22. decembra se je zgodil dogodek, ki bi se lahko zapisal v zgodovino svetovne astronavtike. Ameriško podjetje SpaceX je izvedlo še en uspešen izstrelitveni nosilec Falcon 9 z nosilnostjo v obliki več vesoljskih plovil, nato pa se je njegova prva stopnja vrnila na zemljo in redno pristala. Tako je bilo prvič v zgodovini programa Falcon mogoče ne samo postaviti tovor v orbito, ampak tudi uspešno pristati na prvi stopnji rakete. Pričakuje se, da bo to v prihodnosti znatno znižalo stroške izstrelitve tovora v orbito in s tem prineslo pravo revolucijo na vesoljskem področju.
Izstrelitev rakete Falcon 9, modifikacija v1.2, je potekala 22. decembra ob 01:29 GMT z lansirne ploščadi SLC-40 kozmodroma Cape Canaveral. Raketa je nosila 11 satelitov serije Orbcomm-G2. Po poročilih je izstrelitev potekala v običajnem načinu. Prva stopnja je raketo pripeljala na vnaprej določeno višino, nato pa se je ločila in se vrnila na ustrezno mesto kozmodroma. Druga stopnja je nato postavila tovor v orbito z nadmorsko višino 620x640 km. Treba je opozoriti, da so bili uspešni izstrelki raket Falcon 9 z nosilnostjo, tudi v obliki maket, izvedeni od leta 2010, vendar je bilo tokrat prvič mogoče izvesti let po programu, ki je v celoti izpolnjuje začetne zahteve projekta. Glavni namen izstrelitve je bil vrniti prvo stopnjo na tla, nato pa naj bi jo uporabili za izdelavo nove rakete.
140 sekund po izstrelitvi je prva stopnja dvignila nosilno raketo na višino približno 72 km, hitrost leta pa je dosegla 6000 km / h. Po tem so bili motorji prve stopnje izklopljeni in odklopljeni od preostalih raketnih enot. Četrto minuto leta je ukaz prešel na začetek manevriranja, preden se je vrnil na tla. Trije motorji so omogočili etapni zavoj za prenos na želeno pot. V deveti minuti leta je oder začel vstopati v goste plasti atmosfere, nato pa se je s pomočjo motorjev začelo zaviranje. Tik pred pristankom so se motorji znova zagnali v zavornem načinu, medtem ko so bili nosilni nosilci sproščeni. Po 9 minutah 44 sekund po izstrelitvi je prva stopnja rakete uspešno pristala na pristajalni ploščadi št. 1 kozmodroma na rtu Canaveral.
Predpriprava na izstrelitev rakete Falcon 9 v1.2, 21. december
Spomnimo se, da je raketa Falcon 9 v1.2 najnovejša sprememba družine, ki se od predhodnikov razlikuje po številnih novostih. Glavni cilj projekta je bil zagotoviti vračilo porabljene prve stopnje pri izstrelitvi tovora v katero koli orbito. Spremembe so vplivale na zasnovo in prostornino rezervoarjev za gorivo, okrepili so se elementi moči prve stopnje itd. Povečanje zmogljivosti je povzročilo povečanje velikosti in teže rakete. Njegova izstrelitvena masa se je povečala na 541,3 tone, dolžina pa na 70 m. Masa tovora je ostala enaka.
Najpomembnejša novost projekta Volume 1.2 je bila uporaba posodobljenih motorjev Merlin 1D, ki se od predhodnikov razlikujejo po povečanem potisku. Omeniti velja, da ta različica motorjev razvija polni potisk, ki ga dopušča zasnova. V primeru prejšnjih motorjev je obstajala namerna omejitev potiska. V novi konfiguraciji devet motorjev prve stopnje daje potisk 6806 kN na morski gladini, en sam motor druge stopnje pa potisk približno 930 kN. S spremembo potiska se je čas delovanja motorjev prve stopnje skrajšal na 162 s, največji čas delovanja motorja druge stopnje je bil 397 s.
V preteklih letih je SpaceX delal na algoritmih prve stopnje vračanja in pristanka. Sprva so bili izvedeni simulirani iztovarjanja na vodi, nato pa je bilo mogoče začeti polnopravne preizkuse s pristankom na kopnih lokacijah ali posebnih morskih plovilih. Številni izstrelki, ki so omogočili, da se tovor prenese v orbito, se niso končali z uspešnim pristankom: prve stopnje raketnih nosilcev so bile redno poškodovane ali uničene. Šele 22. decembra 2015 je bilo mogoče brez težav izvesti zaviranje, spuščanje in pristajanje. Faza ponovnega vstopa je uspešno zaključila vse potrebne manevre in mehko pristala na dodeljenem mestu.
Podjetje za razvoj raket Falcon 9 je navdušeno nad svojim uspehom. Nedavna predstavitev se je končala z uspešnim dokončanjem vseh zastavljenih nalog in potrjuje temeljno možnost izvajanja obstoječih načrtov. SpaceX ne namerava samo ustvariti projekta, ampak tudi začeti polno delovanje nove lansirne naprave. Že dolgo nazaj so strokovnjaki razvijalca govorili o prednostih predlagane raketne arhitekture in prednosti obnovljive prve stopnje. Z vrnitvijo na tla prve stopnje, opremljene z devetimi precej zapletenimi in dragimi motorji družine Merlin, se načrtuje dramatično znižanje stroškov izstrelitve raket in s tem znižanje stroškov dostave tovora v orbito.
Zdaj naj bi SpaceX preučeval prvo stopnjo okrevanja. Rezultat te študije bi morala biti ocena delovanja enot in določitev možnosti njihove ponovne uporabe. Nadalje bo tako treba izvesti še en zagon, ki bo pomagal dokazati možnost ponovne uporabe že preletele stopnje. Natančen čas ponovnega zagona še ni določen. Naslednji izstrelitev rakete Falcon 9 je predviden januarja prihodnje leto, a ali bo uporabil že preizkušeno prvo stopnjo, še ni znano.
Razvojno podjetje trdi, da bo uporaba prvih stopenj za večkratno uporabo znatno zmanjšala začetne stroške. Možnosti takšnega dela še niso potrdili testi, vendar so avtorji projekta optimistični glede prihodnosti. Poleg tega je bil za naslednjih nekaj let določen približen razpored izstrelitev raket Falcon 9 z eno ali drugo nosilnostjo. Hkrati s praktičnimi predstavitvami se bodo izvajale različne študije, namenjene doseganju zastavljenih ciljev.
Izstrelitev rakete, 22. decembra (21. decembra po lokalnem času)
Kot lahko vidite, je še daleč od začetka popolnega delovanja raketnih nosilcev s prvimi stopnjami za večkratno uporabo. Kljub temu je bil prvi pravi korak k doseganju tega cilja že narejen. Težko je reči, kako dolgo bo trajal celoten proces obvladovanja novih tehnologij. Verjetno bodo do konca tega desetletja doseženi resnični rezultati. Tako se lahko v zelo bližnji prihodnosti v astronavtiki zgodi prava revolucija.
Nosilec Falcon 9 v1.2 je doslej le delno rešil nalogo: le en uspešen izstrelitev je bila zaključena z vračanjem in normalnim pristankom prve stopnje. Kljub temu je glede na hitrost razvoja in izvajanja projekta že treba narediti napovedi za prihodnost in poskušati napovedati, kakšne rezultate bo imel svetovno kozmonavtika nastanek popolnoma funkcionalnega raketnega sistema za večkratno uporabo. Domnevamo lahko, da bi dokončanje projekta Falcon 9 lahko vplivalo tudi na ruski vesoljski program, ki je eden vodilnih na svetu.
V sedanji konfiguraciji je lansirna naprava Falcon 9 sposobna na nizko referenčno orbito izstreliti tovor, ki tehta do 13, 15 ton. Za orbito za geoprenos je ta parameter 4,85 tone. Tako so glede na osnovne parametre najnovejše tuje rakete niso slabše od obstoječih ruskih sistemov podobnega razreda ali celo boljše od njih. Glede na obljubljeno zmanjšanje stroškov izstrelitve lahko projekt Falcon 9 ogrozi prihodnost družine raket Soyuz-2 in lahkih različic Angare.
Tako bodo v bližnji prihodnosti glavne ruske rakete, vključno z najnovejšimi, lahko ohranile svoj položaj na trgu za izstrelitev vesoljskih plovil v orbite z različnimi parametri. V primeru bolj oddaljene perspektive je lahko stanje videti slabše. Z obstoječimi lastnostmi in možnostjo znižanja stroškov izstrelitev lahko raketa Falcon 9 v sedanji ali novi različici ponovno pridobi določen tržni delež in potisne tako ruske kot tuje kopije. Možno je, da bo na določeni stopnji obseg izstrelitev takšnih raket omejen le s proizvodnimi zmogljivostmi podjetja za razvijanje.
Kljub temu je ruska kozmonavtika sposobna obdržati nekatere razvite tržne sektorje in povečati svojo prisotnost v njih. Trenutno ima naša država težko nosilno raketo "Proton-M", ki lahko dostavi do 23 ton tovora v LEO in približno 6, 75 ton na GPO. Poleg tega se razvija nov projekt "Angara-A5". Obetavna raketa bo lahko dvignila najmanj 24 ton na nizko referenčno orbito in 5,4 tone na orbito za geoprenos - do 12 ton.
SpaceX vzporedno z delom na srednji nosilni raketi Falcon 9 načrtuje težki sistem Falcon Heavy z večjo zmogljivostjo. Trdi se, da bo ta raketa lahko prenesla približno 53 ton tovora na nizko referenčno orbito in do 21,2 tone na geoprenosno orbito. Razvoj projekta Falcon Heavy je bil napovedan leta 2011, prvo izstrelitev pa je bila prvotno načrtovana za 13. V prihodnosti sta bila čas prvega lansiranja in stroški večkrat prilagojeni. Trenutno je prva predstavitev predvidena za maj 2016. Izstrelitev 6, 4 ton v geo-prenosno orbito je ocenjena na 90 milijonov ameriških dolarjev.
Pri projektu težke rakete naj bi uporabil razvoj na Falconu 9, in sicer strukturne elemente, vrnjene na tla. Zaradi tega se predlaga znižanje stroškov spuščanja in dajanja različnih tovorov v določene orbite.
V okviru projekta Falcon Heavy se načrtuje izdelava raketnega nosilca z edinstveno visokimi lastnostmi, vendar so to zaenkrat le namere, ki niso podprte s praktičnimi rezultati. Prvi prototip obetavne rakete bo vzletel šele konec pomladi prihodnje leto, nato pa bo trajalo nekaj časa za izdelavo različnih elementov projekta. Zaradi tega čas dejanskega prejema deklariranih največjih lastnosti še ni določen. Poleg tega se lahko zaradi težav na eni ali drugi stopnji, povezanih s potrebo po vrnitvi nekaterih raketnih modulov, znatno premaknejo v desno.
Domnevamo lahko, da prihodnji obeti programa Falcon, ki ga izvaja SpaceX, niso videti povsem nedvoumni, ampak na splošno pozitivni. Obstoječa raketa Falcon 9 srednjega dosega že uspešno dostavlja tovor v orbito, čeprav ni zelo uspešna pri vračanju izrabljene prve stopnje na tla. Od več letov, v katerih je bil ta postopek izveden, je bil le en uspešen. Ali bo v prihodnje mogoče ta uspeh ponoviti, še ni povsem jasno. Kljub temu lahko že govorimo o nastanku nove konkurenčne rakete, ki lahko iztisne druge sisteme in zasede svoje mesto na trgu.
Pristanek v prvi fazi po letu
Kar zadeva projekt Falcon Heavy, so njegove možnosti še vedno nejasne. Če so obstoječi načrti izpolnjeni, lahko ta sistem resnično osvoji pomemben tržni delež in sprejme naročila vesoljskih agencij drugih držav. Vendar razvoj tega projekta še ni zaključen in očitno se sooča z določenimi težavami. Posledično so se datumi izstrelitve takšne rakete večkrat spreminjali, nadaljnje delo pa bodo zapletli tako oblikovne značilnosti težke rakete kot tudi zahteve po vračanju enot s poznejšo ponovno uporabo.
Kar zadeva možnosti domače vesoljske industrije glede na dosežke SpaceX, so razmere na tem področju lahko povezane z določenimi težavami. Na trgu vesoljskih tovorov se je pojavil obetaven konkurent, ki je povsem sposoben osvojiti pomemben delež strank v sektorju lahkih in srednje težkih vesoljskih plovil. Poleg tega namerava ta konkurent dobiti mesto v težkem sektorju, za katerega razvija ustrezno raketo.
Na srečo domačih in tujih podjetij v vesoljski industriji se bo moral v boju za trg SpaceX soočiti s številnimi konkurenti pred priznanimi vodilnimi na trgu iz Rusije, ZDA in Evrope. Zato boj za trg verjetno ne bo preprost, kar bo veljalo tako za srednji kot za težki sektor. Poleg tega ne gre pozabiti, da niso odpravljene vse večje težave, zato program Falcon še nima načrtovanih prednosti pred konkurenti.
Kljub vsem vprašanjem delitve trga pa je treba priznati, da je nedavna predstavitev res pomemben dogodek v zgodovini svetovne astronavtike. To kaže, da so zasebna podjetja v vesoljski industriji res sposobna ne le graditi novo opremo, ampak tudi rešiti nekatera vprašanja, pred priznanimi voditelji na tem področju, kot so vladne agencije in druge strukture. Zasebnemu podjetju je 22. decembra uspelo ne samo dati tovor v orbito, ampak je tudi zagotovil vrnitev prve stopnje rakete na pristajalno ploščad. Medtem ko so prihodnji obeti raketarstva in trga še vedno predmet polemik, se komaj kdo ne bi strinjal z dejstvom, da se v zgodovini vesoljske industrije začenja novo obdobje.
