Falcon 9 během mise CRS-16 provedl nouzové přistání do vody kvůli poruše roštových kormidel

Falcon 9 společnosti SpaceX ve středu úspěšně vynesl zásobovací loď Dragon na oběžnou dráhu v rámci mise CRS-16, ale prvnímu stupni při pokusu o přistání selhalo hydraulické čerpadlo zajišťující funkci roštových kormidel, což vedlo k přistání stupně do moře místo na plošinu na pevnině. Stupeň je však v jednom kuse a podle Elona Muska možná bude použit znovu. Podívejme se na úžasná videa zachycující nezdařené přistání a vysvětleme si, proč probíhalo zrovna takhle.

Zpočátku vše probíhalo normálně – raketa odstartovala, po zhruba 150 sekundách se odpojil druhý stupeň s lodí Dragon a zbrusu nový první stupeň s číslem B1050 se začal vracet nad pevninu, kde plánoval přistát na floridské plošině Landing Zone 1. Zpětný zážeh proběhl v pořádku a pozdější vstupní zážeh také. Následně však v čase T+7:20 došlo k neobvyklému roztočení stupně, který měl viditelné problémy se stabilizací. Nedlouho poté režie přestala vysílat záběry z prvního stupně, za což se Elon Musk zpětně omluvil a slíbil, že v budoucnu bude firma během živého přenosu ukazovat dobré i špatné.

Jako diváci jsme tedy nevěděli, jestli se prvnímu stupni nakonec přeci jen podařilo přistat, či nikoli. Jediným vodítkem byly udivené reakce, smích a tleskání zaměstnanců SpaceX v pozadí, kteří první stupeň sledovali na obrazovkách v řídícím středisku v Hawthorne. Komentátor živého přenosu následně s úsměvem oznámil, že stupeň přistál do vody. Mezitím byl vypuštěn Dragon na správnou orbitu a po rozložení jeho solárních panelů přenos skončil. O osudu prvního stupně jsme však nemuseli spekulovat moc dlouho, protože už pár minut po skončení vysílání Elon Musk na Twitteru nasdílel kompletní video přistání prvního stupně do vody spolu s vysvětlením celé situace. O pár hodin později pak zveřejnil ještě jedno video pořízené kamerou na zemi.

Musk vysvětlil, že se zaseklo hydraulické čerpadlo roštových kormidel, a tak stupeň přistál ve vodě. Dodal, že stupeň se zdá být v pořádku, nadále vysílá data a že byla vyslána loď, která jej vyloví. Dále řekl, že by zachráněný stupeň mohl být v budoucnu použit na nějaké „interní misi SpaceX“. Mezi fanoušky se pochopitelně spekuluje, že by tím mohl být myšlen nějaký start se satelity konstelace Starlink, jejichž vynášení by mohlo začít v průběhu příštího roku. Následně Musk upřesnil, že raketa nemá záložní čerpadlo pro případ selhání, protože přistání není důležité pro úspěšnost mise. Ale vzhledem k této události prý pravděpodobně SpaceX v budoucnu přidá záložní čerpadlo a redundantní rozvody. Moje interpretace je taková, že selhání čerpadla v tomto případě znamenalo, že nebylo možné ovládat žádné z roštových kormidel, které se tak zasekly v neoptimální poloze, což vedlo k rotaci a narušení stability stupně.

Další informace pak poskytl Hans Koenigsmann na postartovní tiskové konferenci, kde se pochopitelně většina otázek novinářů týkala nezdařeného přistání. Asi nejzajímavějším poznatkem bylo vysvětlení toho, jak přesně jsou přistávací algoritmy naprogramovány a jak se vypořádávají se selháním některého ze systémů. Hans vysvětlil, že přistávající stupeň záměrně cílí nejdříve na nějaké vedlejší místo (v tomto případě do moře), aby v případě problémů nedopadl na přistávací plošinu či neohrozil lidi a majetek na pevnině. Teprve pokud během finálního přistávacího zážehu vše funguje v pořádku, se stupeň odkloní tak, aby doletěl na kýžené místo přistání (v tomto případě LZ-1, ale to samé platí u přistání na robotickou mořskou plošinu). Není to tedy tak, že by se stupeň snažil celou dobu trefit na LZ-1, ale kvůli nefunkčním kormidlům minul cíl o několik kilometrů a přistál ve vodě. Skutečnost je taková, že software v tomto případě zafungoval na jedničku a jakmile detekoval problém s kormidly, která se přestala hýbat kvůli poruše čerpadla, přešel na záložní plán a pokusil se přistát v moři.

Výsledné přistání bylo překvapivě měkké, i když stupeň rotoval podél vertikální osy v podstatě až do konce a směr letu bylo možné řídit jen pomocí naklánění motoru a slabých korekčních trysek. Tým inženýrů, který má na svědomí přistávací software rakety, si zaslouží obrovský potlesk, protože to, jak se Falcon dokázal vypořádat se selháním kormidel, je něco neuvěřitelného. Myslím si, že je dokonce teoreticky možné, že kdyby se stupeň v dané situaci pokusil za každou cenu přistát na LZ-1, mohlo se to povést.

Během tiskové konference přišla řeč také na autonomní destrukční systém (AFTS), kterým jsou rakety SpaceX vybaveny. Pokud se během startu raketa příliš odkloní od plánované trajektorie, systém ji automaticky zničí, čímž se eliminuje riziko dopadu trosek do oblastí, které nebyly před startem vyklizeny. Jak se ale destrukční systém chová během přistání a proč nebyl stupeň zničen poté, co detekoval poruchu kormidel? Hans Koenigsmann vysvětlil, že destrukční systém se před přistáním vypne, jakmile se vracející se stupeň dostane do bodu, kde už není možné, aby se i v případě ztráty kontroly vychýlil z vyhrazené oblasti. V živém přenosu je tato deaktivace oznámena prohlášením „AFTS has safed”. Například u loňské mise CRS-13 k tomu došlo v čase T+6:46, tedy asi 18 sekund po dokončení vstupního zážehu. V případě CRS-16 během přenosu hláška o deaktivaci AFTS sice nezazněla, ale stupeň začal mít problém se stabilizací zhruba 20 vteřin po skončení vstupního zážehu, takže to asi bylo až po deaktivaci AFTS.

První stupeň podle Koenigsmanna dosáhl během této mise maximální výšky 135 km a prý přistál asi 2 míle od pobřeží, ale tímto údajem si nebyl moc jistý. Stupeň prý po přistání normálně fungoval dál, vysílal telemetrii a podle plánu vypustil nádrže. Z nedalekého přístavu Port Canaveral pak byla vyslána loď GO Quest a dva remorkéry, které by měly stupeň odvléct zpět do přístavu. Ve středu se to však nestihlo a lodě přes noc stupeň jen hlídaly s tím, že odvlečení bude provedeno nejdříve ve čtvrtek po rozednění. Dění můžete sledovat zde na ElonX na profilu mise.

Není to mimochodem poprvé, co Falcon 9 přistál do vody v jednom kuse. Letos v únoru během mise GovSat-1 SpaceX provedlo experimentální přistání staršího stupně do vody a ten jej překvapivě přečkal bez úhony. Nacházel se ale stovky kilometrů od pobřeží a s jeho záchranou se nepočítalo, tak byl posléze záměrně potopen.

Co se týče dalšího použití stupně z mise CRS-16, podle slov Hanse Koenigsmanna se SpaceX na stupeň musí nejdříve podívat, než se rozhodne, jestli jej bude možné použít znovu. Osobně se mi to ale jeví jako dost nepravděpodobné vzhledem k několikahodinové koupeli stupně v korozivní mořské vodě. Nicméně i tak bude analýza stupně po vylovení jistě přínosná, minimálně z hlediska zjištění přesné příčiny selhání hydraulického čerpadla.

Celou nehodu pěkně shrnul a vysvětlil Everyday Astronaut:

Pro SpaceX toto přistání představovalo vůbec první neúspěch při přistání na pevnině – předcházelo mu 12 perfektních přistání na plošinách LZ-1, LZ-2 a LZ-4. Zároveň se jednalo o první nezdařené přistání od demonstrační mise Falconu Heavy, kdy centrální stupeň nedokázal přistát na mořské plošině Of Course I Still You kvůli nedostatku zápalné směsi v motorech. Pokud bereme pouze Falcon 9, tak ten zažil nezdařené přistání naposledy v červnu 2016 během mise ABS-2A / Eutelsat 117W B. Celková úspěšnost všech přistání je po započítání mise CRS-16 přes 83 %. Letos má však SpaceX kvůli dvěma neúspěchům o něco horší bilanci než loni, kdy bylo úspěšných všech 14 přistání. Informace o všech pokusech o přistání najdete v patřičné sekci webu, stejně jako podrobné statistiky úspěšnosti přistání. Nicméně je potřeba zdůraznit, že i když přistání bylo neúspěšné, důležitý je výsledek primární mise, což bylo vynenesení Dragonu na oběžnou dráhu, a to proběhlo bez jediného problému. Selhání při přistání sice zamrzí a pro SpaceX představuje uniklou část zisku, protože stupeň nemůže “zadarmo” použít na dalších misích, ale podstatný je hlavně spokojený zákazník.

Na závěr pak pro vás mám pár dalších drobků z postartovní konference, kde Hans mluvil také o budoucích startech:

• Nepovedené přistání by nemělo mít vliv na starty přístích misí GPSIII-SV01 ani Iridium-8. Druhá jmenovaná mise ale podle něj sklouzla z konce prosince na začátek příštího roku. Myslím si, že to pravděpodobně bylo způsobeno dvoutýdenním odkladem nedávné mise SSO-A. Příprava rampy mezi starty totiž na Vandenbergu trvá déle než na Floridě, protože se jedná o rampu staršího typu. Dosavadní rekord mezi starty z Vandenbergu je 36 dní, což by vysvětlovalo, proč se mise Iridium-8 stihne nejdříve v lednu (mise SSO-A proběhla až 3. 12.).
• Hans zároveň potvrdil, že u mise GPSIII-SV01 nedojde k přistání a první stupeň ani nebude vybaven přistávacím hardwarem. Dodal, že to je kvůli požadavkům zákazníka (letectvo), který u této náročné mise potřebuje co nejvyšší možný výkon Falconu 9. Stupeň je momentálně připravován v hangáru na Canaveralu a prý je v dobré kondici. (Jedná se o zbrusu nový stupeň, takže jeho zahození do oceánu fanoušky jistě zamrzí.)
• Překvapivým zjištěním bylo to, že horní stupeň byl podle Hanse u mise CRS-16 vybaven upgradovanými tlakovými nádobami na helium, které je potřeba kvalifikovat před pilotovanými misemi Crew Dragonu. Nádoby prý letěly také na listopadové misi Es’hail-2. Hans si myslí, že se tyto dva lety budou počítat do sedmi potřebných letů, které vyžaduje NASA před první pilotovanou misí, ale nepůsobil zrovna moc jistě, takže bych to nebral jako stoprocentně potvrzenou věc.
• Hans také znovu potvrdil, že demonstrační mise Crew Dragonu DM-1 je stále plánována na leden 2019.
• SpaceX na rok 2019 plánuje zhruba 18 startů, tedy stejně, kolik jich firma stihla loni. Letos to vypadá, že provede celkem 21 startů.

Záznam postartovní konference si můžete pustit zde a k dispozici je také textový přepis.