Falcony budou startovat každých 5 dnů, uvidíme rekordně rychlé použití stupně a možná i dvě mise ve stejný den

SpaceX posledních několik měsíců funguje jako dobře namazaný stroj a úspěšně provádí starty Falconu 9 s bezprecedentní frekvencí. Avšak firma se nejspíš teprve rozjíždí, protože na zbytek letošního roku plánuje startovní kadenci ještě navýšit. Firma prý zavedla několik vylepšení, díky kterým nejspíš uvidíme rekordně rychlá znovupoužití prvních stupňů a ještě častější starty než doposud. Elon Musk uvedl, že cílem pro tento rok je celkem 60 misí Falconů a v průměru jeden start každých pět dnů. Je takové tempo vůbec dosažitelné?

SpaceX loni provedlo rekordních 31 orbitálních startů. Firma toho přitom docílila i přesto, že měla dvě dvouměsíční mezery bez jediného startu. Bylo tedy jasné, že společnost ještě ani zdaleka nenarazila na svůj limit, co se týče maximální startovní kadence. Na letošní rok si SpaceX původně dalo za cíl provést přibližně 50 startů raket Falcon a k jeho dosažení má velmi dobře nakročeno, protože v prvních 15 týdnech tohoto roku firma uskutečnila 15 orbitálních misí. S tempem jednoho startu každý týden by tedy neměl být problém provést oněch 50 misí celkem. To je ale asi málo ambiciózní, a tak Elon Musk nedávno cíl pro letošek upravil na 60 startů a průměrnou kadenci jedné odbavené mise každých 5 dnů. To bude prý možné díky řadě vylepšení, které implementovaly týmy ve SpaceX z hlediska zvýšení výkonu a optimalizace procesu repasování raketových stupňů mezi starty.

Elon Musk neuvedl, o jaká konkrétní vylepšení se jedná, ale pár z nich lze odhadnout. Například zmínka o vylepšení výkonu nejspíš souvisí s tím, že Falcon 9 má nově o něco vyšší nosnost, což bylo evidentní při posledních misích Starlink, které vynášejí náklady s rekordně vysokou hmotností, jak jsem podrobněji rozepisoval v tomto článku. Následně to potvrdil i Bill Gerstenmaier ze SpaceX, který uvedl, že firma na misích Starlink upravila charakteristiky tahu rakety, aby z ní vyždímala co nejvyšší nosnost.

Další vylepšení se týkají znovupoužitelnosti prvních stupňů raket Falcon. Jednou z viditelných novinek, na kterou upozornil web NASA Spaceflight, je například to, že v případě floridských misí je raketa před svým startem vždy nejdříve kompletně připravena v areálu SpaceX na Roberts Road v Kennedyho kosmickém středisku (tzv. Hangár X). Teprve pár dnů před startem je pak raketa převezena na startovní rampu, a to rovnou s již připojeným druhým stupněm. Oproti tomu v minulosti se připojení druhého stupně provádělo až v integračním hangáru na rampě, což spolklo nějaký ten čas navíc. Obzvlášť pokud se během finální integrace objevil problém vyžadující výměnu nějaké součástky nebo třeba i celého stupně za jiný. To mohlo zablokovat celou rampu, jelikož raketa zabírala transportér/erektor. Oproti tomu nový způsob integrace všechny tyto problémy odhalí a vyřeší bokem v Hangáru X, aby na rampu putovala až kompletně zkontrolovaná a připravená raketa a tím se zabránilo zbytečným zdržením.

Se startovní kadencí ale úzce souvisí také limity související infrastruktury a techniky. SpaceX může startovat jen tak často, jak dovoluje kapacita odpalovacích ramp a mořských přistávacích plošin. Každá vzletová rampa vyžaduje po startu nějaký čas na provedení oprav a údržby, než je možné provést další misi. Například obě floridské rampy (SLC-40 a LC-39A) v minulosti vyžadovaly alespoň 6 dnů mezi starty, ale je možné, že tuto dobu lze ještě zkrátit. Jedná se však o relativně nové rampy moderního typu, zatímco kalifornská rampa SLC-4E je už deset let stará. To má za následek, že vyžaduje o dost delší údržbu mezi starty. Doposud zdejší starty vždy dělily aspoň tři týdny, ale opět není úplně jasné, zda je to absolutní limit, či nikoli.

Co se týče plovoucích plošin pro přistání prvních stupňů Falconů, SpaceX má celkem tři exempláře. Of Course I Still Love You obsluhuje kalifornské mise a na aktivnější Floridě se střídají plošiny Just Read the Instructions a nejnovější A Shortfall of Gravitas. Tyto plošiny musejí být před startem odvlečeny na otevřený oceán do vzdálenosti několika stovek kilometrů od pobřeží. Po přistání stupně a jeho zajištění k palubě je plošina odvlečena zpět do přístavu. Tam je raketa přesunuta na pevninu a zároveň je potřeba plošinu připravit na další plavbu. Celý tento proces v minulosti zabral minimálně 8 dnů, ale obvykle déle, přičemž aktuální průměr je zhruba 10–12 dnů mezi dvěma přistáními na téže plošině. Někdy se totiž protáhne zajištění stupně po přistání kvůli rozbouřenému moři, jindy trvá déle vyložení stupně v přístavu a jindy je plošina delší dobu mimo provoz kvůli údržbě. Plošiny pak můžou představovat úzké hrdlo, kvůli kterému dochází k odkladu mise, i když jsou všechny ostatní prvky jako raketa a rampa připraveny na start.

Dalším důležitým prvkem, který umožňuje dosáhnout vysoké startovní kadence, je to, že SpaceX už u většiny misí přeskakuje statický zážeh před startem. Dříve byl tento test prováděn před naprosto každou misí a mnohdy při něm z bezpečnostních důvodů ještě nebyl připojen náklad k raketě. Falcon v takovém případě musel být po zážehu znovu sklopen, odvezen do hangáru a po připojení krytu s družicí byl opět vyvezen a vztyčen. To přidalo minimálně dva dny k předstartovním přípravám. Dnes už ale má Falcon 9 Block 5 za sebou zhruba 100 úspěšných startů a raketa už neprochází tak častými a výraznými úpravami, jako tomu bylo dříve. Statické zážehy tedy dnes už málokdy odhalí nějaký problém a ve většině případů jde o zbytečný test. V letošním roce SpaceX provedlo statický zážeh před startem pouze pětkrát, přičemž ve dvou případech šlo o mise s astronauty, kde je maximální opatrnost pochopitelná, další dva zážehy byly provedeny před vojenskými misemi, kde na nich zákazník nejspíš ještě trvá, a poslední případ se týkal prvního stupně B1052, který předtím ležel dva roky ve skladu. SpaceX už zážehy neprovádí dokonce ani u misí, u kterých stupeň poprvé dosáhne nějaké nové mety ve znovupoužitelnosti. Například když stupeň B1051 letěl jako první exemplář na již dvanáctou misi, ani to nebylo pro SpaceX dostatečným důvodem pro provedení statického zážehu před startem.

V kontextu znovupoužitelnosti pak nesmíme zapomínat také na aerodynamické kryty a lodě Dragon, které je také možné používat opakovaně. To snižuje náklady a také přispívá ke zrychlování frekvence startů, jelikož není potřeba zároveň navyšovat výrobu těchto znovupoužitelných prvků. V případě krytů bohužel SpaceX postupně přestalo během startů sdílet informace o tom, kolik startů už za sebou mají kryty použité pro danou misi. Přestalo tak být možné spolehlivě sledovat počty znovupoužití konkrétních polovin krytů a dobu, kterou zabere příprava krytu na další start. Stále je ale k dispozici alespoň informace o tom, zda jsou kryty na dané misi již použité nebo nikoli. Díky tomu můžu zmínit alespoň zajímavou statistiku, že z letošních misí jich více než 64 % letělo s již použitými aerodynamickými kryty. Do této kalkulace pochopitelně nejsou započteny mise s Dragony, které kryty nepotřebují. Už jen z tohoto údaje je však evidentní, že znovupoužitelnost krytů se SpaceX osvědčila.

SpaceX na každém statickém zážehu nebo startu také musí spolupracovat s obsluhou kosmodromu („range“). Ta například zajišťuje vyklizení oblasti kolem rampy před testem či startem, aby nedošlo k úrazům, a také pomáhá se sledováním rakety během letu a dohlíží na bezpečnost obecně. Zároveň má na starosti organizaci harmonogramu všech aktivit na daném kosmodromu, což například na Floridě zahrnuje několik různých ramp, na kterých celá řada firem provádí starty a testy několika typů raket. To pak vede ke komplikacím, kdy více subjektů plánuje své aktivity na stejné období a je potřeba vše rozvrhnout tak, aby se vzájemně neohrožovaly a kosmodrom jim mohl zajistit potřebnou podporu. Například nedávno SpaceX plánovalo pilotovanou misi Ax-1 ve stejnou dobu, kdy na vedlejší rampě probíhalo testování nové rakety SLS. Termíny těchto aktivit se pak vzájemně ovlivňovaly a vedly k různým odkladům.

SpaceX navíc relativně nově začalo využívat flexibilnější startovní okna u misí Starlink. V minulosti měla firma u obsluhy kosmodromu zamluvené jedno časové okno, během kterého mohla provést daný start. A jelikož mise Starlink potřebují odstartovat v konkrétní minutě, jakékoli zdržení startu kvůli počasí nebo problému během příprav znamenalo odklad o 24 hodin. SpaceX ale nyní zřejmě má vyšší flexibilitu ohledně toho, na jakou orbitální rovinu bude se svými družicemi mířit, takže má každý den více než jednu příležitost pro start. V poslední době si tedy kromě primárního startovního okna zamlouvá ještě jedno záložní o pár hodin později. To pak může využít v případech, kdy start nemohl být proveden během primárního okna například kvůli počasí nebo nějaké menší komplikaci (loď nebo letadlo v zakázané oblasti, snadno řešitelný technický problém apod.). SpaceX obvykle tato záložní okna neavizuje, ale letos je už několikrát využilo, naposledy při aktuální misi Starlink 4-14. Tento start byl kvůli špatnému počasí odložen asi o 2 hodiny a pak úspěšně vzlétl, zatímco v minulosti by stejná situace znamenala odklad na následující den.

Obsluha floridského kosmodromu v posledních letech značně modernizovala své procesy a také techniku. Díky tomu nyní dokáže obsloužit dva různé starty v rozmezí jen několika hodin. V tomto ohledu také hodně pomohlo to, že rakety SpaceX jsou vybaveny autonomním sebedestrukčním systémem, což výrazně usnadňuje práci pro obsluhu kosmodromu, která by jinak musela manuálně zajišťovat proces destrukce rakety v případě odchýlení od plánované trajektorie. Kvůli tomu nebylo ještě před pár lety možné provádět starty ze stejného kosmodromu v rychlém sledu. Například když z Floridy odstartoval Falcon 9, vzlet Atlas V společnosti ULA mohl následovat nějdříve několik dní poté. A provedení dvou startů v jeden den nepřipadalo v úvahu.

V minulosti se už párkrát stalo, že dva Falcony 9 málem startovaly z Floridy jen pár hodin po sobě, ale nakonec vždy došlo k odkladům. Nyní to ale vypadá, že to SpaceX zkusí znovu, jelikož na 8. května jsou momentálně v plánu dvě různé mise Starlink. Jedna z nich by startovala z floridské rampy LC-39A a ta druhá z nedaleké SLC-40. Pokud termíny vydrží, byla by to zajímavá demonstrace schopností SpaceX i obsluhy floridského kosmodromu. Nicméně i pokud to nakonec neklapne (například kvůli počasí nebo nepřipravenosti jedné z mořských plošin), podobné situace nejspíš budou v následujících měsících nastávat stále častěji.

SpaceX totiž díky všem výše zmíněným zlepšovákům pokračuje v navyšování kadence startů, což je evidentní z harmonogramu misí plánovaných na následující týdny. V dubnu proběhly už čtyři starty a do konce měsíce jsou v plánu ještě mise Crew-4 a Starlink 4-16. Pokud se je podaří uskutečnit, bylo by to poprvé, kdy SpaceX provede 6 startů v jednom kalendářním měsíci. Konkrétně v případě mise Starlink 4-16 by navíc mohl přijít také rekord v rychlosti znovupoužití prvního stupně. Na této misi má totiž letět stupeň B1062.6, který 8. dubna vyslal posádku Ax-1 na oběžnou dráhu. Takže pokud se start Starlinku 4-16 stihne do konce měsíce, šlo by o nový rekord. Doposud nejrychlejší znovupoužití prvního stupně totiž zabralo 27 dnů. Bohužel nevíme, co přesně SpaceX vylepšilo, že je znovupoužití prvních stupňů rychlejší než dříve. Nicméně takto rychlá příprava stupňů na další start by v kombinaci s rozsáhlou flotilou aktivních prvních stupňů Falconů měla SpaceX zajistit dostatečnou kapacitu pro letošních 60 startů.

Květen pak bude poněkud monotónní, protože v plánu jsou pouze další mise Starlink. Bude jich však možná až pět, takže nudit se rozhodně nebudeme. SpaceX při nich využije všechny tři startovní i přistávací plošiny. Firma nejspíš bude chtít v květnu stihnout so nejvíce misí Starlink, protože na červen je v plánu spousta komerčních startů, a tak pro Starlink asi nebude v harmonogramu místo. Situaci pak navíc začne komplikovat návrat Falconu Heavy, prozatím stále nejsilnější rakety současnosti.

Falcon Heavy by mohl po téměř tříleté pauze konečně znovu odstartovat v červnu nebo v červenci, na kdy je plánována mnohokrát odložená vojenská mise USSF-44. V srpnu by měly odstartovat další dvě mise této rakety – Viasat-3 Americas a Psyche – a do konce roku by se mohly stihnout ještě starty USSF-52 a USSF-67. Falcon Heavy ale může startovat pouze z rampy LC-39A a navíc je potřeba předtím překonfigurovat transportér/erektor pro uchycení bočních stupňů. Tento proces nějakou dobu zabere a jelikož na léto jsou v plánu celkem tři starty Falconu Heavy, tipl bych si, že rampa LC-39A zůstane velkou část léta v konfiguraci pro tuto raketu, což by mohlo znemožnit starty Falconu 9 z této rampy. To by mělo vliv asi především na mise Starlink, které tím pádem přes léto asi zpomalí, jelikož druhá floridská rampa SLC-40 bude mít plné ruce práce s odbavováním komerčních misí a kalifornská SLC-4E obvykle zvládá jen jeden start měsíčně.

Cíl 60 startů raket Falcon je letos rozhodně dosažitelný, protože SpaceX už demonstrovalo velmi vysokou kadenci startů a evidentně se ji snaží nadále zvyšovat. Ambiciózní plány by ale mohla snadno zhatit nějaké nehoda při startu, poškození jedné z přistávacích plošin nebo průtahy při přípravách startů Falconu Heavy, které by pak zbytečně dlouho blokovaly rampu LC-39A. Kolik startů Falconů podle vás SpaceX letos stihne? Podělte se o tip v komentářích!

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!