Gdyby wierzyć filmom science-fiction z ubiegłego stulecia, obecnie ludzkość miałaby już kolonie co najmniej na Marsie, a podróże na Księżyc byłyby codziennością. Jednakże ostatni załogowy lot na Księżyc, odbyty w ramach misji Apollo 17 miał miejsce w grudniu 1972, ponad 45 lat temu, a tempo eksploracji przestrzeni kosmicznej po szalonym wyścigu z czasów Zimnej Wojny znacznie spadło. Jednak wyścig rusza na nowo, dzięki ambicjom Chin, oraz prywatnej firmie SpaceX, która właśnie wysłała na Marsa… samochód.
SpaceX i Elon Musk
Firma SpaceX została założona w 2002 roku przez pochodzącego z RPA Elona Muska, jeszcze kilka dni temu kojarzonego głównie z autonomicznymi, elektrycznymi samochodami Tesla. Warto jednak wiedzieć, że Tesla Inc (wcześniej Tesla Motors), to jedno z jego nowszych dzieł, a zaczynał od stworzenia systemu płatności PayPal.
Po sprzedaży PayPala zainwestował pieniądze w branżę kosmiczną. Jego kolejne inwestycje związane są z energią elektryczną – zarówno wykorzystaniem jej do napędzania samochodów Tesla, jak i wykorzystaniem paneli słonecznych i akumulatorów „Powerwall” do zoptymalizowania zużycia prądu w gospodarstwach domowych i zmniejszenia zużycia paliw kopalnych. W 2016 roku założył firmę Boring (której nazwę można tłumaczyć jako „drążenie” bądź „nudna”) która ma się zajmować budową tuneli i przeniesieniem ruchu samochodowego pod ziemię.
Musk jest postacią cokolwiek kontrowersyjną, przez jednych nazywany jest wizjonerem, inni twierdzą, że jego firmy wkrótce zbankrutują, a jego obietnice nie mają pokrycia. Trzeba jednak przyznać, że ma poczucie humoru: rakiety Falcon noszą swoją nazwę po znanym z Gwiezdnych Wojen najszybszym statku w galaktyce, a barki na których lądują nazywają się „Przeczytaj instrukcję” i „Oczywiście, że wciąż Cię kocham”, tak jak statki z opowiadań Iaina Banksa. Kiedy na rynku pojawiły się czapki z logo Boring, Musk obiecał, że jeśli sprzeda się ich 50 tysięcy, zacznie sprzedawać miotacze ognia. Słowa dotrzymał.
Rakiety Falcon
Głównym celem SpaceX było umożliwienie „taniej” eksploracji kosmosu, poprzez wykorzystywanie rakiet wielokrotnego użytku. Do tej pory loty w kosmos realizowano za pomocą rakiet jednorazowych, których elementy albo spalały się wracając w atmosferę, albo zostawały jako kosmiczne śmieci na niskiej orbicie okołoziemskiej, albo za pomocą promów kosmicznych, które jednak miały mniejszy udźwig, nie mogły startować zbyt często, były mimo wszystko drogie w eksploatacji i mocno zużyte, a po katastrofie Columbii w 2003 wiadomo było, że ich czas ma się ku końcowi. Stworzone przez SpaceX rakiety typu Falcon mają natomiast możliwość powrotu na ziemię i pionowego lądowania w wyznaczonym miejscu, dzięki czemu będzie można używać ich ponownie.
Pierwszą rakietą stworzoną przez firmę Muska był Falcon 1. 21-metrowa, dwustopniowa rakieta napędzana paliwem ciekłym, miała wynosić małe ładunki, o masie do 800kg na niską orbitę okołoziemską. Pierwszy lot odbyła 24 marca 2006 roku, jednak nie był on udany – po 33 sekundach od startu zawiódł silnik i rakieta spadła, rozbijając się. Także kolejne 2 starty nie były udane, natomiast start numer 4, z balastem, oraz start numer 5, pierwszy lot komercyjny podczas którego wyniesiono na orbitę satelitę RazakSAT były udane.
Szacowany koszt wyniesienia satelity za pomocą Falcona 1 wynosił poniżej 10 milionów dolarów, co było kwotą kilkukrotnie mniejszą niż dotychczasowy koszt wystrzelenia satelity. Jednakże program rakiet Falcon 1 wstrzymano i skupiono się na większych rakietach Falcon 9. Numer przy wersji rakiety oznacza ilość silników użytych do napędu pierwszego stopnia rakiety – Falcon 1 ma jeden silnik Merlin, Falcon 9 ma tych silników 9 w stopniu startowym, oraz kolejny w drugim stopniu. Pierwszy stopień rakiety ma możliwość pionowego lądowania w celu ponownego wykorzystania, odbywa się to jednak kosztem zmniejszenia maksymalnych możliwości transportowych, gdyż powrót i lądowanie zużywa część paliwa, które można by wykorzystać do wyniesienia ładunku cięższego, lub na wyższą orbitę.
Pierwsza wersja Falcona 9 była używana do testów i wynoszenia statku zaopatrzeniowego Dragon podczas jego lotów na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Z 5 startów jeden zakończył się częściowym niepowodzeniem, ponieważ udało się zadokować statek Dragon do ISS, jednak druga część misji, którą było wyniesienie satelity Orbcomm nie została właściwie zrealizowana.
W przypadku tych rakiet nie podejmowano prób pionowego lądowania. Kolejna wersja rakiety, oznaczona jako Falcon 9 1.1 ma nieco inny układ silników w nowszej wersji, dzięki czemu może wynieść na niską orbitę ładunek o masie 13 ton, zamiast 9 ton poprzedniej wersji. Druga wersja Falcona zaliczyła 15 startów, w tym 14 udanych, intensywnie testowano też system lądowania. Co prawda kilka lądowań zakończyło się efektownymi katastrofami, także z gatunku „a było już tak blisko”, jednakże umożliwiły one znaczne udoskonalenie systemu, dzięki czemu później było już tylko lepiej. W ramach startów Falcona 9 1.1 wykonywano loty zaopatrzeniowe na ISS, wynoszono satelity komunikacyjna AsiaSat i Eutelsat, oraz satelitę DSCOVR mającego wykrywać burze słoneczne.
Kolejna wersja Falcona, zwana 1.2 lub częściej Full Thrust charakteryzuje się jeszcze mocniejszymi silnikami, dzięki czemu może wynosić już satelity o masie 22 ton. Używana jest od roku 2013 i zaliczyła do tej pory 25 udanych startów. Jedna z rakiet uległa eksplozji jeszcze przed startem, pozostałe jednak wykonały swoje zadania, w większości przypadków udało się także odzyskać pierwszy stopień, który lądował bądź na specjalnie do tego celu zbudowanych bezzałogowych barkach, bądź w centrum lotów kosmicznych na Przylądku Canaveral.
Falcon Heavy.
Zasadniczo najnowsza rakieta SpaceX nie jest niczym nowym. To po prostu 3 rakiety Falcon 9 Full Thurst w zmienionej konfiguracji. Jedna, zwana „Core” to zwykła, dwustopniowa rakieta główna, pozostałe dwie, pomocnicze, mają tylko pierwszy stopień i pracują równolegle z rakietą główną. Dzięki temu masa wynoszona na niską orbitę może przekraczać 60 ton.
To dużo – żadna obecnie używana rakieta nie ma takiego udźwigu, a tylko radziecka Energia i amerykańska Saturn 5 miały większy, odpowiednio 175 i 118 ton. Były to jednak skomplikowane, zawodne i koszmarnie drogie rakiety jednorazowego użytku. Falcon Heavy zaś ma być w większości odzyskiwalny – wrócić mają zarówno rakiety pomocnicze jak i pierwszy stopień rakiety głównej, czyli łącznie 27 silników. Jednorazowy będzie tylko drugi stopień rakiety głównej z jednym silnikiem. Dzięki temu koszt startu Falcona Heavy może wynosić nawet poniżej 100 milionów dolarów.
Pierwszy start rakiety Falcon Heavy odbył się 6 lutego 2018 i miał charakter testowo-reklamowy, gdyż ładunek stanowił… samochód Tesla Roadster, w kolorze wiśniowym, należący wcześniej do Elona Muska, a celem dla niego jest Mars. Start zakończył się sukcesem, Roadster z ubranym w kombinezon kosmonauty manekinem nazwanym Starmanem osiągnął zadaną orbitę, a rakiety pomocnicze wykonały efektowne synchroniczne lądowanie na wyznaczonych lądowiskach.
Niestety główna rakieta uległa awarii i przed lądowaniem nie udało się uruchomić silników, przez co uderzyła z dużą prędkością w wodę około 100 metrów od barki „Of Course I Still Love You”. Całość misji należy jednak uznać za zdecydowany sukces, zarówno technologiczny, jak i marketingowy. Transmisję na żywo oglądały miliony ludzi na całym świecie i chociaż nie jest to coś co można porównać z lądowaniem na Księżycu, to jest to pierwszy mały krok, do kolejnego wielkiego skoku.
W 12 parseków na Kessel?
Jaka przyszłość czeka rakiety SpaceX? Wydaje się być interesująca, bo po pierwszych porażkach system wydaje się być skuteczny i bezpieczny, a niższe koszty startów w porównaniu z klasycznymi rakietami zapewnią klientów i środki na dalszy rozwój. Na chwilę obecną zakontraktowanych jest już kilkadziesiąt startów, zarówno takich które będą wynosić satelity cywilne i wojskowe, jak i zaopatrzeniowych dla ISS. Z pewnością czeka nas także pierwszy załogowy start Falcona ze statkiem Dragon i prawdopodobnie udział w powrocie na Księżyc planowanym przez NASA, być może już w ciągu najbliższych 10 lat.
