Rok 2021 z pohledu SpaceX, 1. část: Rekordy v počtu startů a znovupoužitelnosti Falconů, Dragonů i krytů

Nový rok s sebou často přináší různá ohlédnutí, bilancování a sumarizování uplynulých událostí. V žádném případě se tomu nelze vyhnout ani u tak úspěšné firmy, jakou je SpaceX. V první části článku se podíváme na celkové statistiky startů za loňský rok a neopomeneme ani rekordy, kterými firma překonala hranice znovupoužitelnosti.

Rekordní počet startů

Firma SpaceX byla v loňském roce naprosto nepřehlédnutelným hráčem na poli kosmických startů. Za celý loňský rok uskutečnila celkem 31 startů na oběžnou dráhu a překonala tím vlastní rekord 26 misí vytvořený v roce předchozím. Pouhé tři mise započaly svou kosmickou cestu na západním pobřeží, dalších 12 se uskutečnilo z historické rampy LC-39A v Kennedyho vesmírném středisku a zbylých 16 raket Falcon 9 startovalo z rampy SLC-40. Díky faktu, že všechny starty v loňském roce byly úspěšné, si SpaceX udrželo úžasnou šnůru 109 úspěšných startů v řadě. Tato šnůra se započala v roce 2017, když se raketa Falcon 9 vrátila do služby po nehodě Amos-6.

26 raket Falcon 9 vyneslo náklad na nízkou oběžnou dráhu, družice GPSIII-SV05 zamířila na dráhu střední, tři mise mířily na dráhu přechodovou ke geostacionární a jedna jediná mise (DART) poslala náklad na meziplanetární dráhu. Poslední podobný start se uskutečnil v únoru 2018 při premiéře rakety Falcon Heavy, kdy vozidlo Tesla Roadster Elona Muska zamířilo směrem k Marsu. Při všech misích v roce 2021 vyneslo SpaceX na oběžnou dráhu více než 290 tun nákladu (do této hmotnosti nejsou započítány hmotnosti nákladních či pilotovaných lodí Dragon). Tento údaj je navíc pouze přibližný, protože například stále neznáme přesnou hmotnost nových družic Starlink a také hmotnost družic vynesených při misích Transporter je mnohdy nejistá.

Startovní tempo raket Falcon 9

Přestože počet startů překročil během celého roku číslo 30, ten, kdo poctivě celý rok sledoval startující Falcony 9, mohl mít do určité míry i pocit, že těchto startů přeci jen mohlo být i víc. Jen za první čtvrtletí roku 2021 startovaly rakety Falcon 9 celkem devětkrát. Jednalo se o fantastické startovní tempo, kterému se do té doby firma nikdy nepřiblížila. To však nebylo nic proti tomu, co následovalo ve čtvrtletí druhém, kdy firma dokázala vyslat do vesmíru celkem 11 raket. Zde už prosté násobení naznačovalo, že pokud za první pololetí letělo 20 misí, tak možná firma za celý rok zvládne přes 40 úspěšných misí. Toto vysoké startovní tempo bylo z velké části podmíněno snahou vynést na oběžnou dráhu dostatečný počet družic Starlink, aby firma mohla dobudovat první orbitální slupku tvořenou přibližně 1500 satelity a nabídnout tak zákazníkům nepřetržité internetové připojení. Čísla samotná pak tento argument jednoznačně podporují, z 20 startů v prvním pololetí bylo rovných 13 plně určeno pro vynesení družic Starlink.

Poté tempo startů výrazně opadlo a ze zbývajících 6 měsíců roku téměř 2 celé měsíce rakety Falcon 9 nestartovaly vůbec. V závěru roku nám ale SpaceX ukázalo, že pokud by chtělo, mohlo by startovat i častěji. V prosinci totiž uskutečnilo rekordních 5 startů, přičemž 3 z nich se dokonce uskutečnily v rozmezí pouhých 3 dnů. Zároveň se rekordně zkrátila i doba mezi dvěma starty. 18. prosince startovala na oběžnou dráhu mise Starlink 4-4, aby o 15 hodin a 27 minut vyletěl z floridské rampy SLC-40 další Falcon 9 s družicí Türksat 5B.

Vraťme se však ještě na moment k druhé polovině roku 2021. Co způsobilo tento obrovský pokles startů? Situaci lze vysvětlit velmi jednoduše. Po vynesení dostatečného počtu družic Starlink se firma chtěla zaměřit na vynášku nového typu družic, který je již vybaven laserovým spojením. Příprava a výroba této nové verze v dostatečném počtu však nějakou dobu trvala, a tak zpočátku nebylo možné družice vynášet v tak rychlém tempu jako dříve.

Znovupoužití prvních stupňů

Stejně jako v roce 2020, i v roce loňském pokračovalo SpaceX v posouvání hranic znovupoužitelnosti. Pouze dva starty Falconu 9 z celkového počtu 31 se odehrály na nových stupních, při všech ostatních letech byly použity již letěné stupně. Posouvala se i hranice počtu opakovaných použití stupňů. Už v lednu letěl tentýž první stupeň Falconu 9 poosmé. Tento výkon byl nejprve prvním březnovým startem vyrovnán a deset dní poté jsme tu měli v pořadí již deváté použití. Podobná situace se zopakovala v květnu, nejprve jeden stupeň dorovnal devět použití, aby se za pět dní opět posunula znovupoužitelnost na deset startů. Poslední rekordní údaj pak máme všichni patrně ještě v čerstvé paměti – při misi Starlink 4-4 byl stupeň B1051 použit pojedenácté. Nejčastěji jsme se v roce 2021 mohli potkávat při startech raket Falcon 9 se stupněm B1060, který za celý rok absolvoval celkem šest startů. V těsném závěsu za ním je pak s pěti starty stupeň B1058. Lze tak bez nadsázky říci, že jen tyto dva první stupně pro firmu zajistily třetinu jejich orbitálních startů. Celkově se na všech 31 startech podílelo pouhých deset různých prvních stupňů.

Neposunovaly se ale pouze hranice toho, kolikrát je možno první stupeň znovupoužít. Zkracovala se i doba, za jak dlouho lze připravit stupeň k následujícímu letu. V roce 2020 se nejrychlejší znovupoužití odehrálo mezi misemi DM-2 a ANASIS-II, kdy se podařilo stupeň připravit k dalšímu startu za 51 dní. Letos se tento čas podařilo snížit takřka na polovinu, mezi misemi Türksat 5A a Starlink v1-18 to SpaceX zvládlo za pouhých 27 dní. Firma však neukázala jen rekordní znovupoužití, ale celkově zkracovala i průměrnou dobu pro znovupoužití. V roce 2017 se podařilo stupeň připravit k dalšímu letu průměrně za 225 dní, v roce 2018 za 224 dní. V dalším roce následoval prudký pokles na 140 dnů, v roce 2020 doba průměrně klesla na krásných 114 dní a loni jsme se dostali na průměrnou hodnotu 94 dní.

Přistávání prvních stupňů

Zajímavé věci se děly i při přistávání prvních stupňů Falconů 9. Při všech misích, které SpaceX loni uskutečnilo, se pokusilo o přistání. Přistání se nepodařilo pouze v jednom případě, což přerušilo rekordní sérii 24 úspěšných přistání v řadě. Toto jediné nepovedené přistání se odehrálo v únoru 2021 při misi Starlink v1-19 a příčinou bylo selhání ochranné manžety na jednom z motorů Merlin. Díky tomu, že od té doby se všechna přistání opět daří, aktuální nejdelší série úspěšných přistání Falconů 9 dosáhla v roce 2021 nové rekordní hodnoty 26 a nadále se zvyšuje.

I rozbor jednotlivých přistání přinesl několik zajímavostí. Jediné přistání prvního stupně se odehrálo na pevnině (během mise Transporter-2), při všech ostatních misích se přistávalo na autonomní mořské přistávací plošiny. Čtrnáctkrát se přistávalo na plošině Of Course i Still Love You (OCISLY), jedenáctkrát byla využita Just Read the Instructions (JRTI) a celkem čtyřikrát byla nasazena zbrusu nová plošina A Shortfall of Gravitas (ASOG). Ta se poprvé v akci ukázala v srpnu 2021 při misi CRS-23. Při posledním startu letošního roku, misi CRS-24, se navíc SpaceX podařilo úspěšné přistání s pořadovým číslem 100. Shodou okolností se tak stalo na den přesně šest let po úplně prvním úspěšném přistání při misi Orbcomm-2, které se uskutečnilo v prosinci 2015.

Záchrana a znovupoužití aerodynamických krytů

Nepřistávaly samozřejmě jen první stupně, protože už od roku 2017 se SpaceX snaží zachraňovat i aerodynamické kryty tvořící ochrannou špičku rakety. V roce 2018 se podařilo firmě zachránit 8 polovin krytů a tento počet se postupně zvedal. O rok později už jich zachránilo 10, v roce 2020 to bylo 35 a loňský rok se toto číslo vyšplhalo až na 43. Pokud navíc vezmeme do úvahy, že v loňském roce letěl Falcon 9 celkem 25krát s aerodynamickým krytem, znamená to, že pouhých 7 polovin se zachránit nepodařilo.

SpaceX však nekončí své aktivity pouhým vylovením krytů. Snaží se tyto kryty i opakovaně používat. Z 50 polovin aerodynamických krytů, které letěly v loňském roce, jich celkem 33 neletělo poprvé. I u aerodynamických krytů nám tak začínají narůstat rekordmani. Celkem 5 polovin letělo už čtyřikrát a 2 poloviny dokonce absolvovaly pět kosmických startů. Ani tento rekordní počet však neznamená, že se podařilo splnit cíl, který loni stanovil Elon Musk. Ten v říjnu loňského roku uvedl, že by rád do konce roku 2021 některé poloviny použil až desetkrát. Dočkáme se tohoto milníku letos?

Změna techniky záchrany krytů

Loňský rok znamenal také změnu filozofie záchrany aerodynamických krytů. Od roku 2018 se totiž SpaceX snažilo řešit jejich záchranu pomocí lodí. Nejprve ale bylo nutné zajistit, aby se zmíněné kryty dokázaly snést nepoškozené z výšky, ve které jsou odhazovány. Za tímto účelem byly kryty vybaveny padáky. Od roku 2018 se je snažila loď Mr. Steven, později přejmenovaná na Ms. Tree, zachytávat ještě předtím, než na padáku dosednou na mořskou hladinu. V roce 2019 si pak SpaceX ke stejnému účelu pronajalo i druhou loď Ms.Chief. Obě lodi byly pak pravidelně nasazovány, aby se pokoušely klesající poloviny krytů zachytit. Tato metoda ale měla jen asi 30% úspěšnost. Často se navíc stávalo, že pokud nebylo zachycení provedeno naprosto správně, dovezla chytající loď do přístavu pouze rozbitou polovinu krytu. Naproti tomu kryty, které byly vyzvednuty z mořské hladiny, se dařilo dopravovat v pořádku.

Firma proto rozhodla změnit způsob jejich záchrany. Naposledy se o zachycení krytů v letu pokusila při misi Türksat 5A v lednu 2021. Od té doby jsou kryty pouze vyzvedávány z mořské hladiny. Po 19. misi Starlink v únoru loňského roku jsme se také s loděmi Ms. Chief a Ms. Tree viděli naposledy. Firma je poté odstrojila a v dubnu obě opustily námořní flotilu SpaceX. Už v květnu si však SpaceX začalo připravovat jejich náhradu. Poprvé do své flotily lodě přímo zakoupilo místo pronajalo, a ty později dostaly jména Doug a Bob podle obou astronautů mise DM-2. Ty však nejsou určeny k zachytávání krytů, pouze je vyzvedávají z hladiny. Navíc dokáží plnit funkci podpůrné lodě a remorkéru pro vlečení mořské plošiny. Loď Doug si odbyla svou premiéru v září během mise Inspiration4 a loď Bob jsme mohli poprvé vidět v akci v listopadu.

Znovupoužití nákladních a pilotovaných lodí Dragon 2

Ve firmě SpaceX nejsou znovupoužívány pouze první stupně či aerodynamické kryty. K vícenásobnému užití jsou určeny i kosmické lodi Dragon 2, které v současnosti používá firma jak pro dopravu nákladu pod názvem Cargo Dragon 2, tak i pro pilotované lety pod jménem Crew Dragon. U obou těchto podskupin jsme se v loňském roce dočkali prvních opakovaných použití. Překvapivě se prvního znovupoužití dočkala pilotovaná verze této lodi. Hned první pilotovaný start loňského roku, který se odehrál v dubnu při misi Crew-2, znamenal pro kabinu C206.2 Endeavour první znovupoužití. A čas, který byl potřeba pro přípravu této lodi na další let, byl při 264 dnech rovnou rekordní na poli kosmických lodí SpaceX, včetně Dragonů první generace, kde byl rekord 418 dní. Rekord z mise Crew-2 ale později padl, když pro misi Inspiration4 byla použita kabina C207.2 Resilience. Její příprava pro další start trvala pouhých 137 dní. V tomto čase je navíc započítána i instalace prosklené kupole namísto dokovacího portu.

Rekordy padaly i při znovupoužití nákladních lodí. SpaceX v současnosti používá dvě nákladní lodi Dragon druhé generace. Jejich kabiny mají čísla C208 a C209. Nejdříve se znovupoužití dočkala kabina první a stalo se tak při misi CRS-23. Obrátka trvala 228 dní. O několik měsíců loď C209 při misi CRS-24 tento čas zkrátila na 164 dní. Jedná se o úctyhodný výkon, nicméně se domnívám, že se tento čas do budoucnosti už příliš zkracovat nebude. Nepředpokládám totiž, že by nákladní lodi byly využívány častěji, zvláště proto, že v letošním roce by se k firmám zásobujícím ISS měla přidat i Sierra Nevada Corporation s raketoplánem Dream Chaser. Startovní tempo nákladních lodí tak bude spíše klesat než stoupat.

V druhé části článku si připomeneme ty nejzajímavější starty uplynulého roku, shrneme si dění kolem budované sítě Starlink a také se ohlédneme za testováním prototypů lodi Starship. Mezitím si můžete přečíst náš článek o tom, co všechno SpaceX chystá na rok 2022.