Přesně před rokem, na Mezinárodním astronautickém kongresu IAC 2016 v mexické městě Guadalaraja, Elon Musk představil koncept meziplanetárního dopravního systému ITS, o němž jsme Vás podrobně informovali v tomto článku. Jako bonbónek jsme Vám pak také přinesli srovnání zveřejněných údajů z roku 2016 s předběžným neveřejným návrhem z roku 2015 v tomto článku. Nyní se dostáváme opět o rok dále a máme radost, že Vás můžeme seznámit s nejnovější verzí ITS, kterou Elon Musk prezentoval před několika málo hodinami na kongresu IAC 2017 v australském Adelaide.

Po loňské prezentaci se vesměs všichni odborníci postupně shodli na tom, že z technického hlediska je koncept ITS životaschopný, výkony motorů, použité pohonné látky a další technologie realizovatelné a skutečně by mohly poskytnout výkony, které byly prezentovány. Většinou ale také mnozí z nich varovali před tím, že kamenem úrazu může být financování. Kde hodlá SpaceX získat dostatečné finanční zdroje na tak obrovský a ambiciózní projekt? Musk tehdy jako zdroje uváděl profit z vynášení satelitů pomocí Falconu 9 a Falconu Heavy, z dopravy nákladu a astronautů na ISS, finanční příspěvky investorů a podobně.

Nicméně už poměrně brzy, někdy na začátku tohoto roku, začaly prosakovat zákulisní informace o tom, že si jsou problému s finanční náročností ve SpaceX velmi dobře vědomi a koncept bude muset být upraven, aby byl realizovatelný v dohledné budoucnosti. V červnu 2017 pak Elon Musk veřejně prohlásil, že původní Mars Colonial Transporter alias Interplanetary Transport System bude upraven a zmenšen z původního průměru nosiče 12 metrů na 9 metrů. Další detaily pak mají být odhaleny letos v září, což nastalo právě včera 29. září. Pojďme se tedy podívat na to, jak tento transportní systém, nyní opět nazývaný BFR (Big Falcon/F…ing Rocket), vypadá.

BFR vzor 2017

Základní koncepce dvoustupňového a plně znovupoužitelného raketového nosného systému zůstala zachována. Taktéž pohonné látky zůstaly beze změny – palivo kapalný metan, okysličovadlo kapalný kyslík. Také beze změn zůstal základní stavební materiál nosné konstrukce obou částí rakety, a to kompozitní vlákna. Kovové materiály budou zastoupeny v menší míře.

Jak už bylo zmíněno výše, základní průměr prvního stupně i transportní lodi ve druhém stupni je 9 metrů. Celková délka (výška) sestavy byla zredukována na 106 metrů (původně 122 m), což je o 5 m méně než Saturn V se 111 metry.

První stupeň o délce 58 m bude osazen 31 motory Raptor SL (Sea Level) s tahem po 1700 kN (původně 42 ks po 3050 kN). Výstupní průměr trysky 1,3 metru je ve shodě s motorem, který se už minimálně 1 rok testuje na základně McGregor. Ostatně, během prezentace jsme se dočkali dalšího videa z nočního testovacího zážehu Raptoru, kterých už do dneška proběhlo minimálně 42, v celkové době trvání 1200 sekund.

Při startu ze Země vyvinou Raptory na prvním stupni celkový tah 5400 tun, přičemž vzletová hmotnost BFR i s nákladem 150 t bude 4400 tun. Nosnost 150 tun je platná pro plně znovupoužitelný režim mise. Pokud by byly nosič i loď použity jednorázově, byla by nosnost ještě větší. Zde je vhodné připomenout, že zatím nejvýkonnější kdy provozovaná raketa Saturn V měla nosnost 135 tun na LEO a to bez jakékoli znovupoužitelnosti.

Kosmická loď, tvořící druhý stupeň BFR, má válcový trup o průměru 9 metrů. Na předním konci,  podobně jako v předchozí verzi návrhu, je zakončen ogiválním kuželovým přetlakovým prostorem pro posádku, s mnoha okny v několika řadách. Oproti verzi ITS 2016 doznala největší změny zadní část s motorovou sekcí, odkud zmizela tři masivní trojúhelníková žebra, ukrývající přistávací nohy. Tato žebra o maximálním průměru 17 metrů byla nahrazena kratším delta křídlem s dělenými klapkami na odtokové hraně, které je umístěno v dolnoplošné konfiguraci přímo na motorové sekci. Musk zdůvodnil přítomnost malé nosné plochy potřebou zajistit stabilitu a řiditelnost lodi při přistání na různých kosmických tělesech s velkým rozsahem hustoty atmosféry a zároveň se širokým rozpětím hmotnosti neseného nákladu.

Suchá hmotnost prázdné lodi BFR se snížila z původních 150 tun na 85 tun. Nosnost na Mars, po plném dotankování na LEO, je 150 tun. Maximální počet kolonizátorů Marsu při jednom přeletu tak zůstal zachován na 100 pasažérech, přičemž jim bude k dispozici 40 oddělených kajut o kapacitě 2 až 3 osoby. Přetlakový objem lodi bude celkem 825 m³, což je pro představu více než prostor dvoupatrové kabiny cestujících v Airbusu A380. Počet motorů se dočkal redukce také a to na 2x Raptor SL pro přistávací manévr (původně 3 ks) a 4x Raptor Vac (původně 6 ks) pro přeletovou fázi letu ve vakuu. Verze Raptoru Vac bude mít nižší parametry než měl koncept před rokem (tehdy o tahu 3500 kN, Isp 382), dnes s tahem 1900 kN, Isp 375. Regulovatelnost tahu zůstala zachována v rozsahu 20 – 100%.

Mírně pozměněn byl koncept přečerpávání paliva. Původně se měly tanker a meziplanetární loď setkat na LEO a připojit se k sobě zboku. Nový návrh počítá s tím, že se obě lodě spojí čelně svými motorovými sekcemi, což umožní snazší přiblížení a pevnější spojení.

Zdroje financování

Nyní se dostáváme k tomu podstatnému. Proč může být tento dopravní systém životaschopný i po finanční stránce a na svou stavbu a provoz si vydělat? Vracíme se opět k mantře SpaceX a tou je vícenásobná znovupoužitelnost. Je to velmi prosté a Elon Musk to zopakoval i při současné přednášce: Není myslitelné, aby zaoceánská loď, nebo mezikontinentální vysokokapacitní letoun byly pouze na jedno použití. Každý z těchto dopravních prostředků a v podstatě každý další, na který si vzpomeneme (kromě raket), je dnes vícenásobně použitelný. Proto nás stojí letenka z Evropy do Ameriky několik málo tisíc korun a ne několik stovek milionů. U raketové dopravy musí ke stejnému pokroku dojít rovněž – let nosné rakety do kosmu by měl být jen o něco málo dražší, než je cena paliva, kterou k tomu potřebujeme. Proto při prezentaci ukázal dvě zajímavá srovnání – první porovnávající nosnosti vybraných nosičů, kde je BFR se 150 tunami na LEO na prvním místě vpravo a na druhém je naopak BFR zcela vlevo, jako nosič s nejnižší cenou za 1 start.

Musk zmínil, že SpaceX nemá dostatek zdrojů – výrobních prostor, strojních kapacit, financí a pracovních sil, aby mohla vyrábět současnou řadu nosičů F9 a FH s lodí Dragon a zároveň naplno rozjet výrobu nosiče a lodi BFR. Uvedl, že se první exemplář BFR již připravuje, byla objednána výroba forem pro kompozitní nádrže, vyrábí se Raptory a v nedaleké budoucnosti přijde okamžik, kdy budou všechny zdroje přesunuty pouze na výrobu BFR. V té chvíli současná generace Falconů a Dragonů bude létat už pouze jako vícenásobně používané exempláře a žádné nové kusy vyráběny nebudou. Všichni zákazníci SpaceX mají být v budoucnu obsluhováni pouze prostřednictvím jediného dopravního systému – BFR.

Jaké zdroje financování programu BFR tedy hodlají v budoucnu využívat? Odpověď se dá shrnout do 4 slov: satelity, ISS, Měsíc a Mars. Ještě k nim patří pátá možnost, ale o té až na konci článku.

SpaceX plánuje, že BFR bude připravena vynášet mnohé typy satelitů a těžkotonážních nákladů na široké spektrum orbitálních drah. Velikost nákladového prostoru bude přitom obrovská, s průměrem jen o málo menším, než 9 metrů. Bude tak například možné vynášet kosmické teleskopy s primárním zrcadlem větším, než připravovaný Webbův teleskop, servisovat už jednou vynesené satelity, nebo likvidovat kosmický odpad.

BFR může rovněž sloužit k zásobování ISS a to jak nákladem, palivem, tak i posádkou najednou. Totéž platí pro plánovanou budoucí stanici v okolí Měsíce.

Měsíc: Zde by jednou mohla nebo měla vzniknout povrchová základna. I tu by mělo být možné postavit a později zásobovat pomocí BFR. Pro let na Měsíc a zpět by přitom nebylo nutné tankování paliva na povrchu našeho souputníka – nebyla by nutná výroba paliva z místních zdrojů, ale dotankován by byl pouze před odletem, na eliptické dráze kolem Země.

Transportní architektura k Marsu

Podstata této architektury se nezměnila, vždy po vynesení BFR lodi na LEO bude nutné několik letů tankeru, který doplní palivové nádrže pro přelet a přistání na Marsu. Nové jsou ale termíny. Elon Musk opět vytyčil velmi ambiciózní cíle a chtěl by vyslat 2 bezpilotní BFR lodě na Mars v roce 2022. Ty by měly primárně za úkol potvrdit přítomnost vodních (ledových) zdrojů a identifikovat místní rizika na povrchu. Dále by měly doručit na povrch zdroje energie, důlní a zpracovatelské stroje a také základ pro následné zpracování místních zdrojů pro výrobu paliva a kyslíku.

Už o dva roky později, tedy v roce 2024 by Musk rád viděl na Marsu postupně přistát 4 lodě, z toho 2 pilotované s posádkou a 2 nákladní lodě. Dvě posádky by postupně dobudovaly a spustily do provozu automatická zařízení pro velkokapacitní výrobu pohonných látek a postavily menší obytnou základnu. Další vizí je pak postupný rozvoj a zvětšování základny až do měřítka plně samostatného města či kolonie Marsu.

Pátý zdroj 

Co bylo tentokrát při Muskově prezentaci absolutně nové a v jistém smyslu až „pobuřující“, je výhled na cestování pasažérů pomocí BFR mezi různými destinacemi na Zemi. Odlet z New Yorku a přistání v Šanghaji za 39 minut. Přičemž vzlet i přistání by se odehrávalo z plovoucí mořské plošiny. Troufalé? Zajisté! Možné? Technicky ano. Výdělečné? Toť otázka.

Musk uvedl, že s BFR bude možné cestovat mezi většinou hlavních cestovních destinací do 30 minut, odkudkoli kamkoli na Zemi do 60 minut. Přičemž cena letenky pro jednoho cestujícího v BFR by neměla být vyšší, než letenka na stejný letecký spoj v ekonomické třídě.

Dočkáme se?

Elon Musk nás včera opět mírně šokoval, jedny nadchnul, někoho možná popudil, někomu nasadil brouka do hlavy, jiné postrašil. Jisté je, že včerejší ráno bylo plné velmi zajímavých a důležitých novinek ze špičkového odvětví kosmonautiky a stálo za to si přivstat a být při tom.

Je budoucnost kosmické dopravy v podání SpaceX reálná, nebo jen další kapitola vědecko-fantastické pohádky pro dospělé? Co z toho se nakonec uskuteční, zhmotní do reálného hardvéru a služeb, co naopak navěky zůstane jen pěknou počítačovou animací? Vše ukáže až čas.

Kdo ovšem sleduje zarputilost Elona Muska a pokroky jeho SpaceX dlouhodobě, ten dobře ví, že tento občas plachý čtyřicátník stanovuje pouze ty nejvyšší cíle a vzdává se jich jen velmi velmi nerad.

Zdroj informací:
https://www.youtube.com/

Zdroje obrázků:
https://www.youtube.com/watch?v=tdUX3ypDVwI