2. března 2020
Čas od času se na internetu objeví úvahy o tom, zda Falcon Heavy není zbytečná raketa, když má tak málo zakázek. Nejčastější odpovědí bývá, že jde stále o raketu novou, která nabízí úplně nové možnosti a potenciální zákazníci teprve musí své náklady připravit na tyto možnosti. To chce samozřejmě čas a proto se dalo očekávat, že v průběhu let budou zakázky přibývat. Komerční či vládní zákazníci již vědí, že je tu raketa s velmi slušnou nosností, která je navíc mimořádně levná. Dá se proto očekávat, že zakázky budou přicházet. V posledních únorových hodinách to potvrdila NASA, když oznámila použití Falconu Heavy pro vynesení hned tří vědeckých misí najednou.
Falcon Heavy
Zdroj: https://pbs.twimg.com/
Ke startu, který bude jistě mimořádně sledovaný, má dojít z floridské rampy 39A, přičemž časový rámec je zatím stanoven na červenec roku 2022. NASA se se SpaceX dohodla na použití Falconu Heavy se všemi třemi zbrusu novými „prvními“ stupni. Velmi zajímavá je z tohoto pohledu cena. Agentura zaplatí za vynesení tří vědeckých sond na jedné z nejsilnějších raket té doby (očekává se, že titul v té době převezme SLS) pouhých 117 milionů amerických dolarů. Sluší se připomenout, že tato cena je skutečně nezvykle nízká – firma United Launch Alliance si za starty svých raket Atlas V a Delta IV, které jsou navíc ve srovnání s Falconem Heavy výrazně slabší, účtuje mnohem více. Nejsilnější verze Delta IV Heavy má sotva poloviční nosnost oproti FH a cena za její start se pohybuje podle střídmých odhadů někde kolem 350 milionů dolarů.
Vizualizace sondy Psyche zveřejněná v květnu 2017 – sonda dostala pětidílné solární panely.
Zdroj: https://lh3.googleusercontent.com
Primárním nákladem aktuálně oznámeného startu Falconu Heavy má být vědecká sonda Psyche, která má vyrazit ke stejnojmenné planetce, která obíhá mezi Marsem a Jupiterem. Planetka 16 Psyche by podle dálkových pozorování měla být unikátním světem, který se nedá srovnat s žádným zatím navštíveným tělesem – neměla by být tvořena kameny ani ledem, ale kovy – konkrétně železem a niklem. Odborníci se domnívají, že se jedná o pozůstatek protoplanety, která se před dávnými časy srazila s jiným objektem. Tato kolize odtrhla svrchní vrstvy a na místě zůstalo pouze odhalené jádro. Vědcům se tak nabízí unikátní možnost prozkoumat kovové jádro, které se nemusí moc lišit od toho pozemského, aniž by museli složitě vrtat do nepředstavitelné hloubky.
Předpokládaná dráha sondy Psyche a další doplňující informace.
Zdroj: https://pbs.twimg.com/
Sonda Psyche byla vybrána k realizaci v rámci programu Discovery v lednu 2017. Původní plány počítaly se startem v říjnu 2023 – v roce 2024 by přišel gravitační manévr u Země, v roce 2025 pak gravitační manévr u Marsu a sonda by dorazila k největší kovové planetce v pásu asteroidů v roce 2030. V květnu 2017 se však tyto plány změnily, protože tým se rozhodl využít efektivnější trajektorii. Start se posunul na rok 2022 a misi stačí jediný gravitační manévr – v roce 2023 u Marsu a sonda dorazí k dvousetkilometrové planetce v roce 2026. Tady začne studovat topografii, povrchové útvary, gravitaci, magnetické pole a další charakteristiky. Sonda bude v maximální míře využívat současných technologií, aby se omezily náklady na projekt. Přesto se můžeme těšit na testovací použití laserového komunikačního zařízení Deep Space Optical Communications, které dokáže přenášet větší objemy dat než tradiční radiové prostředky. O pohon se pak mají starat iontové motory SEP (solar electric propulsion).
Jenže jak už v článku zaznělo, Psyche bude sice hlavním, ale rozhodně ne jediným nákladem na palubě Falconu Heavy. Společně se sondou Psyche totiž mají letět ještě dvě menší, ale rozhodně zajímavé mise. V obou případech jde o projekty vybrané v rámci zbrusu nového vědeckého programu SIMPLEx (Small Innovative Missions for Planetary Exploration), který si klade za cíl vytvářet vědecké sondy s výrazně sníženým rozpočtem. Strop měl být na 55 milionech dolarů, ale v prvním kole se tento limit nedařilo zájemcům úplně dodržet.
Vizualizace mise EscaPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers)
Zdroj: www.dailycal.org
První z vybraných projektů nese jméno EscaPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers) a půjde o dvojici sond, které zamíří k Marsu. Tady budou zjišťovat, jak přesně sluneční vítr bere atmosféře Marsu molekuly atmosféry. Projekt vychází ze zjištění sondy MAVEN, která krouží kolem Marsu od roku 2014 a zaměřuje se právě na atmosféru rudé planety. Obě sondy mají měřit magnetické pole, plazma, hustotu iontů a elektronů, které prolétávají kolem planety. MAVEN může pochopitelně v jednu chvíli měřit podmínky na jediném místě. Dvě sondy mají umožnit současné měření na dvou lokalitách, což vědcům rozšíří možnosti využití naměřených dat a jejich porovnávání.
Vizualizace projektu Janus
Zdroj: https://www.colorado.edu
Druhým projektem bude Janus: Reconnaissance Missions to Binary Asteroids. I v tomto případě půjde o dvě sondy, které budou na své vědecké misi spolupracovat. Mise, která dostala jméno po římském bohu dvou tváří, má prozkoumat dvě dvojplanetky, tedy planetky, které obíhají kolem společného těžiště. Cílem výzkumu má být vytvoření přesného modelu těchto objektů. Jelikož půjde i v tomto případě o dvojici sond, bude možné cílové objekty současně mapovat z různých míst, což má neoddiskutovatelné vědecké přínosy. Dvojplanetky tvoří asi 15 % všech planetek, ale vědci zatím neměli možnost spatřit zblízka žádnou z nich. Od mise Janus si vědci slibují, že by mohla vnést světlo do mnoha teorií o vzniku těchto těles, aby některé teorie mohly být vyřazeny a jiné naopak potvrzeny. Zatím to není potvrzeno, ale mise Janus by mohla prozkoumat dvojplanetky 1991 VH a 1996 FG3 – v obou případech se jejich oběžná dráha relativně přibližuje té zemské. Sondy mají své cílové objekty sledovat ve viditelné i infračervené části spektra, sledovat jejich pohyb a měřit jejich složení.
Ale abych se ještě vrátil k tomu, co jsem nakousnul v prvním odstavci. Je jasné, že jedna vlaštovka jaro nedělá a jedna mise Falconu Heavy (byť má nést tři vědecké mise) neznamená, že zákazníci začnou této rakety využívat. Falcon Heavy má momentálně jisté tyto starty:
- AFSPC-44 (armádní) – čtvrté čtvrtletí 2020
- AFSPC-52 (armádní) – jaro 2021
- Inmarsat-6B (telekomunikační) – konec 2021
- ViaSat-3 (telekomunikační) – 2021/2022
- Psyche / EscaPADE / Janus (věda) – červenec 2022
Europa Clipper
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com/
V kuloárech se ale stále hlasitěji mluví o dalších dvou startech Falconu Heavy, které by měly být mimořádně atraktivní. V obou případech jde zatím o oficiálně neschválené mise, ale už jen to, že se u nich uvažuje o použití Falconu Heavy o lecčems svědčí. Prvním atraktivním kandidátem pro využití Falconu Heavy by mohla být americká vědecká sonda Europa Clipper. Tu má sice podle zákona vynést raketa SLS, která je silnější než Falcon Heavy, ale také je výrazně dražší. Vzhledem k urychlenému harmonogramu návratu lidí na Měsíc se dá očekávat, že SLS bude mít dost práce se zajištěním tohoto cíle a na Europa Clipper by jednoduše nebyl čas. Stále hlasitěji proto zaznívají názory na přesun této sondy na komerční raketu, přičemž hlavním kandidátem je Falcon Heavy. Finanční úspora by byla neoddiskutovatelná, ale daní by byl delší přelet k cíli – SLS by to zvládla bez gravitačního manévru, který by však u slabších nosičů byl zřejmě potřeba.
Sestava PPE + HALO z prezentace NASA
Zdroj: https://www.fbo.gov
Zatímco o možnosti vyslat Europa Clipper na Falconu Heavy se spekuluje už pár let, druhá hypotetická mise byla oznámena teprve nedávno. „NASA zvažuje změnu harmonogramu stavby stanice Gateway a vypuštění modulů PPE a HALO společně při jednom startu,“ napsal 19. února na naše diskusní fórum Michal Václavík z České kosmické kanceláře a dodal: „V tomto případě by šlo o Falcon Heavy s dlouhým aerodynamickým krytem.“ Připomeňme, že modul PPE má zajišťovat manévrování, komunikaci a dodávky elektrické energie pro stanici Gateway. Modul HALO (dříve označovaný jako MHM) by měl posádce zajistit velmi skromné ubytovací a skladovací kapacity.
Falcon Heavy s větším aerodynamickým krytem a vertikální obslužnou věží
Zdroj: https://scontent.fprg1-1.fna.fbcdn.net/
Jak je vidět, zákazníci už vědí, že je tu Falcon Heavy – raketa s vysokou nosností a mimořádně nízkou cenou. Státní agentury i soukromé firmy tedy mohou těchto možností začít využívat. Falcon Heavy navíc při svých třech premiérových misích ani jednou neselhal, což mu také v očích potenciálních klientů pomáhá. Dá se proto očekávat, že se v dalších měsících a letech dočkáme dalších objednávek této rakety.
Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/
https://www.colorado.edu/
https://science.nasa.gov/
https://www.elonx.cz/
Zdroje obrázků:
https://pbs.twimg.com/media/DVh3A3lUMAAgXCu.jpg
https://pbs.twimg.com/media/D9r-g_qVUAAYWB2.jpg:large
https://lh3.googleusercontent.com/…RXMXaxmEgxIic7CFs_qGcf3YMsES9zb8EgqNOOWtlgq
https://pbs.twimg.com/media/DdVRERCVwAEQDTq.jpg
https://www.dailycal.org/assets/uploads/2019/07/space_graphic_courtesy-900×580.png
https://www.colorado.edu/…/janus_graphic.key_copy.jpg?itok=MfXGsjyc
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2017/11/NSF_20171219_205047.jpg
https://www.fbo.gov/utils/view?id=4eee37be89451d93bc73c8069b6ae59b
https://scontent.fprg1-1.fna.fbcdn.net/…3dec839163060df1b2bed77793236410&oe=5EBBBD43
Rubrika 
Štítky: 
Nahrávání ...
Tahle raketa má potenciál vynášet mimořádně zajímavé sondy do celé sluneční soustavy, vč. Měsíce. K úplnému využití zbývá tedy jen „maličkost“, doladit druhý a vyvinout třetí stupeň. Snad bude moci SpaceX investovat do jejich vývoje.
Ale samozřejmě, velké sondy jsou také mimořádně drahé a nebude jich asi mnoho. Uvidíme.
Celkom ma prekvapuje ako sa ráta s dlhý aero krytom, viem že sa v poslednej dobe o ňom hovorí a už padli aj nejaké oficiálne dokumenty ale pokiaľ viem stále to nie je 100%. Či niečo mi uniklo?
Materiál od Federálního leteckého úřadu se dá považovat za oficiální.
Dušane, už by to chtělo další start Falconu Heavy, co? Ať jsou nové fotky, které se dají cpát do článku. Ikdyž teď už je to lepší, ale před arabsatem to bylo peklo, ať člověk netočí pořád ty samé. 🙂
Přesně tak, výběr je lehce omezen. 🙂
Stále hovorím,že každý kto príde na trh je pozadu oproti SPX.Falcon heavy je silný a lacný a už letel!!!Narozdiel od hyperspomalený Blue Origin(ktorý neletel,nič moc sme od nich teda nevideli) alebo NASA,ktorá tiež neletela a je predražená,spomalená,není znovupoužiteľná.SPX bude mať ešte vertikálne nakládanie a väčší aerodynamický kryt-viac zákaziek.Držím im palce,nech sa im darí….
Věřím, že i jiné rakety si najdou své zákazníky.
FH není moc OK nosnostně optimalizovaný. Je optimalizovaný hodně na max možnou relativní cenovou znovupoužitelnost – 2. stupeň je relativně malý a slabý, taky se zahazuje a tedy se toho tak zahodí finančně méně.
Je to kulturista se silnýma nohama a slabším vrškem.
Pokud bude vývoj SH/SS trvat déle tak nejen, že se zvětší kryt, ale možná se zavede ještě verze silnějšího 2. stupně (o 30 – 50 % větší nádrže + 2 motory), ale to bude vyžadovat i úpravy na rampě. Toto vidím jako max inovaci. Nepředpokládám, že by nasadili 2. stupeň ve verzi 1x Raptor (tah jako 2x Merlin) + metan s vyšším ISP. To je už komplikovanější a vyžádalo by si to přívod dalšího typu paliva k rampě. I když kvůli SH/SS na LC39A budou nádrže s metanem poblíž. Ovšem z hlediska plného využití potenciálu je kombo 3x booster KEROLOX + 1x Raptor Methalox mnohem mnohem výhodnější než nyní. Zvýšila by se o dost nosnost na GTO, k Marsu a dále. Ale relativně by v ceně klesla znovupoužitelnost – takový 2. stupeň je dražší. Ale pokud se bude SH/SS zpožďovat a budou mít odladěné vakuové Raptory + zkušenosti s nádržemi kombo metan + kyslík, tak bůh ví co a jak se může změnit. Už nyní kolem SH/SS dost mění věci za pochodu.
Samozřejmě účinnostně nejlepší je 2. stupeň na vodík (nákladově je to horší), ale SpaceX nemá žádný HYDROLOX motor.
Jsou někde detailnější stránky nebo výpočty, kde by bylo možno tyto 3 možné nastíněné varianty 2. stupně propočítat a odhadnout tak celkovou nosnost FH po takových úpravách?
Myslím hlavně nosnost na GTO, GEO, TLI apod. dále.
Také by mne zajímalo jaká je nosnost FH na TLI. Zvlášť ve srovnání s New Glennem. To vynesení PPE+HALO se mi líbí, doufejme že to realizují, i když větší aerodynamický kryt cenu zvedne, i tak to bude levnější a rychlejší.
Zkuste si výpočet na https://mek.kosmo.cz/zaklady/vypocty.htm
v nabídce je i Falcon Heavy
Silnější druhý stupeň s Raptorem se nabízí. Bohužel je to drahé a vyžaduje to úpravy rampy kvůli dalšímu druhu paliva. Dva vakuové Merliny se tam nevejdou, tryska má skoro stejný průměr jako interstage. Musel by se vyrobit nějaký ořezaný vakuový Merlin s kratší tryskou.
Druhá možnost (bohužel ne tak dobrá) je pod větší kryt schovat třetí stupeň. Zase by byl problém s palivem (pokud by nebylo pevné/hydrazinové/iontové), ale výrobce sondy by si ho mohl dodat sám. SpaceX je v principu jedno, jestli vyveze jednu velkou sondu nebo menší s třetím stupněm.
Úplně jsem zapomněl, že vakuum Merlin má už moc velký průměr trysky, tedy 2 ne.
Tak nejmenší úpravy by pak byla varianta s velkým delší aerodynamickým krytem. V něm by byla jako 2 družice na sobě, ale ta spodnní by přesně tak byla vlastně jen mohutnější nakopávač – třetí stupeň z LEO dále.
Řešení s Raptorem by pro ně bylo učinnostně/knowhowově elegantní – využili by své technologie s ještě vyšším ISP metanu + uzavřený cyklus Raptoru proti RP1 na motoru s otevřeným cyklem – Merlin na 1. stupni, ten by zůstal jak je, včetně postranních urychlovačů.
I když je Raptor dražší, pokud by byla nosnost FH se silnějším 2.st. na TLI třeba kolem 25tun, dokázal by vynést komplet měsíční lander a to by se vyplatilo. Otázka je, zdali by šly zachránit alespoň boostery a nemusel se zahodit celý FH.
Téměř samé dobré zprávy. Přílet Psyche urychlen o 4 roky, což už je starší informace, ale že spolu s ní poletí další 4 meziplanetární sondy, to je jak z říše snů. A start již brzy, tedy alespoň v kosmonautickém měřítku. Sice se nejedná zrovna o vlajkové lodě, ale levný program SIMPLEx vypadá velmi sympaticky. Jen ten Europa Clipper na Falconu Heavy mě trochu překvapil. Měl jsem za to, že i FH by zvládl přímý let k cíli.
Máš pravdu, to urychlení je už starší informace, ale zase, takhle jsou všechny informace v jednom košíku. 🙂 soouhlas, nádhera.
Nezvládl, ale narozdíl od druhé komerční rakety, Delta IV Heavy by to zvládl jen
s jednou gravitační asistencí a hlavně by nemusela sonda letět kolem Venuše, takže se nejen zkrátí doba proti Deltě, ale sonda by nemusela narozdíl od letu na DIVH použít tak velké tepelné štíty. Čili nejen se uspoří čas a peníze, ale i hmotnost sondy.
Akorát, dokud se nezmění zákon, tak se nosič nezmění. A NASA se bude řídit zákonem.
Je to super zpráva, ale po pravdě řečeno – nejde právě o optimální vyhužití FH. Sonda vážící 2,5 tuny na nosiči s nosností až 55 tun! Druhý stupeň do posledního dechu potáhne své 4 tuny suché váhy a vypouštěcí adaptér. To poměrně dost redukuje dosaženou rychlost. Pokud by tomu naložili nějaký třetí stupeň, něco kolem 10 tun s vysokým specifickým impulzem, nebo sondě přidali víc xenonu a solárních panelů – dalo by se dosáhnout podstatně vyšší rychlosti. Ale aspoň tak, rozhodně je to zajímavá mise. Jen škoda, že nemá lander.
Je trochu rozdíl v nosnosti na LEO (navíc se zahozením všeho včetně boosterů) a nosnosti na přechodovou dráhu do pásu asteroidů s průletem kolem Marsu (v reusable variantě).
Ale je pravda, že FH není na vynášení nákladu na heliocentrické dráhy zrovna optimalizovaný. Druhý stupeň je slabý a chybějící třetí tomu taky moc nepomůže. Možná něco přijde spolu se zvětšeným krytem.
Lander by se mi také líbil, ale musel být poměrně komplikovaný. Tohle není kometa Čurjumov-Gerasimenko ani asteroid Ryugu. Na Psyche se nedá jen tak odhodit pasivní lander. Dopadl by rychlostí kolem 180 m/s. Muselo by se to podobat spíš přistání na Měsíci. A z toho, jak dopadly malé landery z dílen Indie a Izraele, víme, že to není žádná legrace a stojí to dost peněz.