22. prosince se stala událost, která se možná zapíše do dějin světové astronautiky. Americká společnost SpaceX provedla další úspěšný start nosné rakety Falcon 9 s užitečným zatížením v podobě několika kosmických lodí, poté se její první stupeň vrátil na Zemi a pravidelně přistával. Poprvé v historii programu Falcon tak bylo možné nejen umístit užitečné zatížení na oběžnou dráhu, ale také úspěšně přistát na prvním stupni nosné rakety. Očekává se, že v budoucnosti se tím výrazně sníží náklady na vynesení nákladu na oběžnou dráhu, a tím dojde ke skutečné revoluci ve vesmírném poli.
Ke startu rakety Falcon 9, modifikace v1.2, došlo 22. prosince v 01:29 GMT z odpalovací rampy SLC-40 kosmodromu Cape Canaveral. Raketa nesla 11 satelitů řady Orbcomm-G2. Podle zpráv došlo ke spuštění v normálním režimu. První stupeň vynesl raketu do předem určené výšky, načež se oddělila a vrátila na odpovídající místo kosmodromu. Druhý stupeň poté vynesl užitečné zatížení na oběžnou dráhu s nadmořskou výškou 620x640 km. Je třeba poznamenat, že úspěšné odpaly raket Falcon 9 s užitečným zatížením, včetně ve formě maket, se provádějí od roku 2010, ale tentokrát bylo poprvé možné provést let podle programu, který plně splňuje počáteční požadavky projektu. Hlavním účelem startu bylo vrátit první stupeň na zem, po kterém se očekává, že bude použit ke stavbě nové nosné rakety.
140 sekund po startu první stupeň zvedl nosnou raketu do výšky asi 72 km, přičemž rychlost letu dosáhla 6000 km / h. Poté byly motory prvního stupně vypnuty a odpojeny od zbytku raketových jednotek. Ve čtvrté minutě letu povel přešel na začátek manévrování, než se vrátil na zem. Tři motory poskytly otočení stupně pro přenos na požadovanou trajektorii. V deváté minutě letu začala etapa vstupovat do hustých vrstev atmosféry, načež začalo brzdění pomocí motorů. Těsně před přistáním se motory znovu rozběhly v režimu brzdění, zatímco přistávací podpěry byly uvolněny. Po 9 minutách 44 sekund po startu první stupeň nosné rakety úspěšně přistál na přistávací ploše č. 1 kosmodromu na mysu Canaveral.
Předběžná příprava nosné rakety Falcon 9 v1.2, 21. prosince
Připomeňme, že nosná raketa Falcon 9 v1.2 je nejnovější modifikací rodiny, která se od svých předchůdců liší řadou inovací. Hlavním cílem projektu bylo zajistit návrat vynaloženého prvního stupně při vypuštění nákladu na libovolné oběžné dráhy. Změny ovlivnily konstrukci a kapacitu palivových nádrží, byly posíleny silové prvky prvního stupně atd. Zvýšení výkonu vedlo ke zvýšení velikosti a hmotnosti rakety. Jeho startovací hmotnost vzrostla na 541,3 tun a jeho délka vzrostla na 70 m. Hmotnost užitečného zatížení zůstala stejná.
Nejdůležitější novinkou projektu Volume 1.2 bylo použití modernizovaných motorů Merlin 1D, které se od svých předchůdců liší zvýšeným tahem. Je pozoruhodné, že tato verze motorů vyvíjí plný tah povolený konstrukcí. V případě předchozích motorů došlo k záměrnému omezení tahu. V nové konfiguraci poskytuje devět motorů prvního stupně tah 6806 kN na úrovni hladiny moře, zatímco jeden motor druhého stupně poskytuje tah přibližně 930 kN. Změnou tahu se provozní doba motorů prvního stupně zkrátila na 162 s, maximální doba provozu motoru druhého stupně byla 397 s.
V posledních letech SpaceX pracuje na algoritmech návratu a přistání prvního stupně. Zpočátku byly prováděny simulované přistání na vodě, poté bylo možné zahájit plnohodnotné testy s přistáním na pozemních stanovištích nebo speciálních námořních plavidlech. Řada startů, které umožňovaly vynesení užitečného nákladu na oběžnou dráhu, neskončila úspěšným přistáním: první fáze nosných raket byly pravidelně poškozovány nebo ničeny. Teprve 22. prosince 2015 bylo možné bez problémů provést brzdění, klesání a přistání. Fáze reentry úspěšně dokončila všechny potřebné manévry a provedla měkké přistání na přiděleném místě.
Společnost pro vývoj raket Falcon 9 je potěšena svým úspěchem. Nedávné spuštění skončilo úspěšným splněním všech stanovených úkolů a potvrzuje zásadní možnost implementace stávajících plánů. SpaceX má v úmyslu nejen vytvořit projekt, ale také zahájit plný provoz nové nosné rakety. Poměrně dávno specialisté developerské společnosti hovořili o výhodách navrhované architektury raket a výhodách obnovitelného prvního stupně. Návratem na zem prvního stupně, vybaveného devíti poměrně složitými a drahými motory rodiny Merlinů, se plánuje dramatické snížení nákladů na vypuštění raket a tím i snížení nákladů na dodání nákladu na oběžnou dráhu.
SpaceX nyní údajně studuje uzdravený první stupeň. Výsledkem této studie by mělo být zhodnocení výkonu jednotek a stanovení možnosti jejich opětovného použití. Dále bude tedy nutné provést další spuštění, což pomůže prokázat možnost opětovného použití již odlétaného stupně. Přesné načasování opětovného spuštění zatím nebylo upřesněno. Další start rakety Falcon 9 je naplánován na leden příštího roku, ale zda využije již testovaný první stupeň, zatím není známo.
Developerská společnost tvrdí, že použitím opakovaně použitelných prvních fází dojde k výraznému snížení nákladů na spuštění. Možnost takové práce zatím testy nepotvrdila, autoři projektu jsou ale do budoucna optimističtí. Kromě toho byl na několik příštích let určen přibližný plán startu raket Falcon 9 s jedním nebo druhým užitečným zatížením. Současně s praktickými starty budou prováděny různé studie zaměřené na dosažení stanovených cílů.
Start rakety, 22. prosince (21. prosince místního času)
Jak vidíte, do zahájení plnohodnotného provozu nosných raket s opakovaně použitelnými prvními stupni je ještě daleko. Nicméně první skutečný krok k dosažení tohoto cíle již byl učiněn. Těžko říci, jak dlouho bude celý proces zvládání nových technologií trvat. Pravděpodobných skutečných výsledků bude pravděpodobně dosaženo do konce tohoto desetiletí. Ve velmi blízké budoucnosti tedy může v astronautice dojít ke skutečné revoluci.
Nosná raketa Falcon 9 v1.2 tento úkol zatím vyřešila jen částečně: návratem a normálním přistáním prvního stupně byl dokončen pouze jeden úspěšný start. Nicméně vzhledem k tempu vývoje a realizace projektu je již nutné dělat prognózy do budoucna a pokusit se předpovědět, jaké výsledky bude mít pro světovou kosmonautiku vznik plně funkčního opakovaně použitelného raketového systému. Lze předpokládat, že dokončení projektu Falcon 9 by mohlo ovlivnit i ruský vesmírný program, který je jedním z předních na světě.
V současné konfiguraci je nosná raketa Falcon 9 schopna vynést užitečné zatížení o hmotnosti až 13,15 tun na nízkou referenční oběžnou dráhu. Pro oběžnou dráhu s geotransferem je tento parametr 4,85 tuny. Pokud jde o základní parametry, nejnovější zahraniční nosné rakety nejsou horší než ty stávající ruské. systémy podobné třídy nebo dokonce nadřazené jim. Vzhledem ke slibovanému snížení nákladů na start může projekt Falcon 9 představovat hrozbu pro budoucnost rodiny raket Sojuz-2 a lehkých verzí Angary.
V dohledné budoucnosti si tedy hlavní ruské nosné rakety, včetně těch nejnovějších, budou moci udržet své pozice na trhu s vypouštěním kosmických lodí na oběžné dráhy s různými parametry. V případě vzdálenější perspektivy může situace vypadat ještě hůře. Díky stávajícím vlastnostem a možnosti snížení nákladů na starty je raketa Falcon 9 v současné nebo nové verzi schopna získat zpět určitý podíl na trhu a vytlačit ruské i zahraniční protějšky. Je docela možné, že v určité fázi bude objem startů takových raket omezen pouze produkčními schopnostmi vývojářské společnosti.
Nicméně ruská kosmonautika je docela schopná zachovat některá rozvinutá tržní odvětví a také zvýšit svou přítomnost v nich. V současné době má naše země těžkou nosnou raketu „Proton-M“, která je schopna dodat do LEO až 23 tun nákladu a na GPO asi 6, 75 tun. Kromě toho se vyvíjí nový projekt „Angara-A5“. Nadějná raketa bude schopna zvednout nejméně 24 tun na nízkou referenční oběžnou dráhu a 5,4 tuny na oběžnou dráhu s geotransferem. - až 12 tun.
SpaceX, souběžně s prací na středním nosném raketě Falcon 9, navrhuje těžký systém Falcon Heavy se zvýšeným výkonem. Tvrdí se, že tato raketa bude schopna dodat asi 53 tun nákladu na nízkou referenční oběžnou dráhu a až 21,2 tun na geotransferovou. Vývoj projektu Falcon Heavy byl oznámen v roce 2011 a první start byl původně plánován na 13. místo. V budoucnu bylo načasování prvního spuštění a také náklady opakovaně upravovány. V tuto chvíli je první spuštění naplánováno na květen 2016. Vypuštění 6,4 tun na geotransferovou oběžnou dráhu se odhaduje na 90 milionů amerických dolarů.
V projektu těžké rakety se předpokládá využití vývoje na Falconu 9, konkrétně konstrukčních prvků vrácených na zem. Z tohoto důvodu se navrhuje snížit náklady na vypuštění a umístění různých nákladů na určité oběžné dráhy.
V rámci projektu Falcon Heavy se plánuje vytvoření nosné rakety s unikátně vysokými vlastnostmi, ale zatím se jedná pouze o záměry, nepodpořené praktickými výsledky. První prototyp slibné rakety vzlétne nejdříve na konci jara příštího roku, poté bude ještě nějakou dobu trvat vypracování různých prvků projektu. V důsledku toho ještě nebylo stanoveno načasování skutečného přijetí deklarovaných maximálních charakteristik. Navíc se mohou výrazně posunout doprava kvůli problémům v jednom nebo jiném stupni spojeným s nutností vrátit některé z raketových modulů.
Lze předpokládat, že budoucí vyhlídky programu Falcon, implementovaného SpaceX, nevypadají zcela jednoznačně, ale obecně pozitivně. Stávající raketa střední třídy Falcon 9 již úspěšně dopravuje náklad na oběžnou dráhu, i když se jí příliš nedaří vrátit strávený první stupeň na zem. Z několika letů, v jejichž programu byla tato procedura poskytnuta, byl úspěšný pouze jeden. Zda bude možné tento úspěch v dohledné době zopakovat, zatím není zcela jasné. Přesto již můžeme hovořit o vzniku nové konkurenční nosné rakety, která dokáže vytlačit jiné systémy a zaujmout své místo na trhu.
První fáze přistání po letu
Pokud jde o projekt Falcon Heavy, jeho vyhlídky jsou stále vágní. Pokud jsou stávající plány splněny, je tento systém skutečně schopen získat významný podíl na trhu a přijímat objednávky od vesmírných agentur jiných zemí. Vývoj tohoto projektu však ještě nebyl dokončen a zjevně se potýká s určitými obtížemi. V důsledku toho se termíny spuštění takové rakety opakovaně posunuly a další práce budou komplikovány jak konstrukčními vlastnostmi těžkého nosného vozidla, tak požadavky na vrácení jednotek s následným opětovným použitím.
Pokud jde o vyhlídky domácího vesmírného průmyslu ve světle úspěchů SpaceX, může být situace v této oblasti spojena s určitými problémy. Na trhu kosmického nákladu se objevil slibný konkurent, který je docela schopný získat značný podíl zákazníků v sektoru lehkých a středně těžkých kosmických lodí. Tento konkurent navíc hodlá získat místo v těžkém sektoru, pro který vyvíjí odpovídající raketu.
Naštěstí pro domácí i zahraniční společnosti ve vesmírném průmyslu bude muset SpaceX v boji o trh čelit mnoha konkurentům tváří v tvář uznávaným lídrům trhu z Ruska, USA a Evropy. Proto je nepravděpodobné, že by boj o trh byl jednoduchý, a to bude platit jak pro střední, tak pro těžký sektor. Navíc by nemělo být zapomenuto, že nebyly vyřešeny všechny zásadní problémy, a proto program Falcon zatím nemá oproti svým konkurentům plánované výhody.
Navzdory všem otázkám rozdělení trhu je třeba přiznat, že nedávné spuštění je skutečně přelomovou událostí v historii světové astronautiky. Ukazuje, že soukromé společnosti v kosmickém průmyslu jsou opravdu schopné nejen stavět nové vybavení, ale také řešit některé problémy, před uznávanými lídry v této záležitosti, jako jsou vládní agentury a další struktury. Soukromé společnosti se 22. prosince podařilo nejen vynést náklad na oběžnou dráhu, ale také zajistit návrat prvního stupně nosné rakety na přistávací plochu. Zatímco budoucí vyhlídky raketové techniky a trhu mohou být stále předmětem kontroverzí, jen málokdo by nesouhlasil s tím, že v historii vesmírného průmyslu začíná nová éra.
