SpaceX chystá větší aerodynamický kryt pro Falcony a úpravu rampy LC-39A kvůli vertikální integraci nákladů

Falcon 9 a Falcon Heavy jsou velmi výkonné a spolehlivé rakety, avšak stále mají dva velké nedostatky, kvůli kterým nedokážou vynášet určité typy nákladů. Jedním nedostatkem jsou omezené rozměry aerodynamického krytu a zároveň startovní rampy pro Falcony nedisponují infrastrukturou pro vertikální integraci nákladu, což je schopnost připojit náklad k raketě ve svislé poloze. Nyní však web Spaceflight Now informoval o plánech SpaceX, jak tyto dva nedostatky odstranit, aby Falcony měly větší šanci v příštích letech získat nové armádní zakázky.

Vertikální integrace je v raketovém průmyslu označení pro proces připojení nákladu k raketě ve svislé poloze. (Pozor, neplést s vertikální integrací ve výrobě, což je označení pro to, když se společnost rozhodne nějakou součástku vyvíjet a vyrábět vlastními silami místo toho, aby ji koupila od dodavatele.) SpaceX už od dob Falconu 1 připojuje náklad k raketě v horizontální poloze, využívá tedy procesu horizontální integrace. Tento způsob je levnější a jednodušší, jelikož nevyžaduje mnoho prostoru a dodatečné infrastruktury. Některé družice však mohou obsahovat například velice citlivou optiku navrženou tak, že kdyby byl satelit někdy položen do horizontální polohy, došlo by k jejímu poškození. Takové družice je tedy nutné k raketě připojovat vertikálně. Tento požadavek se týká například určitých vojenských družic, o jejichž vynesení na orbitu se tím pádem SpaceX v minulosti nemohlo ucházet. Obvykle je tedy na oběžnou dráhu dopravily rakety Atlas či Delta konkurenční společnosti United Launch Alliance (ULA).

V květnu 2019 však americké letectvo vyhlásilo výběrové řízení pro druhou fázi kontraktů na vynášení vojenských zakázek, o které se kromě ULA a SpaceX ucházejí také společnosti Blue Origin a Northrop Grumman. Letectvo plánuje vybrat dvě vítězné společnosti, které by si pak v letech 2022–2026 rozdělily lukrativní kontrakty na zhruba 30 misí. Některé z těchto misí však můžou vyžadovat vertikální integraci nákladu, vynesení těžké družice na náročnou orbitu, či zahrnují náklad s rozměry vyžadujícími větší aerodynamický kryt (podrobnější rozpis jednotlivých požadavků na nosnost, orbity a kryty najdete zde). SpaceX v současnosti nesplňuje všechny tyto požadavky.

SpaceX se nakonec rozhodlo do výběrového řízení přihlásit s osvědčenými raketami Falcon 9 a Falcon Heavy. Avšak aby tyto nosiče dokázaly vyhovět všem požadavkům letectva a vynášet všechny typy nákladů, nabídka SpaceX zahrnuje konkrétní plány, jak zajistit vertikální integraci nákladů a také umožnit vynášení rozměrných družic, které se nevejdou do aerodynamického krytu, který SpaceX používá v současnosti.

Vertikální integraci nákladu bude zajišťovat nová pohyblivá věž, která bude vybudována na rampě LC-39A v Kennedyho vesmírném středisku na Floridě. Z této rampy momentálně startují primárně Falcony Heavy a také mise s Crew Dragonem. Zároveň se jihovýchodně od vypouštěcího stolu pro Falcony aktuálně staví nová infrastruktura pro starty vyvíjené rakety Super Heavy a lodi Starship. Nová věž pro vertikální integraci údajně vyroste na severní straně současné rampy a bude navržena tak, aby odolala i hurikánům 5. kategorie. Autor článku viděl oficiální koncept podoby nové věže, avšak SpaceX jej zatím nezveřejnila. Věž prý bude mít podobný černo-bílý design jako současná věž na rampě, která umožňuje nástup posádky do Crew Dragonu, avšak nová věž bude o něco vyšší.

SpaceX bude nadále montovat své rakety horizontálně v nedaleké hale HIF, poté je převeze na rampu a vztyčí do vertikální polohy. Takto to probíhá i v současnosti, avšak u budoucích misí, které budou v vyžadovat vertikální integraci nákladu, se následně k raketě přesune ona nová věž a obklopí ji. Tím umožní snadné připojení družice ve svislé poloze pomocí jeřábů a věž zároveň bude chránit celou sestavu před větrem a deštěm. Před startem pak věž odjede pryč do bezpečné vzdálenosti. Princip tedy bude stejný jako u podobných zařízení, která v současnosti využívá například ULA pro své rakety Delta a Atlas. Jak bude probíhat statický zážeh, článek Spaceflight Now nezmiňuje, ale dá se předpokládat, že ten bude prováděn ještě předtím, než přijede věž a proběhne připojení nákladu.

Společnost zároveň neupřesnila, kdy má stavba věže začít. Prezidentka SpaceX však uvedla, že pokud bude vertikální integrace potřeba také na západním pobřeží, firma může podobnou věž postavit také na Vandenbergově letecké základně. Odtud obvykle startují rakety nesoucí náklad na orbity s vysokým sklonem vůči rovníku. Mimochodem, americké letectvo už v listopadu 2017 poskytlo SpaceX 20 milionů dolarů na provedení designové studie ohledně potenciálního zavedení vertikální integrace pro rakety Falcon.

Druhou novinkou, kterou SpaceX chystá, aby rakety Falcony splňovaly požadavky všech druhů armádních zakázek, je zvětšený aerodynamický kryt. To je dvojdílná skořápka na špičce rakety, která během letu chrání nesený náklad a zároveň zajišťuje aerodynamický tvar rakety. Falcon 9 i Falcon Heavy v současnosti používají jen jeden typ krytu, který má 13,9 metrů na výšku a průměr 5,2 metrů. Kryt není nikterak malý, avšak přesto nedokáže pojmout všechny typy družic, které letectvo provozuje či teprve chystá. Tyto velké satelity tak v minulosti vynášela například raketa Delta IV Heavy, která disponuje krytem s průměrem 5,4 metrů a zároveň umožňuje vertikální integraci nákladu. SpaceX tedy hodlá v budoucnu nabízet také rozměrnější kryt s výškou 18,6 metrů a průměrem 5,4 metrů, který by už vyhovoval všem požadavkům letectva.

SpaceX údajně zvažuje dvě možnosti, jak tento větší kryt získat. Jednou z nich je nákup krytů od švýcarské společnosti RUAG Space, která už v současnosti dodává kryty s průměrem 5,4 metrů společnostem ULA (pro Atlas V a Vulcan) a Arianespace (rakety Ariane 5 a 6). Zde však nastává problém v tom, že RUAG vyvinul lehčí a levnější variantu tohoto krytu ve spolupráci se společností ULA. Tyto kryty se vyrábějí v továrně společnosti ULA v Alabamě a ta na něj má výhradní právo. ULA tedy údajně zablokovala možnost prodeje těchto krytů konkurenčnímu SpaceX. To však neznamená, že RUAG nemůže prodávat jiné kryty dalším firmám nebo že pro ně nemůže vyvinout nový typ krytu. RUAG zároveň vyrábí starší typ krytu pro rakety Atlas V a Ariane 5, avšak u něj není jasné, jestli jej SpaceX může koupit.

SpaceX nebude potřebovat vysoký počet těchto krytů, a tak je nákup hotového produktu v tomto případě nejjednodušším řešením, ale pokud to nebude možné, společnost si může vyvinout vlastní. Současné kryty pro rakety Falcon si SpaceX také vyvíjí a vyrábí samo (jde dokonce už o několikátou generaci). Výhodou tohoto řešení by bylo, že SpaceX by mohlo kryty potenciálně optimalizovat pro vynášení více satelitů Starlink najednou pomocí Falconu Heavy a také případně zakomponovat systém pro záchranu krytů a jejich opakované použití.

Nutno však dodat, že se také může stát, že SpaceX výběrové řízení na nové armádní zakázky nakonec nevyhraje. To je sice nepravděpodobné, jelikož SpaceX se spolu s ULA řadí mezi favority, ale pokud k tomu dojde, plány na novou integrační věž a větší kryt by asi byly uloženy k ledu. Jedná se totiž o velkou investici do infrastruktury a produktu, které nejsou pro drtivou většinu běžných misí potřeba, takže by se to SpaceX bez armádních zakázek nevyplatilo.

Prezidentka SpaceX Gwynne Shotwell se k očekávaným výsledkům výběrového řízení vyjádřila takto:

Nedokážu odhadnout, jak se [letectvo] rozhodne. Myslím, že jsme v dobré pozici. Splňujeme všechny jejich podmínky a myslím, že jsme zaslali konkurenceschopnou nabídku. A přihlásili jsme se s raketami, které už létají a mají dlouhou historii.

Poslední větou Shotwell naráží na skutečnost, že konkurenční společnosti ULA, Blue Origin a Northrop Grumman se do výběrového řízení přihlásily s raketami Vulcan, New Glenn a OmegA, které jsou teprve ve vývoji:

[ULA] má velké zkušenosti s přípravami a vynášením nákladů národní bezpečnosti. Takže mají alespoň zkušenosti, i když ještě nemají raketu. Mají tak výhodu oproti zbylým dvěma uchazečům. Ale opravdu nevím, jak to celé dopadne.

Gwynne Shotwell však vysvětlila, že SpaceX bude v pořádku, i když výběrové řízení nakonec nevyhraje:

Jedním z důvodů, proč se ucházíme o komerční, civilní, mezinárodní i vojenské zakázky, je abychom zajistili, že firma bude silná, i když se některý z těchto tržních sektorů setká s obtížemi. Pokud nevyhrajeme, tak sice budeme velice nešťastní, ale rozhodně přežijeme. Máme širokou základnu zákazníků, a tak nejsme závislí pouze na vynášení nákladů národní bezpečnosti.