SpaceX v roce 2019: Pokroky ve znovupoužitelnosti, premiéry Crew Dragonu a Starlinku, rekordy
V dnešním článku se podíváme za uplynulým rokem 2019 z pohledu SpaceX, na všechny jejich úspěchy či selhání, zajímavosti a novinky, které se za celý rok udály. Shrneme také dění v Boca Chica, změny v námořní flotile, podíváme se na záchranu aerodynamických krytů a také na rekordy, kterých SpaceX v uplynulém roce dosáhlo či je překonalo. Pokud by vás zajímalo, co jsme od SpaceX v roce 2019 před rokem čekali my, přečtěte si článek Co všechno SpaceX chystá na rok 2019. Nestihla se například premiéra megarakety Super Heavy a do roku 2020 sklouzly také dvě finální testovací mise Crew Dragonu. SpaceX navíc provedlo méně startů než v minulém roce.
Počet startů
Za celý rok uskutečnilo SpaceX celkem 13 misí, v 11 případech přitom použilo raketu Falcon 9, zbývající dva starty obstaraly rakety Falcon Heavy. Všechny starty byly úspěšné. Dvakrát startoval Falcon 9 z Vandenbergovy základny na západním pobřeží, třikrát startovalo SpaceX z Kennedyho vesmírného střediska z rampy LC-39A a zbývajících osm startů obstarala rampa SLC-40 na Mysu Canaveral. Celkově se však jednalo o 8 startů méně, než SpaceX uskutečnilo v roce 2018.
Pro všechny loňské starty použilo SpaceX celkem 10 použitých stupňů a 7 nových. Tento zvláštní počet je způsoben starty Falconu Heavy, při kterých byly použity celkem 4 stupně nové, z nichž 2 byly při další misi použity znovu.
13 uskutečněných startů proběhlo v režii SpaceX také dost nepravidelně. V prvním pololetí uskutečnilo SpaceX celkem 8 misí, na druhou polovinu roku pak připadlo už jen 5 startů. V druhé polovině roku 2019 se vyskytlo také období tří měsíců (mezi AMOS-17 a Starlink v1-1), kdy nestartovala raketa žádná. Pokud nebudeme počítat uzemnění raket po haváriích, takto dlouhou prodlevu SpaceX nezažilo od přelomu let 2014/2015, kdy po misi CRS-4 v září 2014 došlo k dalšímu startu až v lednu 2015 při misi CRS-5.
Firma na rok 2019 původně plánovala provést zhruba stejný počet startů jako v předchozím roce. Výsledný nízký počet startů byl jednoznačně způsoben tím, že se SpaceX podařilo dohnat zpoždění, které vzniklo při havárii Falconu 9 při misi CRS-7 v roce 2015 a následkem exploze Falconu 9 v září 2016 při přípravě na statický zážeh pro misi Amos-6. V podstatě se dá říct, že od této chvíle prakticky SpaceX jen čeká na připravenost nákladu svých zákazníků. A někteří zákazníci nakonec nestihli své původně zamluvené termíny startů v roce 2019 a tyto mise sklouzly do roku 2020 (např. Anasis-II, GPSIII-SV03 a další). Roli hrálo také to, že se stihly jen dva starty Starlinku, i když jich původně bylo v plánu až sedm.
Zajímavé mise
Mezi nejsledovanější mise SpaceX v loňském roce pak jednoznačně patřily oba starty rakety Falcon Heavy, jak mise Arabsat 6A, tak armádní mise STP-2. Mimochodem při tom prvním letěla tato raketa poprvé s se stupni v nejnovější verzi Block 5. Dále je nutno určitě nutno zmínit dokončení největší satelitní obnovy v dějinách, tedy poslední start pro firmu Iridium. SpaceX také v tomto roce zamířilo poprvé od dubna 2018 (mise TESS) dále než na geostacionární dráhu. Už v únoru 2019 totiž Falcon 9 vynesl k obloze satelit Nusantara Satu, jehož spolucestujicím byl i první soukromý lunární lander Beresheet, který se v dubnu 2019 neúspěšně pokusil přistát na měsíční povrch v oblasti Mare Serenitatis.
SpaceX v roce 2019 také začalo s vynáškou satelitů své plánovanované megakonstelace Starlink, která se bude skládat z více než 12 000 satelitů. V květnu a listopadu 2019 firma uskutečnila první dvě vynášky, při kterých se na orbitální dráhu dostalo celkem 120 satelitů. Ovšem tento rok SpaceX plánuje toto tempo výrazně zvýšit. Očekává se, že každý měsíc provede až 2 starty pro Starlink, takže na konci roku 2020 by mohlo být na oběžné dráze přes 1 400 satelitů. To by mělo stačit na téměř globální pokrytí signálem.
Crew Dragon
Za zmínku také rozhodně stojí první start kosmické lodi Crew Dragon, tedy nepilotovaná testovací mise DM-1, při které byla tato loď na několik dní zadokována u Mezinárodní kosmické stanice (ISS). Mise byla po všech stránkách úspěšná a v době přistání lodi Crew Dragon do vln Atlantiku panovalo všeobecné přesvědčení, že se dočkáme pilotovaného startu do konce roku 2019.
Na tuto úspěšnou misi plánovalo SpaceX navázat v létě 2019, kdy loď Crew Dragon C201 z mise DM-1 měla být použita znovu při testu záchrany za letu. Tento plán však nemohl být uskutečněn, protože už v dubnu 2019 tento Crew Dragon explodoval těsně před statickým zážehem. Vyšetřování přičin této nehody pak zabralo přibližně tři měsíce a celý program komerčního vynášení posádek k ISS byl tím zpožděn o více než půl roku. Test úniku lodi Crew Dragon tak byl nakonec uskutečněn až 19. ledna 2020.
Přistávání Falconů
Při dvanácti z celkově třinácti uskutečněných startech se SpaceX pokusilo o přistání prvních stupňů. Všech deset pokusů o přistání prvních stupňů Falconu 9 bylo úspěšných – jedenkrát proběhlo přistání na plošině JRTI, dvakrát se přistávalo na pevnině a ve všech ostatních případech dosedaly stupně na plošinu OCISLY. Dalších 6 pokusů o přistání proběhlo při misích raket Falcon Heavy. Při obou misích zamířily boční stupně na pevninu a centrální stupně dosedaly na plošinu v Atlantiku. Boční stupně přistály vždy úspěšně a při misi Arabsat 6A se SpaceX poprvé podařilo dosednout i se stupněm centrálním. Ten se však nedlouho poté převrátil a plošina OCISLY dovezla na Floridu již jen jeho trosky. Při následující misi STP-2 se centrálnímu stupni nepodařilo přistát na plošinu v rekordní vzdálenosti více než 1200 km od pobřeží. Pokud si všechny pokusy o přistání shrneme, SpaceX při nich dosáhlo celkově 93,7% úspěšnosti.
Znovupoužitelnost Falconů
V roce 2019 jsme se dočkali i řady opakovaných použití prvních stupňů. Stupně B1052, B1053 (boční stupně Falconu Heavy), B1048, B1049 a B1051 uskutečnily každý celkem dva starty. Ovšem pouze jediný stupeň, B1056, uskutečnil starty tři. V listopadu 2019 jsme se při misi misi Starlink v1-1 konečně dočkali také čtvrtého použití téhož stupně, tímto rekordmanem se stal stupeň B1048. Předchozí rekordní hranice tří použití byla dosažena v prosinci 2018 při misi SSO-A stupňem B1046. Celkově třetího startu se dočkal i stupeň B1047 při misi Amos-17, ten byl ovšem obětován a o další přistání se nepokusil.
SpaceX v roce 2019 pokročilo také při zpracovávání prvních stupňů raket Falcon v přístavu. V květnu 2019 po přistání poprvé sklopilo všechny čtyři nohy prvního stupně. Jednalo se o nový stupeň B1056 a u jeho dalších dvou misí v roce 2019 také došlo ke sklopení nohou po přistání (u ostatních stupňů byly stále odmontovávány). Sklopením nohou místo odmontováním má SpaceX ušetřit drahocenný čas. Je nutno si však přiznat, že při startovní kadenci roku 2019 šlo spíše o sbírání zkušeností a ověření postupů než o nutnou časovou úsporu.
I na tomto poli se však SpaceX snaží. Nejrychlejšího odbavení prvního stupně v přístavu, tedy od jeho připlutí na plošině až po odvezení na kolovém transportéru k dalšímu zpracování, uplynulo nejprve pouhých 48,25 hodiny v případě stupně B1049 po misi Starlink-1. Tento čas se pak podařilo zkrátit na pouhých 42 hodin v prosinci 2019 během mise JCSAT-18/Kacific-1.
Starhopper, Starship a Raptor
V prosinci 2018 nás Elon Musk překvapil totálně přepracovaným designem plánované lodi Starship. Místo původně plánovaných uhlíkových kompozitů se celý tým pod jeho vedením rozhodl přejít na nerezovou ocel. Klíčem k tomuto rozhodnutí byla výrazně nižší cena oceli, její lepší vlastnosti při nízkých i vysokých teplotách a možnost rychlejší práce s ní. Nebyl by to ovšem Elon Musk, kdyby od slov prakticky vzápětí nepřešel k činům. Celý rok 2019 potom pro nás diváky a fanoušky představovala základna Boca Chica v Texasu jednu nepřetržitou reality show, kde jsme díky neoficiálním webkamerám mohli každý den živě sledovat, na čem SpaceX pracuje.
Ještě v prosinci 2018 zde byla zahájena stavba zmenšeného technologického demonstrátoru lodi Starship, který dostal jméno Starhopper. Tento testovací exemplář o průměru 9 metrů a výšce necelých dvacet metrů byl původně plánován i s aerodynamickou špičkou, která byla i vyrobena, ovšem koncem ledna byla v silném větru těžce poškozena a SpaceX se následně rozhodlo všechny další testy provádět bez ní. V dubnu, červenci a srpnu jsme se také dočkali celkem tří poskočení tohoto stroje, načež byl po svém posledním 150metrovém skoku odstaven. V plánu je jeho přeměna na vertikální testovací stav pro motory Raptor.
SpaceX se však neomezilo pouze na stavbu demonstrátoru. Začalo se pracovat i na reálných letových kusech. Práce probíhaly současně jak v Boca Chica (Mk1), tak na Floridě (Mk2). Texaský prototyp byl zkompletován právě včas, aby mohl 29. září 2019 tvořit kulisu při Elonově každoroční prezentaci plánů a vizí ohledně nové rakety. Toto datum nebylo vybráno náhodou, jednalo se o desetileté výročí vůbec prvního úspěšného obitální startu SpaceX, mise RatSat.
Dokončen však byl pouze texaský exemplář Mk1 a SpaceX s ním dokonce plánovalo provést testovací vzlet do výšky 20 kilometrů. Koncem listopadu už na tomto prvním exempláři docházelo k tankovacím zkouškám, které však skončily utržením víka nádrže. SpaceX následně oba vyvíjené prototypy kompletně odepsalo a dle slov Elona Muska se chce soustředit na pokročilejší prototypy označované SN1 a SN2.
SpaceX však nezačalo stavět jen prototypy lodí Starship, v roce 2019 byly vyrobeny také první motory Raptor, které budou celou sestavu Starship/Super Heavy pohánět. Na přelomu ledna a února se objevily první fotky letových exemplářů těchto motorů na základně McGregor. O několik dní později jsme se pak dočkali i prvních zkušebních zážehů a také byl při těchto testech poprvé dosažen minimální potřebný tah. Některé exempláře motorů Raptor pak byly dokonce v rámci skoků Starhopperu použity i během letu. V současnosti dochází sice už k sériové výrobě těchto motorů, přesto jejich vývoj není zdaleka u konce a podle Elona Muska obsahuje každý nový motor menší úpravy a teprve až 50. vyrobený kus bude možné nazvat Raptorem v1.0. Do konce roku 2019 pak SpaceX vyrobilo celkem 17 motorů, ovšem současné tempo je nedostatečné a SpaceX chce během roku 2020 dosáhnout rychlosti jednoho dokončeného Raptoru denně. Pro testy motorů Raptor se upravuje i základna McGregor, protože dosavadní zkoušky těchto motorů tam probíhají v horizontální poloze, ale do budoucna tyto motory budou zkoušeny vertikálně.
Znovupoužití aerodynamických krytů a změny v námořní flotile SpaceX
SpaceX pokročilo také ve svém programu na zachycení aerodynamických krytů. Pro tento účel má SpaceX má od února 2018 ve své flotile loď GO Ms. Tree (bývalá loď Mr. Steven). S touto lodí se celý rok 2018 pokoušela na západním pobřeží o zachycení aerodynamického krytu, úspěchy se však nedostavovaly. Přesto loď nabrala spoustu zkušeností s manévrováním a došlo ke zvětšení její sítě určené k chytání krytů. Dokončení obnovy satelitní sítě Iridium ovšem výrazně snížilo počet příležitostí pro chytání aerodynamických krytů v Pacifiku, a tak došlo začátkem roku 2019 k přemístění lodi Mr. Steven na pobřeží východní. Poprvé zde měla být loď nasazena při misi Nusantara Satu, tehdy se však následkem velkých vln odlomila ramena držící síť.
Další pokus o zachycení krytů do sítě proběhl potom až v červnu 2019, přičemž nedlouho předtím došlo i k přejmenování lodi Mr. Steven na GO Ms. Tree. S tímto upraveným jménem se ihned dostavil první úspěch. Při misi STP-2 byla poprvé zachycena jedna polovina aerodynamického krytu. Tentýž úspěch si potom tato loď zopakovala i při další misi. 13. srpna 2019 pak bylo oznámeno, že do flotily SpaceX přibyla nová loď GO Ms. Chief, která má stejný úkol jako Ms. Tree. Od té doby až do konce roku 2019 se však další zachycení krytu do sítě nepodařilo ani jedné lodi.
SpaceX se ovšem nespolehlo jen na zachycení krytů do sítě a upravilo je tak, aby je bylo možno použít znovu, i když netrefí síť a přistanou na hladině moře. K vylovení krytů došlo při misích Arabsat 6A a Starlink-1. Ke konci roku 2019 jsme se potom dočkali i prvního znovupoužití aerodynamických krytů v historii kosmonautiky, a to během mise Starlink v1-1. Nejednalo se ovšem o kryty zachycené do sítě, ale o ty, které byly vyloveny z moře. Na znovupoužití zachycených krytů tedy i nadále čekáme. Dokud však nedojde k záchraně obou polovin krytu do sítě, nelze zřejmě očekávat jejich nasazení při komerčních startech. Mezitím SpaceX plánuje opakovaně používat kryty alespoň na vlastních misích pro Starlink. Pro úplnost dodávám, že výroba nového aerodynamického krytu vyjde na 5–6 milionů dolarů, takže každým jeho znovupoužitím SpaceX ušetří nemalé peníze.
V roce 2019 se také dočkala prvního nasazení ve vylepšené konfiguraci loď GO Navigator, která je určena pro vyzvedávání nákladních a pilotovaných lodí Crew Dragon. Tato loď je vybavena helipadem pro rychlou dopravu posádky či časově citlivého nákladu na pevninu a dále také jeřábovým A-rámem, který slouží pro vyzvednutí lodí Dragon z mořské hladiny. Tato loď je však někdy používaná i při misích, kdy Falcony 9 nevynáší lodi Crew Dragon, v takových případech totiž vyzvedává z mořské hladiny aerodynamické kryty.
Malý počet startů vedl SpaceX i k tomu, že se rozhodlo přesunout přistávací plošinu Just Read The Instructions (JRTI) ze západního pobřeží na východní. K přesunu došlo v létě a prakticky až do prosince byla plošina zakotvena v Morgan City v Louisianě, kde podstupovala různé úpravy a vylepšení. V prosinci potom následoval její finální přesun na Floridu, kde od té doby čeká na svoje první použití na východě od roku 2015, kdy její předchůdkyně se stejným jménem byla použita při pokusu o přistání po misi CRS-6. Druhým důvodem, proč SpaceX přestalo provozovat plošiny na západním pobřeží je i fakt, že v roce 2020 plánuje uskutečnit několik startů na polární dráhy z východního pobřeží. Na zapadním pobřeží by tak plošina jen nečinně kotvila v přístavu. Mimochodem, proslýchá se, že v nově budovaném areálu SpaceX v Kennedyho vesmírném středisku probíhá výroba brášky robota OctaGrabbera. Ten už několik let slouží k zajišťování raketových stupňů k palubě po přistání na mořské plošině Of Course I Still Love You. Druhý robot by tak mohl být určen pro plošinu JRTI.
V roce 2019 si také odbyla premiéru loď GO Discovery. Ta už dvakrát zajistila převoz komponentů a nástrojů pro výrobu Starship z Floridy do Boca Chica v Texasu. Zatím není jasné, jestli je loď jen dočasná výpomoc, nebo je novým stálým členem námořní flotily SpaceX. Nabízí se možnost, že loď bude v budoucnu sloužit jako podpůrná loď k plošině JRTI, podobně jako loď GO Quest doprovází plošinu Of Course I Still Love You při každém pokusu o přistání.
Zajímavosti a rekordy
V roce 2019 SpaceX dokázalo překonat některé své předešlé výkony, prvenství a rekordy. Jako první určitě stojí za zmínku, že se SpaceX podařilo hned dvakrát zkrátit čas mezi dvěma starty raket Falcon 9 z jedné rampy, konkrétně se jednalo o rampu SLC-40 na Mysu Canaveral. Nejprve v létě uplynulo pouhých 12 dní mezi starty CRS-18 a Amos-17, aby se potom na samotný závěr roku tento čas zkrátil o jeden další den, současný rekord drží časová prodleva mezi starty CRS-19 a JCSAT-18/Kacific-1. Zde bude dobré podotknout, že po opravení rampy SLC-40 se všeobecně udávalo, že její systémy by měly být schopny zvládnout jeden start týdně, SpaceX má tedy ještě rezervu a v roce 2020 lze očekávat další zkrácení těchto časů, a to především u misí Starlink.
SpaceX též překonalo nejtěžší vynesený náklad ve své dosavadní historii, kterým bylo 10 družic o celkové hmotnosti 9,8 tuny při misích Iridium. Novým rekordmanem jsou a ještě dlouho budou interní mise SpaceX se satelity Starlink, kdy raketa Falcon 9 při misi Starlink v1-1 vynesla náklad o hmotnosti 15,6 tuny. Současně tyto mise představují i rekordní náklad, po jehož vynesení ještě dokážou přistát první stupně Falconu 9.
Rekordy překonává SpaceX i na dalším poli, kterým je zkrácení prodlevy mezi statickým zážehem a startem. V roce 2019 zkrátilo tento čas na 73 hodin, stalo se tak v případě mise Nusantara Satu. Jedná se však o rekord v kategorii provedení statického zážehu bez nákladu. V případech, kdy byl statický zážeh prováděn s připojeným nákladem, rekord stále drží mise CRS-7 z roku 2015, kde ke startu došlo do 42 hodin po statickém zážehu. Od nehody Amos-6 SpaceX obvykle neprovádí statické zážehy s nákladem, výjimkou však jsou interní mise Starlink. Vzhledem k plánovanému počtu těchto misí lze očekávat, že v roce 2020 padne i rekord nejkratší doby mezi statickým zážehem a startem.
Dalšího zajímavého rekordu dosáhla i plošina Of Course i Still Love You. V rozmezí 8 dnů na ni dokázaly přistát dva první stupně (mise Nusantara Satu a DM-1). Samozřejmě mise nejsou vždy srovnatelné, záleží v jaké vzdálenosti od pobřeží se plošina nachází v okamžiku přistání, jaké je počasí na moři atd.
Proti všeobecnému očekávání a předpokladům jsme se však v roce 2019 nedočkali rekordu v době znovupoužití téhož prvního stupně, ten už od roku 2018 drží stupeň B1045 (poslední exemplář Falconu 9 ve verzi Block 4). Rekordní čas 71 dnů tak i nadále odolává a je to škoda, protože od přechodu na Block 5 se všeobecně očekávala daleko rychlejší znovupoužitelnost. V roce 2019 však SpaceX nestartovalo moc často, a tak nebylo potřeba lámat rekordy v rychlosti opakovaného použití stupňů. Uvidíme, co nám v tomto směru přinese rok 2020.
Závěr
Z hlediska startů se jednalo z pohledu SpaceX spíše o průměrný rok, přesto nelze říct, že by v tomto pohledu byly na vině rakety Falcon 9. Také v záchraně centrálních stupňů Falconů Heavy SpaceX nepokročilo, jelikož pořád ještě nepřivezlo zpět do přístavu jediný letěný exemplář. Možnost dalšího reparátu bude mít až koncem roku 2020 při tajné armádní misi AFSPC-44. Nejzajímavější události se patrně odehrávaly v Boca Chica, kde došlo a stále dochází k řadě zajímavých testů nové rakety Starship. Dočkali jsme se prvního čtvrtého použití téhož stupně i znovupoužití aerodynamického krytu. Celkově se tak jednalo o poměrně zajímavý rok, bylo to však dáno spíše atraktivitou jednotlivých událostí než častým sledováním aktivit SpaceX. Zde přiznávám, že zejména v říjnu už jsem se nemohl dočkat dalšího startu rakety Falcon 9 po tříměsíční pauze.
Pod prvnim obrazkem ma byt asi “prehled” a zakaznici “nestihli”. Jinak shrnuti je pekne.
Opraveno. Díky!
Možná jsou to poslední roky, co se bavíme o Space X jako o dopravní firmě. Od začátku bylo jasné, že vynášením družic si není možno vydělat na cestu na Mars. Ale aspoň cizí zákazníci zaplatili vývoj skvělé nosné rakety. Myslím, že letos konečně začne proměna Space X na organizaci, která schopnost létat na Mars získá, jak po hardwarové stránce (StarShip) tak po finanční (Starlink).
Někteří bědují, že je málo zákazníků, ale myslím, že Space X už to je jedno, do roka se jí začnou hrnout miliardy ze Starlinku a do pěti let to budou desítky miliard, takže na cesty na Mars bude moci dát víc jak NASA na celý svůj chod
60 mega $ za vynasku tretej strane mi nepride zrovna zanedbatelny peniaz, natoz ked uz lieta finalna verzia rakety. Zasa startlink tiez ma nejaku zivotnost a nejaky servis, tie satelity nebudu neporuchove a jedna vec je teraz vyniest jednu cast vlaku na urcitu drahu a vec druha doplnat “odpadnute” jednotlive satelity. To bude falcon vynasat len par satelitov pri servise? Ale to je len cisto dohad, neviem ake maju moznosti menit svoju poziciu v konstalacii len za pomoci svojho motora.
Inklinaci mají všechny satelity stejnou a na správné místo v konstelaci se dostávají tím, že začnou zvedat dráhu ve vhodnou dobu.
Takže při jakékoliv vynášce se dostanou na jakékoliv místo v konstelaci. Takže neni problem poslat jeden satelit z vlaku “jinam”.
Nebo přesunout ho v konstelaci jinam. Stačí na nèjakou dobu zvýšit nebo snížit dráhu, což zas tolik paliva nestojí.
Jirko díky za bezvadný přehled. Je to solidně odvedená práce. Mimochodem moc pěkné fotky. 🙂 😋 Pro mě nová informace o Octagrabru.
Ja tobe dekuju za pomoc a jejich vyberem, a verejne, byl si moc hodny. A sem rad, ze se libi
Pekne spracovany clanok 🙂
Jirko skvělý článek!
Jinak bych řekl že poprvé nastala situace, kdy je raket dost, ale nejsou náklady. Co si pamatuji, tak to vždy bývalo opačně. Kdy už konečně zareagují zadavatelé? 🙂
Mám pořád takový neodbytný pocit, že ti dlužím odpověď. Obávám se, že sami dodavatelé misí netuší, co bude. Po různých serverech teď koluje řada článků o tom, jak třebas tuším Airbus bude propouštět 2300 lidí, že za roky 2017-18 si firmy objednaly tuším jen 14 nových družic celkem, a za loňský rok 15. Pokouší se o objednávky menších družic na GEO, aby třebas tři zvládly být vyneseny v jednom startu. Tak nějak to teď vypadá všelijak.
např. https://www.astro.cz/clanky/kosmonautika/workshop-space-brno-2020.html