovadla. Poslední minutu před startem je raketa v plně automatickém režimu a všechny úkony provádí sama. Pár vteřin před startem jsou zažehnuty motory a letový počítač zkontroluje, že všechny fungují správně. Pokud ne, systém motory automaticky opět vypne a start je přerušen. Teprve pokud motory touto kontrolou projdou, dojde k uvolnění rakety, kterou do té doby drží na zemi kovové držáky.

Po zhruba 2,5 minutách letu se první stupeň oddělí od zbytku rakety a začne se vracet k zemi, aby se pokusil přistát.

Přistání

První stupeň po oddělení od stupně druhého provede dva až tři zážehy, které mu umožní bezpečně přistát buď na pevnině, nebo na plovoucí mořské plošině:

1. První zážeh je tzv. zpětný neboli boostback, který je proveden poté, co se raketa otočí o 180°, takže je natočena proti směru letu a tah motorů ji následně zpomalí a zkrátí se tím tedy výsledná vzdálenost místa dopadu od místa startu. Pro tento manévr jsou zažehnuty 3 motory. U misí s vysokou hmotností nákladu nebo mířících na náročnější orbity se tento zážeh neprovádí kvůli ušetření paliva.
2. Druhý zážeh je tzv. vstupní a provádí se při návratu zpět do atmosféry. Bez něj by raketa „padala“ moc rychle a nepřežila by průchod atmosférou. Tímto 3motorovým zážehem se tedy první stupeň dostatečně zpomalí, aby přečkal let hustým vzduchem bez úhony.
3. Poslední zážeh se nazývá přistávací a začne několik vteřin před samotným přistáním, aby raketu dostatečně zpomalil kvůli měkkému dosednutí. U většiny misí je pro přistání nastartován jen jeden motor (ten úplně prostřední), ale například u bočních stupňů Falconu Heavy se provádí kratší zážeh 3 motorů. Nejdříve se zažehne prostřední motor, pak dva boční a ty za pár vteřin opět zhasnou, takže při dosednutí hoří už jen prostřední motor. Tento manévr šetří palivo, ale přistávací sekvence musí být o dost preciznější, jelikož nabízí menší prostor pro chybu.

V případě úspěšného přistání na mořské plošině následuje zajištění stupně k palubě (buď pomocí speciálního robota OctaGrabbera, nebo připoutáním řetězy), aby se zabránilo nechtěnému pohybu rakety během plavby. Poté stupeň čeká několikadenní cesta do přístavu, kde je nejdříve jeřábem přeložen do stojanu na pevnině, následně mu jsou sklopeny nohy a poté je položen  na silniční transportér a odvezen do hangáru k dalšímu zpracování.

Zpracování zachráněného stupně

První stupeň Falconu 9 je v případě floridského startu zpracován v Hangáru X v Kennedyho kosmickém středisku. Tam je provedena jeho kontrola a údržba a nakonec je nainstalován také nový druhý stupeň. Následně je raketa převezena do hangáru u konrétní startovní rampy a po připojení aerodynamického krytu s nákladem je Falcon 9 připraven na další misi. Celý proces se pak opakuje.

Jak vidíte, cesta prvního stupně je dlouhá a klikatá. Pokud navíc stupeň přežije přistání a po inspekci je přiřazen k další misi, čeká jej podobné kolečko znovu.

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!