ElonX odpovídá #1: SpaceX na Měsíci, Giga Nevada, záchrana krytů, ekonomičnost Falconů a další
Zavádíme nový seriál „ElonX odpovídá“, ve kterém bude naše redakce odpovídat na otázky, které nám zašlete. Pokud náš web navštěvujete už od jeho vzniku, možná si vzpomenete na občasnou rubriku Otázky a komentáře. Toto je něco podobného, ale tentokrát bude sběr otázek probíhat přes online formulář a do odpovídání se snad bude zapojovat více členů redakce.
Pro první vydání jsme ještě nedostali moc otázek, a tak jsme si trochu vypomohli zajímavými otázkami z našeho Facebooku nebo komentářů pod články. Řeč přijde na termín dokončení konstelace Starlink, ekonomičnost Falconu Heavy, továrnu Giga Nevada, statistiky záchrany aerodynamických krytů nebo závod o přistání lidské posádky na Měsíci.
Pokud máte otázku o Elonu Muskovi a jeho projektech, zašlete nám ji přes tento formulář a možná ji vybereme do některého z budoucích vydání tohoto seriálu. Formulář můžete vyplnit vícekrát.
Prečo vlastne má Starlink podmienku vynesenia všetkých družíc do r. 2027? Aký problém by nastal, keby niektoré vynášal po tomto termíne? (Michal Andrej Jančina)
FCC nechce, aby si firmy zamluvily vysílací pásma a orbitální dráhy pro tisíce družic a pak na těch povolenkách seděly 30 let bez výraznější aktivity nebo provozuschopné konstelace. Takže podmínkou udělení licence je nutnost vynést určité množství družic do nějakého termínu jako důkaz, že to firma myslí vážně. Pokud SpaceX do roku 2027 nestihne vynést všech 12 tisíc družic, na které zatím má povolení, tak by podle podmínek FCC mohla firma provozovat jen tolik družic, kolik jich do té doby stihne vynést.
Pokud ale taková situace nastane v reálu, myslím, že bude možné s FCC vyjednat nějaké prodloužení termínu nebo úpravu podmínek dohody. Starlink je totiž v provozu už dnes a je evidentní, že SpaceX konstelaci buduje, jak nejrychleji dokáže. Je tedy zřejmé, že firmě nejde jen o spekulativní blokování udělených pásem a drah. A v praxi je celkem jedno, jestli budou všechny satelity nakonec vyneseny do roku 2027 nebo třeba až 2030.
– Petr Melechin
Detail šedesáti satelitů pro síť Starlink během příprav na misi Starlink v1-1 (Foto: SpaceX)
Kedy by mala byť dokončená Giga Nevada? (Anonym)
Továrna Giga Nevada je momentálně dokončena zhruba ze 30 % a v tomto stavu se nachází již přibližně 3 roky. Neznamená to ale, že by Tesla a Panasonic plánovaly tento stav zachovat i do budoucna, spíše se momentálně soustředí na zvyšování efektivity produkce. Panasonic tak například byl schopen navýšit roční výrobu bateriových článků z původních 20 GWh na 35 GWh. Přesný plán dokončení továrny bohužel znám není, víme ale, že by výrobní kapacita na straně Panasonicu měla přesáhnout 100 GWh ročně.
– Michal Lenc
Líbil by se mi nový článek na téma “Má SpaceX dostatek prvních stupňů?”. Tento je sice je 2,5 měsíce starý, ale od té doby bylo oznámeno dost nových misí. Pokud se v rychlosti podívám na statistiky, tak je plánovaných 47 misí pro F9 (bez StarLinku) a aktivních stupňů je nyní 8. (Dominik Polák)
Nový článek na toto téma zatím nechystám, ale aktuální situace z hlediska prvních stupňů vypadá následovně.
Ano, stupňů pro Falcon 9 je momentálně k dispozici osm, ale B1062 je zřejmě vyhrazen pro mise GPS a B1063 je minimálně do července zamluven pro NASA (mise DART), i když možná předtím poletí ještě na SARah 1 (to není moc jisté, ale tak jako tak ten stupeň nejspíš už zůstane v Kalifornii). Stupeň B1061 se uvolní až na přelomu dubna a května po misi Crew-2. Minimálně do té doby má tedy SpaceX k dispozici pět různých stupňů, které může prostřídávat mezi misemi Starlink.
B1052 a B1053 byly vyrobeny jako boční stupně Falconu Heavy a SpaceX je evidentně neplánuje překonfigurovat na F9, takže nejspíš poletí až na některé z budoucích misí FH. Možná na letošních USSF-44 nebo USSF-52, ale tipuji, že tam poslouží maximálně jako záloha, a poletí spíše někdy příští rok s družicemi Viasat-3, Inmarsat 6B nebo sondou Psyche.
Příští nový stupeň pro F9 asi bude B1067, který by měl být momentálně ve výrobě a za pár týdnů bychom ho mohli vidět na cestě do McGregoru. Zatím nevíme, na jaké misi poletí.
– Petr Melechin
Startují Falcony vždy s plnými nádržemi, nebo se u méně náročných misí nádrže plní jen částečně, aby se palivem zbytečně neplýtvalo? (Anonym)
Odpadávající úlomky po selhání motoru Merlin během mise CRS-1
SpaceX vždy tankuje raketu na maximum bez ohledu na náročnost mise. Jednak tím vzniká rezerva pro případné selhání motoru během letu, jako tomu bylo u misí CRS-1 nebo Starlink v1-5, ale hlavním důvodem asi bude to, že když je raketa vždy plná, odpadá jedna proměnná, která by mohla mít nějaký neočekávaný efekt.
V prázdnější raketě jinak šplouchá palivo, což je nebezpečné, zároveň je lehčí, i když tah je stejný, což vede k vyšší akceleraci, a tudíž i potenciálně katastrofickým náporům na náklad i raketu jako takovou. Ve SpaceX vědí naprosto přesně, jak se plná raketa chová, protože si to už mnohokrát vyzkoušeli, takže dokážou s jistotou řici zákazníkům, jaké hodnoty přetížení a vibrací mohou očekávat, a oni své družice na to patřičně připraví a předem otestují.
Palivo jako takové je u raketového startu zanedbatelnou položkou (jen asi 0,4 % celkové ceny), takže není důvod jím šetřit.
– Petr Melechin
Zajímalo by mě, jaká je úspěšnost recyklace těch krytů, které chytají. Zda-li se opravdu dají znovu použít. Pokud je výroba tak složitá a je to vrstvený materiál – hliník s umělými vlákny, nebude to po tom volném pádu a zachycení celé popraskané? (Pepe28)
Bohužel nevíme absolutně nic o tom, jak probíhá proces přípravy krytů na další misi, ani jak se proces liší v závislosti na tom, zda kryt přistál v síti, nebo ve vodě. Nejrychlejší znovupoužití krytu trvalo 127 dnů a šlo o kryt, který už předtím absolvoval dvě mise a v obou případech přistál do vody, takže znovupoužitelnost krytů rozhodně možná je a není podmíněna přistáním v síti.
V roce 2020 se SpaceX podařilo zachránit celkem 35 polovin krytů, přičemž 7 z nich bylo zachyceno do sítě bez kontaktu s mořskou hladinou. V roce 2020 bylo 21 misí s kryty, což znamená, že letělo celkem 42 polovin.
Většina zachráněných krytů pak letí znovu (bez ohledu na to, jestli přistály v síti, nebo ve vodě). Některé kryty už dokonce letěly na třech různých misích. Použité kryty už dokonce letěly i na misích pro platící zákazníky.
V prvním pololetí 2020 bylo zachráněno 11 polovin krytů z celkem 16 a jen jedna z nich pak neletěla znovu. Cena jedné poloviny krytu je 2–3 miliony dolarů. U nás na webu je k dispozici přehled všech pokusů o záchranu krytů spolu s fotkami stavu krytů po vylovení.
– Petr Melechin
Zachráněné kryty z mise Starlink v1-12 (Foto: Stephen Marr)
Kdy se lidé vrátí na Měsíc? Bude první SpaceX? Pokusí se SpaceX přistát na Měsíci, i když NASA nevybere Starship jako lander pro Artemis? (Michal Andrej a Johny)
Gwynne Shotwell i Elon Musk, dvě nejvýše postavené osoby ve SpaceX, předpokládají, že Starship podnikne nejdříve mise na Měsíc a až později na Mars. K přistání Starship na Měsíci bez lidské posádky by podle prezidentky SpaceX mohlo dojít v roce 2022. Plán je prý takový, že loď na povrchu zanechá náklad, který budou moci později využít další firmy a organizace.
Co se týče letů na Měsíc s astronauty, NASA dostala za cíl přistát na povrchu s lidskou posádkou do roku 2024. Tento termín je ale všeobecně považován za nerealistický a očekává se odklad (obzvlášť nyní, když NASA dostala jen zlomek financí, které pro tento program vyžádala). Tři různé týmy momentálně pro NASA navrhují lander pro tyto účely (Dynetics, Národní tým a SpaceX) a v březnu má být jeden z účastníků vyřazen.
Pokud soutěž nevyhraje SpaceX, může na Měsíc první lidi od Apolla dopravit jeden ze zbývajících účastníků. Na druhou stranu, přistání je řadu let vzdálené a pokud bude vývoj Starship pokračovat dobře a SpaceX si bude chtít toto prvenství urvat pro sebe, možná bude mít příležitost předběhnout lander vybraný NASA.
– Petr Melechin
Finalisté výběrového řízení NASA na vývoj lunárního přistávacího systému pro lidskou posádku (Zdroj: NASA)
Když mám velmi těžkou družici na hranici nosnosti Falconu 9, je levnější vynést ji Falconem 9 a zahodit první stupeň, nebo ji vynést na Falconu Heavy a se všemi stupni přistát? (Anonym)
Start Falconu Heavy při misi Arabsat 6A (Foto: SpaceX)
Pokud budeme vycházet z informací, které loni poskytl Elon Musk, můžeme si udělat hrubou představu o ekonomičnosti jednotlivých. Podle jeho slov vyjde jeden start Falconu 9 na přibližně 50 milionů dolarů. Oproti tomu Falcon Heavy bude mít výrazně vyšší výrobní a další náklady, takže první start vyjde odhadem na 120 milionů dolarů. V tomto ohledu je tedy výhodnější Falcon 9.
Pokud ale v případě Falconu Heavy následně zachráníme všechny tři stupně a použijeme je znovu, další start už bude stát jen asi 26 milionů (10 milionů za nový horní stupeň, 5 milionů za nový kryt, 1 milion za repasování stupňů a třeba 10 milionů za palivo, logistiku a další náklady). Po určitém počtu startů tak začne být znovupoužitelný Falcon Heavy výhodnější než Falcon 9 na jedno použití. Například vynesení pěti těžkých družic na Falconu Heavy vyjde přibližně na 225 milionů dolarů, takže vynesení jedné vyjde v průměru na 45 milionů dolarů, což už je méně než jeden Falcon 9. A tato částka klesá s každým dalším použitím stejných stupňů. Zlomový bod v reálu možná nastane po jiném počtu startů, protože náklady na výrobu F9 i FH jsou jen hrubé odhady, ale výhody znovupoužitelnosti to myslím ilustruje dostatečně.
Tato kalkulace navíc zcela pomíjí fakt, že zhruba 7tunovou družici dokáže Falcon 9 vynést jen na subsynchronní přechodovou dráhu (např. Telstar 19V), což je pro zákazníka horší než supersynchronní dráha, na kterou to zvládne Falcon Heavy (např. Arabsat 6A).
– Petr Melechin
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
“Palivo jako takové je u raketového startu zanedbatelnou položkou (jen asi 0,4 % celkové ceny)” Lze odhadnout, jak se tento poměr v historii vyvíjel? A jak se ten poměr liší mezi malými a největšími raketami?
Tohle odpoved nedokazu. Jen myslim, ze u raket na tuhá paliva (SRB) tvoří palivo mnohem větší cast ceny (je to podivna chemikálie a navic zbytek rakety je jednodušší)
Ceny za palivo, oxidant ($/kg)
LH2/LOX 6.61 / 0.13
RP-1/H2O2 3.26 / 10.36
HTPB/H2O2 8.00 / 10.36
AP/HTPB/Al 5.00 / N/A
zdroj
Ze kdy to je … a co to je?
1) Z toho co tam vidím pod tou tabulkou – tak je tam odkaz na “Missile Fuels Standard Prices Effective Oct. 1, 2007” ? …takže rok 2007 a starší?
2) Proč RP-1 + peroxid vodíku? Když se běžně používá RP-1 + LOX? (a naopak RP-1 + peroxid vodíku zrovna moc používaný není).
3) Cena vodíku … 6.61 USD / kg je poměrně za levno… běžně cena cca 16USD/kg (jen holé náklady na výrobu budou někde mezi 1,5 USD / kg při produkci z uhlí – 2 USD pokud použiješ výrobu ze zemního plynu … jinak elektrolýza někde kolem 4,5+ USD)
4) Naopak peroxid vodíku za 10.36 / Kg mi přijde nějak moc… když 50% stojí cca 200 USD za tunu (tj. 0,2 USD / kg) a nějak se mi nezdá, že by 98/99% stál 50x tolik (natož 90%)
Čo sa týka Giga Nevada, tak asi by sa aj rozširovali, ale vraj tam je problém nájsť ľudí. A to aj napriek tomu, že Tesla/Panasonic platia dobre.
Nejaké info sa dajú nájsť medzi staršími tweet-mi – https://twitter.com/carsonight
Mě by zajímalo, jaká je zamýšlená úloha nových ropných plošin. Mají z nich rakety jen startovat anebo se na nich nechají i vozit?
Účel asi zatím nemůže být jasný. Nicméně spíš to bude jen téměř stacionární rampa, protže plošina je vážně obří a zatraceně pomalá. Osobně bych řekl že SS+SH na plošiny z výroby doletí vlastní silou. Rampa určitě bude mít jeřáb, takže ve hře je také přivézt SS+SH na něčem normálnějším o velikosti max současných plošin OCISLY/JRTI a na moři to přeložit.
Vlastní silou? To by potom mohly (jako celek) startovat rovnou z pevniny, ne?
Samozřejmě, že by mohly… akorát by je tam neměli rádi. Přesouvají to na plošiny především proto, aby nerušili okolí (hluk, uzavřené zony na zemi, ve vzduchu i na moři… atd)
Něco jiného je poslat jednou za čas ojediněle jednu raketu / booster z továrny (z pevniny) někam (a pro tohle holt ty uzavírky uděláš a jednou za čas to přetrpíš)
A něco jiného je startovat a přistávat na pevnině obden (nebo optimisticky několikrát denně).
A také je dost podstatný rozdíl přesunout se pár desítek kilometrů se ~3 raptory proti orbitálnímu startu s ~28 raptory.
Osobně bych si tipnul, že takový přesun by u SH dělali spíše tak, že udělají jeden plnohodnotný start na oběžnou dráhu (klidně třeba s tankerem). A SH se místo na pevninu vrátí na plošinu (je ji to prakticky jedno – stejně “otáčí”…). A SS je v podstatě jedno, kde z oběžné dráhy přistane.
A u nové SS … mno ta si těch pár desítek km může skočit sama… a nebo prostě první misi taky udělá z pevniny.
Jak už tady je napsáno, tak mohly, ale důvody jsou uvedeny. Navíc je zde ještě další možnost a tou je lepší pozice pro start na konkrétní dráhu. Pokud bude probíhat velké množství startů na stejnou dráhu, pak se vyplatí optimalizovat umístění plošiny tak, aby se spotřebovalo co nejméně paliva resp. naopak aby byla co nejvyšší nosnost.
Nemyslím, že by se vydali mimo US (kontinentální) pobřežní vody, takže více na jih než jsou teď se nedostanou (a posouvat se na sever nemá příliš smysl).
Proč si myslíte, že by nešli na volné moře směr rovník? Zákony US ohledně vývozu technologií?
Dodatek: Ono je pravda, že z BC to zase tak moc na jih nejde.
Měl jsem spíše na mysli takové ty “malé” praktické papírovací komplikace spojené de facto s hranicemi US (daně, cla, imigrační kontrola…)
A taky praktickou stránku – nemyslím, že by chtěli být někde “extra daleko” od pevniny kvůli pár dodatečným m/s – když očekávají celkem časté pendlování nákladu / paliva / lidí mezi plošinou a pevninou. Dělají to primárně kvůli obtěžování okolí … (takže čekám, odsunutí se jen tak daleko, aby měli klid, ale nepřidělali si zbytečné povinnosti).
Hypoteticky by se mohli přesunout k Hawaii, ta je o kus jižněji a je to USA
Jj to by bylo velmi praktické… a náklad / palivo / cestující se budou na Hawaii dostávat jak?
(Je to 6 hodin letadlem z LA)…
Zajimave – diky.
Co se tyka krytu – naposledy je zachytili do site 18. 10. 2020 pro Starlink v1-13.
Snazi se jeste aktivne chytit kryty ve vzduchu nebo prisli na to, ze vyloveni z more je jednodussi a krytum to (vetsinou) neublizi?
Myslim, ze je to tak ako pisete. Kryty po upravach asi znasaju morsku vodu lepsie ako sa predpokladalo. ale kedze sa nic nevie o procese repasovania, tak je to len moj odhad.
Dalsi vyznamny faktor pre pokus o zachyt je pocasie, hladina mora. Ak nie su podmienky idealne, po pristati do siete hrozi, ze sa kryt prevali a zo siete vypadne. Pri dopade do mora sa kryt rozbije. Preto je pravdepodobne pre SX bezpecnejsie nechat kryt pristat do vody, ako sa pri kazdej prilezitosti pokusat kryt chytit do siete a riskovat jeho pripadne poskodenie.
Repasování krytů se asi podařilo zjednodušit na klasické “rinse and repeat” 🙂