SpaceX má nový komplex pro repasování Falconů, znovupoužitelnost zpočátku nebyla ekonomicky efektivní

První znovupoužití Falconu 9 proběhlo už v březnu 2017 a SpaceX od té doby provedlo mnoho desítek dalších misí s již použitým prvním stupněm. Elon Musk a Gwynne Shotwell, dva přední představitelé SpaceX, se v posledních měsících podělili o pár zajímavostí ohledně toho, jak se znovupoužitelnost Falconů osvědčila a co můžeme v této oblasti čekat do budoucna. SpaceX navíc na Floridě zprovoznilo nové zařízení, které je zaměřené na kontroly již použitých prvních stupňů Falconů a jejich přípravu na další mise.

SpaceX je momentálně jediná firma na světě, která disponuje částečně znovupoužitelnou orbitální raketou, ale Elon Musk nedávno poznamenal, že vyvinutí technologie pro přistání prvního stupně je jen špičkou ledovce. Mnohem více práce totiž zabraly následné optimalizace a úpravy, díky kterým je opakované použití stupňů ekonomicky efektivní. Samozřejmě je skvělé dosáhnout toho, aby start s použitou raketou byl levnější než ten s novou raketou, ale podle prezidentky SpaceX Gwynne Shotwell to není jediný přínos znovupoužitelnosti. Investice SpaceX do schopnosti opakovaného použití Falconů a Dragonů totiž sice šetří peníze, ale také to umožňuje výrazně zvýšit startovní kadenci. SpaceX plánuje přes 40 startů Falconů ročně a to by normálně znamenalo nutnost vyrobit 40 nových prvních a druhých stupňů. To vyžaduje obrovské množství místa v továrně a také spoustu dodatečných pracovníků. SpaceX si ale díky znovupoužitelnosti vystačí s menším prostorem pro výrobu a zároveň to umožnilo větší flexibilitu z hlediska pracovní síly. „Některé zaměstnance jsme přesunuli z [výroby] Falconu k Dragonu a zároveň některé pracovníky pochopitelně přesouváme z Falconu a Dragonu do projektu Starship,“ vysvětluje Gwynne Shotwell.

Prezidentka SpaceX si také pochvaluje úspěchy raket Falcon, které znovupoužitelnost umožnila. „Provedli jsme více startů s již použitými stupni než Atlas V odlétal za posledních 5 let,“ pochlubila se Gwynne Shotwell. Žádný start s již letěným stupněm navíc zatím neselhal, což je důležitá informace pro pojišťovny. Ty si podle prezidentky SpaceX neúčtují žádnou přirážku k ceně pojištění v případě letu již použité rakety (v porovnání s nově vyrobenou raketou).

SpaceX za poslední 4 roky provedlo přes 60 startů raket Falcon s již použitým prvním stupněm. Každý takový start poskytl SpaceX obzvlášť v počátku cenná data a zkušenosti ohledně toho, jak je raketa opotřebovávána a co obnáší její příprava na další start. Tyto informace pak SpaceX zužitkovalo při vývoji Blocku 5. To je nejnovější varianta rakety Falcon, která poprvé letěla v roce 2018 a obsahuje spoustu vylepšení usnadňujících znovupoužitelnost prvního stupně. Jeden konkrétní stupeň Falconu 9 už má za sebou celkem 10 startů a brzy pravděpodobně poletí pojedenácté. Elon Musk aktuálně prozradil, že opotřebování stupňů je i po několika startech minimální a podle něj by nejspíš zvládly přes 100 misí. Bylo by však nutné vyměnit například některé kompozitní heliové nádrže a možná také nejnamáhanější části turbočerpadel v motorech Merlin.

Firma také v průběhu let výrazně zkrátila dobu, kterou zabere příprava stupně mezi starty. K tomu přispěly i různé logistické optimalizace, které usnadnily manipulaci se stupněm po přistání. Mezi příklady těchto zlepšováků patří například zavedení zajišťovacího robota OctaGrabbera na mořských plošinách nebo lepší přistávací nohy, které je možné snadno sklopit. V prvopočátku trvala příprava použitého stupně Falconu na další start alespoň 6 měsíců, ale už rok po úplně první misi s již použitým stupněm se podařilo potřebnou dobu zkrátit na necelé 2 měsíce.

Elon Musk pak v době uvedení Blocku 5 v roce 2018 avizoval, že znovupoužitelnost raket Falcon bude natolik snadná, že bude časem možné startovat znovu už 24 hodin po přistání. To ale firma nikdy nedemonstrovala a prodlevy mezi starty se pohybovaly mezi 2–3 měsíci i po zavedení Blocku 5. Teprve letos SpaceX několikrát dosáhlo znovupoužití stupně během jednoho měsíce. Elon Musk to v nedávném rozhovoru odůvodnil tím, že několik prvních exemplářů Blocku 5 ještě nebylo úplně optimálních. Jejich příprava na další starty tedy byla o dost pracnější než v případě novějších kusů, které zřejmě obsahují nějaká blíže neurčená vylepšení. Proto když SpaceX plánovalo nějakou misi, při které měl být zahozen první stupeň, byl k ní záměrně přiřazen jeden z těch nejstarších stupňů.

Uvidíme tedy někdy Falcon startující už den po přistání? Zdá se, že tohoto milníku se pokusí dosáhnout až Starship. Elon Musk doufá, že tato vyvíjená raketa časem dokáže startovat už méně než hodinu po přistání. V případě současných Falconů podle Muska stačí, když proces přípravy stupně na další start zabere 1–2 týdny, neboť to je dostatečné i pro pokrytí maximální poptávky po startech.

Efektivita přípravy použitých stupňů Falconů na start se odvíjí také od technického zázemí. Doposud SpaceX provádělo kontroly a repasování stupňů mezi starty primárně na Floridě, kde firma využívá několik různých hangárů. Některé z nich ale pojmou jen jeden stupeň a celková roztříštěnost této činnosti asi nebyla optimální, a tak SpaceX aktuálně postavilo a zprovoznilo vlastní velké zařízení, které je výhradně určené pro skladování a repasování stupňů Falconu mezi starty.

Toto zařízení se nachází na Roberts Road v Kennedyho kosmickém středisku na Floridě a plány na jeho stavbu SpaceX oznámilo už v roce 2018. Tehdy bylo součástí projektu také nové středisko pro řízení startů a „raketová zahrada“ s významnými exponáty z historie SpaceX, ale není jasné, jak moc se tyto plány za poslední 3 roky změnily. Nicméně rozměrná budova pro zpracování prvních stupňů raket Falcon už je v provozu a jeden z lidí, který se účastnil prohlídky tohoto nového zařízení, se podělil o zajímavé poznatky.

Komplex prý byl otevřen přibližně koncem letošního května a je nyní primárním floridským zařízením pro zpracování stupňů Falconů. Nazývá se Hangar X, což je poněkud matoucí, protože Hangar X je také alternativní označení pro Hangar AO na Canaveralu, který SpaceX také využívá. V novém komplexu může probíhat repasování až čtyř různých Falconů najednou a dalších pět stupňů může být uskladněno. Příprava stupně na další start momentálně zabere 2–4 týdny.

První stupeň ale není jediná část raket Falcon, která je znovupoužitelná. SpaceX už několik let úspěšně znovupoužívá aerodynamické kryty, které tvoří špičku rakety a během letu chrání nesený náklad. Kryt má dvě poloviny, které dohromady stojí 5–6 milionů dolarů, což představuje zhruba desetinu celkové ceny startu. SpaceX kryty vybavilo padáky a tryskami a zpočátku se je snažilo chytat pomocí lodí vybavených rozměrnými sítěmi, aby se zabránilo kontaktu krytů s korozivní mořskou vodou. Tato metoda ale neměla ani po více než 2 letech snažení moc vysokou úspěšnost, a tak dnes SpaceX s kryty přistává rovnou do vody a jen je poté vyloví. SpaceX ale zřejmě kryty postupně vylepšovalo, aby lépe snášely slanou vodu, a tak je možné je opakovaně používat i bez zachycení do sítě.

Jeden takový zlepšovák byl zaveden koncem minulého roku. Ve spodní části krytu se normálně nachází série průduchů se záslepkami, ale u novějších misí si pozorní fanoušci všimli, že jejich rozmístění se změnilo. Otvory nově nejsou rovnoměrně kolem dokola, ale nově jsou umístěny jen poblíž oblasti, kde se kryt dělí na dvě poloviny (porovnejte fotky krytů níže). Důvodem je nejspíš to, že když kryt přistane do oceánu, všechny průduchy se nyní nacházejí nad vodní hladinou, a tak se eliminuje nebo alespoň minimalizuje vnik vody do vnitřní části krytu. To pravděpodobně usnadňuje proces přípravy krytu na další start. V jednom případě se kryt podařilo použít znovu už 49 dnů po přistání do oceánu, což je aktuální rekord v rychlosti znovupoužití krytu.

Elon Musk mimochodem loni v říjnu odhadoval, že do konce roku 2021 by se SpaceX mohlo podařit použít nějaký kryt a první stupeň Falconu víc než desetkrát. Stupeň B1051 má za sebou už 10 startů, takže ještě jeden by měl letos stihnout, ale na jedenácté použití krytu nejspíš budeme muset počkat o něco déle. Rekordmanem mezi kryty z hlediska počtu použití je totiž exemplář, který má za sebou „jen“ 5 startů.