Tom Mueller ze SpaceX: O Blocku 5, nukleárním pohonu, práci pro Elona Muska, a mnohém dalším

Tom Mueller je spoluzakladatel SpaceX, kde pracuje jako hlavní konstruktér motorů. Mnohými je považován za světovou špičku mezi experty na raketové motory. Bohužel málokdy poskytuje rozhovory, takže většinou slyšíme primárně od šéfa SpaceX Elona Muska. Nyní se však někomu na Redditu podařilo objevit záznam nedávného rozhovoru, který poskytl členům astronomického klubu New York University. Dozvěděli jsme se řadu zajímavostí a novinek – od podrobností o Blocku 5 přes nukleární pohon až po výhody a nevýhody práce pro Elona Muska a názor na konkurenci SpaceX.

Mueller měl asi půlhodinový “proslov” a následně odpověděl na několik otázek. Během proslovu mluvil hlavně o tom, jak SpaceX usiluje o dosažení celkového zlevnění vesmírné přepravy pomocí znovupoužitelnosti, snižování nákladů, zvyšování efektivity výroby apod. Celý rozhovor si můžete pustit na Twitch.tv, nebo si můžete přečíst celý přepis v angličtině na Redditu. Já pro vás vybral a přeložil jen to nejzajímavější (snažil jsem se co nejvíce držet originálu, ale místy může být překlad volnější):

Znovupoužitelnost rakety Falcon

Když naše raketa přistane, kouří se z ní, protože došlo k ohoření ablativních materiálů. A abychom ji mohli položit, musíme odmontovat nohy a zase je pak přidělat. Nejedná se o rychlý obrat. Chceme, aby to bylo jako u letadla – přistane na letišti, lidé vystoupí, doplní se palivo, nastoupí další lidé, provede se rychlá inspekce a když je všechno v pořádku, letí se znovu. O to usilujeme. Falcon Block 5, který bude letos uveden do provozu, bude disponovat znovupoužitelnou tepelnou ochranou, takže nebude docházet k ohoření tepelného štítu. A také bude mít o dost lepší přistávací nohy, které jde sklopit – raketa přistane, nohy se sklopí a raketa se může hned odvézt. Při dalším přistání se zase vyklopí. Umožní to rychlý obrat.

Elon po nás chtěl 12hodinový obrat. My jsme mu na to řekli, že by k tomu bylo potřeba provést velké změny na raketě, ale že s Blockem 5 můžeme dosáhnout 24hodinového obratu. Smířil se s 24hodinovým obratem. Ale to neznamená, že chceme, aby ta raketa létala každý den; i když by to šlo, kdybychom o to opravdu usilovali. Jde tu o to, kolik času a práce [opětovné použití] vyžaduje.

Jak SpaceX šetří peníze

Když jsem pracoval pro firmu TRW, testovali jsme jeden motor. Byl velký a silný, ale byl velmi jednoduchý. Testovali jsme ho ve vládním zařízení NASA a oni měli tým třeba 100 lidí. Potřebovali pro ně dva kuchaře. A [ve SpaceX] jsme testovali podobně složitý motor, i když menší,  v našem testovacím zařízení a potřebovali jsme k tomu 5 až 10 lidí. […] Na testování motoru není potřeba armáda lidí. A myslím, že subdodavatelé pracující pro vládu sami sebe přesvědčili, že to potřeba je. […] My se subdodavatelům [vyrábějící komponenty pro použití ve vesmíru] vyhýbáme, jak to jen jde.

[Kvůli úsporám] je potřeba používat levné pohonné hmoty. My jsme [pro Merlin] v podstatě zvolili špatné palivo. Není to nic hrozného, ale zvolili jsme RP-1 – vysoce rafinovaný petrolej –, který tehdy stál 8 dolarů za galon. Zkoušeli jsme i letecký petrolej, který stojí jen 2 dolary za galon, ale ten nebyl tak dobrý. Nedávno jsme vyjednali novou cenu našeho petroleje a přiblížili jsme se k ceně toho leteckého. Nově jsme také zjistili, že metan – zemní plyn – je nejlevnější formou fosilního paliva a energie. Kyslík je oproti [palivu] opravdu levný, my za něj platíme jen asi 70 dolarů za tunu. To je v podstatě zadarmo. Takže když se podíváte na ty ceny, palivo představuje tu podstatnou část nákladů, i když kyslíku je potřeba víc.

Zhruba třetinu ceny rakety tvoří horní stupeň. […] Během následujících pár let se pokusíme začít zachraňovat horní stupně, ale nebude to možné u všech misí. Ušetří to hodně peněz.

Jak se pracuje pro Elona Muska

Práce pro Elona je docela jízda. Liší se to den ode dne, protože záleží, jakou má náladu. Poslední dobou má dobrou náladu, protože jsme zažili řadu úspěchů a Tesla si taky vede dobře. Takže poslední dobou to docela jde. Ale stále má extrémně vysoké nároky. Něco takového jsem zažil za těch 15 let několikrát – v místnosti sedí skupina lidí a řeší se důležité rozhodnutí. A názor všech je, že bychom měli třeba odbočit vlevo, a Elon řekne: “Ne, odbočíme vpravo.” Obrazně řečeno. Takhle on uvažuje, říká: “Volíte si tu snadnou cestu, musíme zvolit tu obtížnou cestu.” Někdy se mu to pak vymstí, ale taky jsem zažil, že i když si nikdo nemyslel, že to půjde, ukázalo se, že to bylo správné rozhodnutí. Bylo to obtížnější řešení, ale nakonec bylo správné.

[Při vývoji Merlinu 1D si Elon pořád stěžoval na vysokou cenu motoru]. Říkám mu: “Jediná možnost je odstranit tyhle ventily, protože kvůli nim je to drahé a složité.” A on: “Jak se toho dá docílit?” Tak jsem mu řekl: “U menších motorů bychom použili “face-shutoff”, ale nikdo tuhle metodu ještě nezkusil u velkého motoru. Je to opravdu velký rozdíl.” A on na to: “Použijeme face-shutoff. Vysvětli mi, jak to funguje.” Tak jsem udělal nějaké náčrtky a on na to: “Musíme udělat tohle.” A já ho od toho odrazoval. Říkal jsem, že to bude moc obtížné a že vlastně zas tak moc neušetříme. Ale on byl rozhodnutý. Tak jsme tedy ten motor tak vyvinuli. Bylo to těžké. Vybouchla nám spousta hardwaru. Zkusili jsme snad sto různých kombinací, ale nakonec se nám to podařilo. […] Naše motory teď jsou velmi spolehlivé, jsou lehčí a stojí méně. Bylo to správné rozhodnutí.

Konkurence SpaceX

[Interplanetary Transport System] bude opravdovým zlomem. Falcon 9 je spíše evolučním krokem – znovupoužitelná raketa, která sníží cenu dopravy nákladu do vesmíru třeba na desetinu oproti ULA nebo Rusům nebo Číně. Ale my chceme dosáhnout stonásobného snížení ceny. A to je cílem marsovské rakety. Ta bude revoluční. Jakmile ji uvedeme do provozu, všechny ostatní rakety budou zastaralé (smích). […] Opravdu jsme změnili celé odvětví a konkurence to začíná pociťovat. Je docela zábavné to sledovat. […] Když jsme vyrobili Falcon 1, říkali, že nikdy nevyrobíme raketu kategorie EELV. Tak jsme vyrobili Falcon 9 a začali s ním létat. Pak říkali, že se nám nikdy nepodaří raketu znovu použít, nebo že nedoletíme k ISS. Člověk je časem přestane poslouchat. […] Ostatní velcí konkurenti se nám vysmívali. Nejdříve nás ignorovali, pak proti nám bojovali a pak zjistili, že ve férovém souboji nemají šanci vyhrát, protože jsme byli úspěšní a byli jsme dvakrát, třikrát nebo i pětkrát levnější než oni. Takže to nebyl vyrovnaný souboj. A tak se nás snažili zničit politickou cestou nebo dalšími způsoby. A pak si postupně uvědomili, že musejí dělat to, co děláme my. Takže začali oznamovat, že vyvinou znovupoužitelné rakety – budou zachraňovat motory nebo celé stupně – nebo že jejich rakety aspoň zlevní, aby byli konkurenceschopní. Kdyby nebylo tlaku ze strany SpaceX, tak ULA by v životě neuvažovala o nákupu motorů od Blue Originu. Stejně tak by Francouzi takhle rychle nenahrazovali Ariane 5 novou Ariane 6. Opravdu měníme svět. Rusové tvrdí, že pracují na raketě, která bude konkurovat SpaceX, což mi přijde vtipné (smích), protože na Angaře pracují už 22 let a letěla jednou. A najednou mají přijít s levnou variantou.

Nukleární pohon a reaktor na Marsu

[Výroba metanu na Marsu] vyžaduje spoustu energie. Dá se to řešit solárními panely, ale je to extrémně obtížné. Na [výrobu paliva pro] návrat jedné lodi by bylo zapotřebí tolik solárních panelů, že by pokrývaly plochu o rozloze osmi fotbalových hřišť. A je potřeba je udržovat čisté, což je další komplikace. Lepší je používat nukleární štěpný reaktor. Je menší a výkonnější při přepočtu generované energie na jednotku hmotnosti. Je tedy efektivnější poslat na Mars reaktor místo solárních panelů. Jenže zatím nikdo nevyvinul reaktor pro použití ve vesmíru. Pracujeme na tom s NASA a doufáme, že se nám na to podaří získat finance. Pracují na 10kilowattovém reaktoru. Potřebujeme megawatt, ale tak někde se začít musí.

Řešíme s lidmi nukleární pohon. Některá střediska NASA na tom pracují. Testování je ale hrozně drahé. V 60. letech se produkty jaderného štěpení prostě nasměrovaly z rakety někam do pouště a bylo hotovo. To už dneska nejde. Spaliny se musí zachytávat a čistit, což je extrémně nákladné. SpaceX si pravděpodobně nemůže dovolit vyvinout takovou raketu samo. Pokud se NASA někdy rozhodne postavit testovací zařízení [pro nukleární pohon], měli bychom nejspíš zájem na tom spolupracovat. Nukleární pohon dokáže zdvojnásobit výkon marsovské rakety oproti opravdu dobrému systému s Raptory. Fúze je teoreticky desetkrát lepší a antihmota možná tisíckrát lepší, ale těch se já nejspíš nedožiju.

Související články:

• Kdo je Elon Musk
• Přehled motorů SpaceX
• Stručná historie SpaceX
• Znovupoužití druhé stupně
• Historie znovupoužitelnosti