Představení Falconu 1, díl druhý: První tři mise nové rakety SpaceX skončily selháním

V minulém díle jsme si představili počátky vývoje rakety Falcon 1 a naše povídání jsme zakončili v okamžiku, kdy se firma SpaceX rozhodla přesunout své startovní operace do Tichomoří. Na tento příběh dnes navážeme a podíváme se, jak se dále vyvíjely osudy první rakety SpaceX v dějinách firmy. Rozhodně nešlo o procházku růžovým sadem.

Ve druhé polovině roku 2005 se důležitá část aktivit firmy SpaceX nacházela na malém ostrově Omelek, který je součástí atolu Kwajalein. Z této lokality totiž chtěla společnost uskutečnit první start své malé nosné rakety Falcon 1, kterou vyvíjela od roku 2002. V mateřském závodě Hawthorne byly v té době vyrobeny již dva letové exempláře rakety a současně probíhala výroba nosiče třetího. O hardware tedy nouze nebyla, přesto bylo nutno pokročit i v připravách na start samotný. A ten nebylo možno uskutečnit bez usilovné práce řady firemních pracovníků. Pracovní podmínky na atolu byly natolik tvrdé, že když jednou nemohla připlout loď se zásobami, zahájili tamní pracovníci vzpouru. Tu ukončila až armádní helikoptéra, kterou zaplatilo a vyslalo vedení firmy. Tento vrtulník doručil vzbouřencům kuřecí křídla a pivo a krize byla zažehnána. Přes všechny tyto problémy byla posléze rampa dokončena a v listopadu roku 2005 se mohlo přikročit k přípravám na první start.

Přípravy a první start rakety Falcon 1

O první start se SpaceX pokusilo již koncem roku 2005, bohužel, kvůli úniku kapalného kyslíku z pozemní nádrže musel být odvolán. Další pokus ze dne 19. prosince 2005 byl nejprve odložen kvůli silnému větru. Když se však firma následně pokusila odčerpat palivo z prvního stupně, došlo k poškození nádrže na RP-1 a první stupeň musel být poslán na opravu do Los Angeles. Místo něj na Omelek putoval první stupeň druhého vyrobeného Falconu 1. Ale protože ten si statickým zážehem ještě neprošel, bylo nutno jej vykonat. Došlo k němu 9. února 2006. Během testování byl ovšem zjištěn únik paliva ve druhém stupni. Znamenalo to opětovné zrušení plánovaného startu a odeslání stupně na opravu do LA. Misto něj zamířil na ostrov druhý vyrobený druhý stupeň, měli jsme tedy tuto druhou vyrobenou raketu už kompletní. Celý sestavený druhý exemplář Falconu 1 prošel ještě dvěma dalšími statickými zážehy, 18. a 23. března, než mohlo dojít ke čtvrtému pokusu o start. Falcon 1 konečně odstartoval 24. března 2006 s družicí FalconSat-2, nicméně 25 sekund po startu došlo k požáru motoru Merlin 1A, který vyústil v pád rakety zpět na ostrůvek Omelek, což lze vidět na tomto videu.

Příčinou selhání rakety byl únik paliva, který začal už 400 sekund před startem. Následné přezkoumání ukázalo, že havárii způsobil šroub, který byl součástí palivového systému. SpaceX si nejdříve myslelo, že šroub byl špatně utažen, ale DARPA později zjistila, že šroub selhal kvůli korozi (pravděpodobně způsobené dlouhým pobytem rakety ve vlhkém tropickém prostředí Marshallových ostrovů). SpaceX se z havárie poučilo a provedlo na raketě několik změn hardwaru i softwaru, aby k podobné nehodě znovu nedošlo. Některé hliníkové součástky byly například nahrazeny nerezovou ocelí. SpaceX se další část roku věnovalo úpravám rakety a také představilo nový motor Merlin 1C, který měl už regenerativní chlazení trysky a další vylepšení.

Málo známou informací je to, že tento start by tehdy selhal, i kdyby nedošlo k problému se zkorodovaným šroubem. Analýza po startu totiž zjistila, že tým nechal omylem otevřený upouštěcí ventil na horním stupni. Nádrž by tedy nebylo možné natlakovat a mise by selhala tak jako tak.

Druhý start Falconu 1

Další Falcon 1 byl připraven na Omeleku v lednu 2007, kdy byl vztyčen a podstoupil tankovací zkoušku. Vynesen měl být satelit Demo-2, další náklad pro agenturu DARPA. Plánovaný statický zážeh ale musel být odložen kvůli selhání trysky na druhém stupni (součástí odpočtu je totiž i test náklánění trysky). Raketa byla následně dopravena zpět do hangáru a celý start byl odložen až na březen. 17. března konečně úspěšně proběhl statický zážeh a bylo tedy možno přikročit ke startu. První pokus o start proběhl 19. března 2007 ve 23:00 GMT, ale byl nejprve odložen o 45 minut a posléze 62 sekund před startem zrušen kvůli chybě počítače. Další pokus měl být o den později, 20. března ve 23:00, ale byl odložen o 65 minut kvůli problému s komunikací jednoho ze satelitů NASA a systémem TDRS. Start 21. března v 00:05 byl zrušen vteřinu před startem a po zážehu motoru. Analýzou bylo zjištěno, že příčinou přerušení startu byl nízký tlak ve spalovací komoře způsobený nízkou teplotou paliva RP-1. Část paliva byla odčerpána a zase vrácena do nádrží a bylo rozhodnuto uskutečnit další pokus o dalších 65 minut později, v 01:10 GMT.

Následoval zážeh motoru Merlin 1A a druhý Falcon 1 se vznesl k obloze. První stupeň tentokrát fungoval správně a v čase přibližně 2 minuty 40 sekund po startu došlo k vyhoření paliva. Potom následovalo rozdělení rakety, při kterém vzdalující se první stupeň rakety rotoval rychleji, než se čekalo a ťuknul mezistupněm do niobové trysky motoru Kestrel na horním stupni. Toto způsobilo postupně narůstající vibrace, ke kterým přispělo související šplouchání paliva v nádrži. To vedlo k předčasnému zhasnutí motoru minutu a 55 sekund před jeho plánovaným vypnutím. Raketa ve výsledku měla rychlost 5,1 km/s, ale pro dosažení oběžné dráhy bylo zapotřebí 7,5 km/s. Přes toto selhání druhého stupně bylo dosaženo velké řady milníků. Raketa úspěšně překonala Max-Q, poprvé také první stupeň úspěšně vykonal svou práci, došlo k separaci stupňů, zážehu druhého stupně a odhození aerodynamického krytu. SpaceX tento let charakterizovalo jako testovací a tudíž úspěšný, jelikož se podařilo otestovat 95 % všech systémů. Už při této misi se také SpaceX pokusilo o záchranu prvního stupně. Ten se však nepodařilo po přistání najít. Stupeň byl sice vybaven padáky, nicméně GPS lokátor na jeho palubě nebyl funkční, takže veškeré vynaložené úsilí bylo marné.

Třetí start Falconu 1

Třetí start následoval víc než 15 měsíců po předchozím z důvodu nutnosti dokončení vývoje motoru Merlin 1C a jeho integrace s raketou. Nový motor Merlin 1C disponoval lehce zvýšeným tahem 349 kN a používal regenerativní chlazení trysky a spalovací komory. SpaceX provedlo ještě jedno vylepšení rakety, nasadilo totiž do druhého stupně vylepšený motor Kestrel, později mu začne říkat Kestrel 2. Motor druhého stupně dostal do vínku o malinko vyšší tah a měl i vyšší specifický impuls.

Raketa byla už v dubnu 2008 dopravena na Omelek, aby mohla dle původního plánu odstartovat v červnu. Tento termín se nicméně ukázal nerealistický a teprve koncem června byl proveden statický zážeh. Poté měl následovat start, který byl nicméně odložen o jeden měsíc. SpaceX totiž nalezlo drobnou vadu na svaru trysky motoru Kestrel, takže bylo nutno přikročit k jeho výměně. Do poslední chvíle se zákazník také rozhodoval, který náklad bude raketou vynesen. Kandidáti byli totiž celkem tři: Trailblazer, CUSat a PnPSat-1. Defakto se ale rozhodovalo pouze mezi CUSatem a Trailblazerem, PnPSat-1 byl vyřazen, protože nebyl včas dokončen. Ke startu byl nakonec vybrán Trailblazer. Přesto se pomyslným vítězem nakonec stal CUSat, protože se jako jediný z nich dostal na orbitální dráhu v rámci pozdější mise CASSIOPE v roce 2013 pomocí Falconu 9.

Bylo rozhodnuto, že třetí start Falconu 1 se uskuteční 3. srpna 2008. První pokus o start byl odložen kvůli neočekávaně pomalému tankování helia, které vystavilo palivo a kapalný kyslík kryogennímu heliu. Ale protože bylo ve stanoveném okně pořád dost času, byl odpočet restartován. Přesto nedošlo ke startu ani na druhý pokus, protože půl sekundy před vzletem byl odpočet zastaven kvůli chybnému senzoru. Po odstranění problému byl odpočet znovu zahájen.

A tentokrát se už start podařil, v 5:34 SELČ se raketa Falcon 1 odlepila od startovní rampy. První stupeň s nový motorem fungoval správně a v čase T+158 sekund došlo k vypnutí hlavního motoru. O sekundu a půl později následovalo oddělení stupňů. V té chvíli však došlo k tomu, co nikdo nečekal. Na rozdíl od ablativního chlazení motoru Merlin 1A byl motor Merlin 1C chlazen palivem procházejícím skrz kanálky v něm (regenerativně). Toto zbytkové množství paliva se spolu s tím, které zbylo v přívodním potrubí, dostalo do motoru a v kombinaci se zbytkovým množstvím kyslíku vytvořilo velmi malý tah, který však stačil k tomu, aby první stupeň udeřil do již zažehnutého druhého stupně a poškodil jak motor Kestrel, tak samotný druhý stupeň.

Aby bylo možno této nehodě do budoucna zabránit, stačilo přitom změnit jeden řádek v řídícím softwaru. Sekvence byl upravena tak, aby po vyhoření prvního stupně rakety následovalo oddělení stupňů až po pěti sekundách. V případě třetí mise byla tato pauza o 3 a půl sekundy kratší, a to rozhodlo o nezdaru. Při třetím letu také mělo dojít k pokusu o záchranu prvního stupně, bohužel, zážeh motoru druhého stupně spálil padák na prvním stupni a k pokusu tedy nemohlo dojít.

I když šlo o neúspěšný start, zákazníci vyjádřili SpaceX podporu. Firma tehdy dokonce uváděla, že po každém byť neúspěšném pokusu o start získala další zájemce o vynesení nákladu. SpaceX se však po třech nehodách nacházelo na hranici krachu a mělo peníze už jen na jeden start. Budoucnost firmy tedy závisela na výsledku čtvrté mise, na kterou se podíváme podrobněji příště v již posledním pokračování tohoto seriálu.

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!