A szerkesztő megjegyzése: Ezt a vendégbejegyzést Lukas Davia és Marijn Achternaam írta.
Ha beírja az „újrafelhasználható rakétákat” egy keresőmotorba, akkor nem tehet segítséget, csak vonzódhat a képernyőt kitöltő SpaceX-kapcsolatok csábításához. Ennek oka érthető: az űrrepülőgép halálával és az űrrepülési terület legtöbb régi szereplőjének egyértelmű jövőbeli tervezésének hiányával az SpaceX egyszerű, közeljövőbeli terve és a korábbi repülési tesztek mindenki kedvencévé teszik őket, hogy drasztikusan csökkentsék a pálya rakétákkal, amelyek hazatérnek - készen áll a felhasználásra.
És miután a SpaceX 14. Falcon 9 rakéta január 6-án elindította a Sárkányt az ISS-hez, a valódi rakéta újrafelhasználhatóságának lehetősége minden bizonnyal elérhető a közel 90 évben, mióta Goddard elindította a világ első folyékony üzemű rakétáját. Massachusetts 1926-ban. Most azonban fontosabb idő, mint valaha, hogy enyhítsük vad elvárásainkat a rakéták lehetőségéről, amelyek maguk visszajutnak a rakétapadhoz. Noha a rakéták forradalma köztünk lehet, ez egy iteratív, többlépcsős folyamat, amely meghaladja az egyetlen küldetést - és nem kellene számítanunk arra, hogy a közeljövőben rendszeres légitársaságokhoz hasonló újrahasználatot és nagy költségcsökkenéseket tapasztalunk.
Meg kell jegyezni, hogy Elon Musk minden csodálatos eredményéért soha nem állított kemény és gyors ütemtervet arra, amikor olcsó és hozzáférhető sziklakerekek állnának elérhetővé, még nem számítva egy szilárd áratól. Miért? Egyszerűen azért, mert belépünk a meg nem térített területre.
Az űrrepülőgép volt a történelem egyetlen kocsi, amelyet soha többször is repültek a pálya elérése után. Annak ellenére, hogy a rakéta messze a legdrágább részét - a motorokat és a hozzájuk kapcsolódó rendszereket - újrafelhasználták, a NASA szerint a Shuttle legalább 450 millió dollárba kerül a dobással, viszonylag kis, 24 tonnás hasznos teherrel az alacsony földi pályára, vagyis közel 19 000 dollár kilogrammonként. . A fejlesztési költségeket beleszámítva, repülésenként összegezve és felosztva, az indulás ára átlagosan akár 1,5 milliárd dollárt is elérhet, vagy háromszor a NASA által megállapított összeg. Amit az állítólag drasztikusan csökkentették a rakomány körüli pályára emelésének kilogrammonkénti költségét, az az emberiség története egyik legdrágább rakétája volt. Miért lett ilyen drága?
Az űrrepülőgép koncepciója a NASA, a légierő és más partnerek házasságának eredménye volt. Mindegyik meg akarta saját tervezési előírásait, amelyek eredményeként egy jól körülhatárolt célú, nehéz járművet gyártottak, és ez lett az űripar „mindenki számára”. Elsősorban az volt, hogy a NASA nagymértékben alábecsült minden küldetés után szükséges karbantartást. Minden repülés után az egész járművet alapvetően újra kellett építeni: cseréjét cserélni, motorokat ellenőrizni, az erősítőket felújítani. Különösen az RS-25 főmotorok hármasát kellett leválasztani és megvizsgálni minden olyan hibát, amely meghibásodást okozhat, és amikor a dolgok összeomlottak, nem volt olyan egészséges tápvezeték, amely könnyen helyettesítheti őket, és Az alkatrészek költsége a gyors növekedéshez, és a Shuttle felújításához készenlévő és képes munkaerő fenntartása gyorsan pénzmosogatójává vált, amelyet a NASA soha nem tudott megtéríteni.
Az SpaceX azonban nem a NASA. Bevezették termékeikre egy agilisabb, érzékenyebb fejlesztési megközelítést, amely rendkívül sikeres volt. Sok éves korábbi projektjük van (több forrásból), hogy megtanuljanak erről a NASA-tól. Ezek azonban nem olyan problémák, amelyeket egyszerűen el lehet dobni. Inkább alapvető kérdések, amelyekkel foglalkozni kell: a fizika határain sem szabad elkerülni.
Musk kijelentéseinek közös témája a rakétaiparban az elején uralkodó „egyszeri felhasználás és eldobás” modell forradalmasítása iránti vágyakozás, amely valami közelebb áll a szolgáltatás-alapú légitársaság modelljéhez. Ez egy nagy feladat, még az Iron Man szabványai szerint is.
Sok rajongó szerint a belépési akadályok alulértékeltek. Valójában egy, a Reddit.com webhelyen, a SpaceX rajongói közösséggel végzett nemrégiben végzett felmérés során, amikor felkérést tettek arra, hogy tegyen egy megalapozott kitalálást a Falcon 9 rakéta ötéves elindításának áráról, a közel 600 válaszadó jelentős része választott értéket 20 000 000 dollár alatt. Néhányan a 10 000 000 USD alatti árakat is kiválasztották. Noha a SpaceX COO-ja, Gwynne Shotwell megemlítette, hogy az újrafelhasználható Falcon 9 rakéták végül 5-7 millió dolláros árcédulát adhatnak, ez valószínűleg messze a jövőben, messze a múlté már csak az újrafelhasználható rakéták hajnalán van. Néhány szempontból, öt évvel ezelőtt, 2010-ben, az SpaceX két Falcon 9 rakétát dobott el. Tavaly hat indítottak, és hirtelen, 2020-ra a szokásos Falcon 9 bevezetésének költségei háromszor olcsóbbak lesznek? Honnan származik ez a fejlesztés további gyorsulása? Lehetséges, hogy néhány kissé túl optimista rajongó gondolataiból származik.
Valójában még olyan alapvető kérdés, mint a motor hosszú távú karbantartása, még mindig viszonylag ismeretlen. Korábban a SpaceX tisztázta, hogy minden motor élettartama megközelítőleg 40 lövöldözés, és egy alkalmi megfigyelő feltételezi, hogy ez olyan motort eredményez, amelyet 40 küldetésre lehet használni. Mindazonáltal, ha minden egyes indítás előtt három motortesztelési tüzet, magát a dobást és a visszatérési és újra leszállási folyamat befejezéséhez szükséges három égési sebzést hajtják végre, a középső motornak valójában 7-szer kell tüzet okoznia a misszió befejezéséhez, és kilenc motorok minden alsó szakaszban - még akkor is, ha a legtöbb csak néhányszor tüzel ki -, ez elég sok alkatrészt eredményez, amelyek minden repülés után elbomlanak. E hibák ellenőrzése és kijavítása sokkal költségesebbé és időigényesebbé válhat, mint amire gondolnánk.
Például, 3,66 m átmérőjű és körülbelül 42 m magasságú, közel 500 négyzetméteres első fokozatú felület van, amelyet az egyik oldalon a folyékony oxigén és a hűtött petróleum hideg hőmérséklete kitéve, a másik oldalon , különböző hőmérsékleteken történő visszatérés a leves alsó légkörbe. Valójában még a jég felhalmozódása a jármű külső felületén önmagában is elég jelentős ahhoz, hogy lényegesen megváltoztassa a jármű tömegét! Ezen a nagy területen a szakító, termodinamikai és nyomásfüggő fáradtság felhalmozódhat. A sávok magukat képezhetik és hajszálakat repedhetnek. Ez egy olyan veszély, amely kritikai kudarchoz vezethet egy operatív misszió során, és egy ilyen esemény tartósan befolyásolhatja a születő újrahasznosítható rakéta és a műholdas szolgáltatók és a biztosítási ágazat instabilitása közötti kapcsolatot. És bár a Falcon 9 túlságosan megtervezettnek tekinthető, nem valószínű, hogy a SpaceX rakéta ruletttel fog játszani.
Noha a rakéta főmérnöke megbecsülte az érmedobás sikerének valószínűségét, a CRS-5 reményteljesen haladó leszállásakor a nemrégiben megkeresztelt „autonóm drónhajóval” az üres első lépést valószínűleg visszajuttatják az SpaceX Hawthorne-i, kaliforniai központjába, és ellenőrzik. a romboló és roncsolásmentes elemzés különféle módszereivel annak kvantitatív meghatározására, hogy miként gyorsulnak fel a közel 2 kilométer / másodperces sebességre kevesebb sebesség, mint kevesebb, mint három perc alatt, majd az a légkörben visszatérve elég gyorsan lelassul, hogy a tenger és a só közvetlen közelében landoljon , hatással vannak a járműre.
A felújítási költségek egy másik példája a SpaceX által választott üzemanyag, a kerozin. Viszonylag piszkosan ég, amint azt a barna-fekete korom áttetsző oszlopa is mutatja, amelyre a Falcon 9 felszáll, visszatekintve a korai repülőgépek napjaira. Ez elsősorban a „kokszolásnak” nevezett kerolox-motorokkal társul, ahol a nem teljesen elégetett korom tapad a közel megolvadt motorhoz és a fúvókához, csökkentve ezzel a hő sugárzásának képességét. Tisztítsa meg, mondod? Gratulálunk, éppen bevezette a felújítást az egyenletbe, amit a SpaceX igyekszik elkerülni.
Még magának a járműnek a figyelmen kívül hagyásával is elindul a dobás és a szükséges vegyi anyagok drágák! Itt van a túlzott árú hélium, amelyre szükség van a tartályok nyomás alatt tartásához, és a piroforos TEA-TEB gyújtófolyadék, amely az RP-1 és a LOX közötti robbanásveszélyes házasság megkezdésére szolgál. Nem csak vegyi anyagok. A földi indítási költségek szintén a munkavállalói bérektől az engedélyezési kérelmek unalmas folyamatáig terjednek, az kissé érdekesebb ablációs festékig, amely bevonja a Transporter-Erector szerkezetet, amely a Falcon 9-et függőlegesen tartja, a szállítási és áthelyezési költségekig. Minden valószínűség szerint az önálló rakéta jelenlegi beruházási költségei, figyelmen kívül hagyva magának a rakétanak a nyilvánvaló értékét, összesen körülbelül 3 millió dollár plusz.
Alapvetően el kell különíteni egymástól az újra leszállást, a felújítást, az újrafelhasználhatóságot, valamint a pénzügyi szempontból életképes és gyors újrafelhasználást. Nehéz koncepció lehet megérteni, hogy mind a négy különbözik egymástól, és az egyik sikere nem jelenti azt, hogy a következő lépés garantált. Emiatt a kérdőjelek továbbra is meghaladják a SpaceX újrafelhasználható rakéta főtervének teljesítéséhez szükséges utolsó lépések költségeit, idejét és összetettségét. Például: a rakéta újraszállása nem feltétlenül teszi a felújítást érvénytelenné. Ez a Space Shuttle otthoni története.
A leszállás önmagában nem forradalmasítja a sziklakertet; inkább csak azt láthatjuk, hogy a sziklakert finomítása repülőgépszerű modellré alakult, csak a visszapillantó tükörbe visszatekintve.
Reméljük, hogy a SpaceX eléri azt, amit eredetileg majdnem 13 évvel ezelőtt kitűzött. A SpaceX messze, sokkal közelebb állt ehhez a célhoz, de mint azt maga Musk mondta: „A rakéták kemények”. Sok szerencsét az SpaceX csapatának a közelgő CRS-5 indítási és leszállási kísérletükhöz, ez valami sokkal nagyobb kezdete.
Írta: Lukas Davia és Marijn Achternaam
Bios: Ha nem zsonglőrködik szoftverfejlesztő hallgatóként és teljes munkaidőben fejlesztőként Új-Zélandon, Lukas Davia önismert SpaceX-rabja, és megtalálható a Reddit közösség / r / SpaceX közreműködésében, felveszi webhelyére a SpaceXStats.com webhelyet, és infografikákat készít. Hidd el vagy sem, de szabadidejében is talál időt kiment és kirándulni!
Marijn Achternaam egy holland hallgató, önálló karosszék-mérnök és űrrepülési fanatikus, aki gyakran megtalálható a / r / space és / r / SpaceX Reddit közösségekben való közreműködésben.
