SpaceX

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
SpaceX
SpaceX
SpaceX
Kapsuła Dragon i pracownicy SpaceX
Forma prawna spółka z o.o. (privately held company)
Data założenia 2002
Państwo  Stany Zjednoczone
Siedziba Rocket Rd, Hawthorne w hrabstwie Los Angeles, Kalifornia
Prezes Elon Musk, założyciel
Ważni pracownicy Gwynne Shotwell, COO i szefowa rady nadzorczej
Branża przemysł kosmiczny
Produkty rodzina rakiet Falcon, statki kosmiczne Dragon
Zatrudnienie 5000 osób (2015)
Położenie na mapie metropolii Los Angeles
Mapa lokalizacyjna metropolii Los Angeles
SpaceX
SpaceX
Położenie na mapie Stanów Zjednoczonych
Mapa lokalizacyjna Stanów Zjednoczonych
SpaceX
SpaceX
Ziemia 33°55′15,8″N 118°19′38,0″W/33,921056 -118,327222
Strona internetowa

Space Exploration Technologies Corporation (SpaceX) – amerykańskie przedsiębiorstwo przemysłu kosmicznego, założone w roku 2002. Jego celem jest budowa silników rakietowych i rakiet nośnych oraz statków kosmicznych, w tym także załogowych. Kluczem do osiągnięcia sukcesu ma być znaczne zmniejszenie kosztów wynoszenia ładunku na orbitę. Przede wszystkim, SpaceX projektuje i buduje serię rakiet orbitalnych Falcon i statków kosmicznych Dragon.

Siedziba, montownia rakiet i biuro projektowe znajdują się w Hawthorne (hrabstwo Los Angeles) w Kalifornii. Silniki i inne duże elementy testowane są w McGregor w stanie Teksas. Ponadto firma posiada kilka biur regionalnych na terenie USA, a w styczniu 2015 r. ogłoszono plan utworzenia w Redmond w stanie Waszyngton biura projektowego na potrzeby planowanej produkcji satelitów telekomunikacyjnych.

Początki[edytuj]

SpaceX została założona w 2002 r. przez Elona Muska, współtwórcę firm Zip2 oraz PayPal i inwestora Tesla Motors. Fundusze uzyskane z poprzednich projektów Musk zainwestował w technikę kosmiczną. Zdecydował się na budowę rakiet, które znacząco zmniejszą koszty wynoszenia ładunków w przestrzeń kosmiczną. Cel ma zostać osiągnięty przez wielokrotne użycie stopni rakiety po ich odzyskaniu (zautomatyzowane lądowanie na lądzie lub statku) oraz przez użycie sprawdzonych i tanich technologii oraz seryjnej produkcji. W listopadzie 2005 r. SpaceX zatrudniało 160 osób. W 2010 r. było to już 1180 pracowników[1], w maju 2012 r. 1800[2], a na początku 2013 roku prawie 3000 osób[3]. W 2015 roku liczba zatrudnionych osiągnęła 5000[4].

Rakiety nośne Falcon[edytuj]

SpaceX zaprojektował serię rakiet, z których nie wszystkie zostały ostatecznie zbudowane. Pracuje także nad przyszłymi, większymi rakietami z rodziny Falcon. Wszystkie te rakiety oparte są na silnikach rodziny Merlin 1, których kolejne wersje znajdują wykorzystanie w nowszych modelach rakiet.

Parametry techniczne[edytuj]

Wariant Falcon 1 Falcon 1e Falcon 9 Falcon 9 v.1.1 Falcon 9 v.1.2 Falcon Heavy[5]
Liczba stopni 2 2 2 2 2 2 + 2 boczne
Silniki 1/2 st. Merlin 1A, 1C
/ Kestrel
Merlin 1C
/ Kestrel
9×Merlin 1C
/ Merlin 1C Vac
9×Merlin 1D
/ Merlin 1D Vac
9xMerlin 1D

/ Merlin 1D Vac

3×9×Merlin 1D
/ 9×Merlin 1D Vac
Długość, m 21,3 24,7 54,9 69,2 70 69,2
Średnica, m 1,7 1,7 3,66 3,66 3,66 3,6
Masa startowa, t 27,7 35,2 318 480 549[6] 1400
Udźwig na LEO, t 0,42 1,01 9,9 16,5 22,8[7] 54,4[8]
Udźwig na GTO, t 2,4 5,0 8,3 19,0
Koszt $9 mln $11 mln ok. $50 mln ok. $55 mln $62 mln $90 mln
Okres użytkowania 2008-2010 2010-2013 2013 - 2016 od 2016 plan. od 2016

Falcon 1[edytuj]

 Osobny artykuł: Falcon 1.

24 marca 2006 po raz pierwszy została wystrzelona rakieta Falcon 1. Start odbył się z kosmodromu na wyspie Omelek atolu Kwajalein. Dziewiczy lot był nieudany: w 29 sekundzie lotu zawiódł główny silnik Falcona. Utracono rakietę oraz 19,5 kg satelitę FalconSAT 2. Dwie kolejne próby startu także zakończyły się niepowodzeniem. Dopiero 28 września 2008 r., w swoim czwartym locie (Flight 4), Falcon 1 niosący makietę satelity osiągnął prędkość orbitalną, stając się pierwszą, całkowicie prywatnie wyprodukowaną rakietą kosmiczną, która dokonała satelizacji ładunku. Po swoim piątym locie rakieta została wycofana z użytku i miała zostać zastąpiona dysponującą lepszymi osiągami wersją Falcon 1e[9].

Falcon 1e[edytuj]

Ulepszona wersja rakiety Falcon 1, której pierwszy start planowano w 2011 r., jednak nie weszła ona nigdy do użytku. Uznano, że małe satelity mogą być umieszczane na orbicie jako ładunek dodatkowy rakiety Falcon 9.

Falcon 5[edytuj]

Wersja rakiety, która nie jest rozwijana. Miała być wersją pośrednią między Falcon 1 i Falcon 9.

Falcon 9[edytuj]

Prototyp rakiety Falcon 1 (2004)
 Osobny artykuł: Falcon 9.

Jest to dwustopniowa rakieta nośna, przewidziana m.in. do wynoszenia na orbitę budowanych przez SpaceX transportowych i załogowych statków kosmicznych Dragon. Pojazdy te służą m.in. do zaopatrzenia (w przyszłości także do wymiany załóg) Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Falcon 9 może wynosić na niską orbitę wokółziemską (ok. 200 km) ładunki o masie do 9,9 t, natomiast na orbitę geostacjonarną do 2,4 t. Starty odbywają się z kosmodromu na przylądku Canaveral w USA. Pierwszy, próbny start odbył się 4 czerwca 2010 r. Rakieta w wersji 1.0 była używana do 2013 r. w programie COTS, od września 2013 zastąpiona wersją 1.1.

Falcon 9 v.1.1[edytuj]

Wersja rakiety Falcon 9, różniąca się od niej zastosowaniem silniejszych silników Merlin 1D w miejsce wersji 1C oraz wydłużeniem zbiorników paliwa[10]. Pierwszy start odbył się 29 września 2013[11]. Podczas drugiej (3 grudnia 2013 r. UTC)[12] oraz trzeciej (6 stycznia 2014 r. UTC)[13] misji Falcon 9 w wersji 1.1 rakieta wyniosła ładunek na orbitę przejściową do geostacjonarnej. Czwartą misją był lot na Międzynarodową Stację Kosmiczną.

Do 27 kwietnia 2015 roku wykonano 13 misji tej wersji rakiety, wszystkie zakończone sukcesem[14].

Produkcja silnika rakietowego Merlin 1C (2008)

28 czerwca 2015 roku kolejny lot zaopatrzeniowy na Międzynarodową Stację Kosmiczną zakończył się niepowodzeniem – nastąpiła eksplozja rakiety nośnej spowodowana awarią jej drugiego stopnia w 139 s lotu. Statek Dragon przetrwał wybuch i został odrzucony od reszty rakiety. Kontynuował wysyłanie telemetrii aż do momentu zniknięcia za horyzontem. Został zniszczony podczas uderzenia w powierzchnię Oceanu Atlantyckiego.[15] Utracie statku Dragon można było zapobiec - nieuszkodzona kapsuła mogła otworzyć swoje spadochrony jak podczas standardowego lądowania. Niestety program sterujący nie był przygotowany na taki scenariusz, a wprowadzenie komendy otwarcia spadochronów nie było możliwe w tak krótkim czasie. Oprogramowanie Dragona zostało zaktualizowane odpowiednie instrukcje w razie wystąpienia podobnej sytuacji. Jeśli statek zostanie z jakiegokolwiek powodu odłączony od rakiety nośnej jeszcze w atmosferze, spróbuje on otworzyć swoje spadochrony w celu ocalenia kapsuły i ładunku.

Ostatni lot wersji 1.1 odbył się 17 stycznia 2016 o godzinie 18:42 UTC. Lot zakończył się sukcesem - wyniesieniem satelity Jason-3 służącego do obserwacji oceanów ma orbitę. Pierwszy stopień rakiety wylądował na statku na Oceanie Spokojnym, ale jedna z nóg podrzymujących nie została poprawnie zablokowana i złożyła się kilka sekund po lądowaniu, powodując przewrócenie się rakiety i eksplozję.[16]

Falcon 9 v.1.2[edytuj]

Pierwszy start tej wersji odbył się 21 grudnia 2015 o godzinie 1:29 UTC[17].Wersja 1.2, zwana również "Full Thrust" różni się od poprzedniej zwiększonym o 15% ciągiem silników Merlin pierwszego i drugiego stopnia, długością drugiego stopnia zwiększoną o około 0,5 m[18] oraz użyciem bardziej schłodzonego paliwa (kerozyny

) oraz ciekłego tlenu. Temperatura kerozyny została zmniejszona z 21°C do -7°C, a ciekłego tlenu z -180°C do -207°C.[19] Niższa temperatura powoduje zwiększenie gęstości paliwa i utleniacza w zbiornikach, przekładając się na 30 ton więcej materiału pędnego zawartego w zbiornikach o tej samej objętości. Oprócz tych zmian, wersja 1.2 wprowadza również szereg drobnych poprawek, m. in. wzmocnione nogi

używane do lądowania, poprawione działanie powierzchni sterowych (grid fins) oraz zmiejszona masa struktury kadłuba. Wszystkie te zmiany przełożyły się na zwiększenie osiągów rakiety (masa dostarczana na orbitę) o około 35%[20].

W nocy z 21 na 22 grudnia 2015 roku miało miejsce pierwsze udane lądowanie rakiety Falcon 9 v.1.2. Start i lądowanie rakiety odbyło się na Przylądku Canaveral na Florydzie. Głównym celem misji było umieszczenie na orbicie 11 satelitów dla firmy komunikacyjnej Orbcomm. Rakieta osiągnęła wysokość około 200 km i prędkość 1,6 km/s, po czym bezpiecznie wylądowała z powrotem, tuż obok miejsca startu. To udane lądowanie było pierwszą w całej historii SpaceX próbą postawienia rakiety na twardym podłożu, gdyż dotychczasowe próby odbywały się na specjalnej barce-statku pływającym po Oceanie Atlantyckim[21][22]. Jak dotąd 3 z 4 rakiet Falcon 9 v1.2 udanie wylądowały po starcie - misja OG-2 na lądzie, CRS-8 oraz JCSAT-14[23] na statku. Lądowanie podczas misji SES-9 nie powiodło się z powodu bardzo

Przygotowanie kapsuły Dragon do lotu (2012)

małej ilości paliwa i dużej prędkości rakiety.

Falcon Heavy[edytuj]

 Osobny artykuł: Falcon Heavy.

Ciężka wersja rakiety nośnej Falcon 9, z dwoma dodatkowymi pierwszymi członami tej rakiety umieszczonymi po bokach (łącznie 27 silników). Planowany jest duży wzrost osiągów: rakieta ma wynosić na niską orbitę do 54,4 t ładunku, z możliwym powiększeniem tej wartości do ponad 60 ton przy użyciu technologii cross-feed. Pierwszy start tej rakiety planuje się pod koniec 2016 roku.[24]

Dragon[edytuj]

Stanowisko startowe rakiet Falcon 9 na przylądku Canaveral (2009)
 Osobny artykuł: Dragon (statek kosmiczny).

Statek kosmiczny, którego głównym zadaniem jest dostarczanie zaopatrzenia na Międzynarodową Stacją Kosmiczną (ISS). Pierwszy zakontraktowany lot do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej w ramach programu COTS odbył się w październiku 2012 r. Dragon składa się z hermetycznej kapsuły oraz członu bagażowego. Projektowana jest również wersja przeznaczona do autonomicznych lotów orbitalnych DragonLab. Trwają prace nad wersją załogową kapsuły DragonRider, której załoga będzie wynosić do 7 osób. Ponadto przedstawiono NASA koncepcję bezzałogowej kapsuły Red Dragon, do wykorzystania jako wyposażony w aparaturę badawczą lądownik Marsa.

Inne projekty[edytuj]

Grasshopper - w pełni odzyskiwalne stopnie rakiet nośnych[edytuj]

Grasshopper - demonstrator odzyskiwalnego pierwszego stopnia rakiety Falcon 9 (2012)

Grasshopper (ang. Konik Polny), prace nad którym SpaceX ogłosiło w 2011 r.[25], będzie demonstratorem technologicznym w pełni odzyskiwalnych stopni rakietowych, które będą powracały na miejsce startu dzięki własnym silnikom. Dotychczasowe, rzadko stosowane techniki odzyskiwania zużytych stopni rakietowych polegają na wyłowieniu z morza stopni opadających na spadochronach. Celem projektu jest obniżenie kosztów transportu kosmicznego.

Rakieta została zbudowana z dostępnych już elementów: silnika Merlin 1D oraz zbiornika pierwszego stopnia rakiety Falcon 9, zaopatrzonego w cztery stalowe podpory oraz stalową konstrukcję. Całość miała wysokość 32 m, masę ok. 220 t, paliwem była kerozyna (RP-1), zaś utleniaczem ciekły tlen. Od września 2012 do kwietnia 2013 r. przeprowadzono pięć lotów testowych, podczas których pojazd osiągnął maksymalną wysokość 744 m. Podczas lotu na wysokość 250 metrów Grasshopper przeleciał również 100 metrów na bok celem sprawdzenia jego sterowności. Każda z ośmiu prób zakończyła się sukcesem, a rakieta o wysokości 32 metrów wracała na miejsce startu[26].

We wrześniu 2013 wykonano test, w którym zużyty pierwszy człon rakiety w sposób kontrolowany wszedł w atmosferę. W kolejnym testowym locie, w kwietniu 2014, pierwszy człon osiadł miękko w oceanie, wcześniej redukując do zera obrót oraz prędkość[26].

Testy miały odbywać się w trzech etapach:

  • wstępne loty do wysokości 70 m trwające ok. 45 s (Grasshopper),
  • dalsze testy do wysokości 200 m (Grasshopper),
  • testy z maksymalną wysokością od 200 m do 3,5 km, przy czasie lotów do 160 s (Grasshopper 2).
    Rakieta Falcon 9 podczas startu - Misja EUTELSAT 115

Podczas każdego testu starty będą przeprowadzane wielokrotnie. SpaceX przewidywało, że prace nad Grasshopperem zajmą trzy lata. Planowany był pojazd Grasshopper 2, oparty na elementach rakiety Falcon 9 v. 1.1, który miał zostać zbudowany w 2013 r. W ramach programu zaszły jednak zmiany: podczas ostatniego lotu 7 października 2013 r. Grasshopper wzniósł się na 744 metry i był to ostatni lot tego pojazdu.

Dalsze próby odbywały się już w 2014 roku przy użyciu drugiego pojazdu testowego, nazwanego już F9R Dev1. 22 sierpnia 2014 roku, podczas piątego lotu testowego F9R Dev1, doszło do autodestrukcji.

Rakieta nośna startująca z powietrza[edytuj]

W ramach współpracy w konsorcjum Stratolaunch Systems, które w 2011 r. rozpoczęło prace nad nowym systemem transportu kosmicznego, SpaceX miało opracować wielostopniową rakietę nośną wynoszoną uprzednio do stratosfery przez gigantyczny samolot[27]. Miał to być wariant rakiety Falcon 9. Rakieta miała startować z wysokości około 10 kilometrów, zabierając na niską orbitę okołoziemską ładunek o masie ponad 6 ton. Początkowo planowane było dostarczanie na orbitę wyłącznie ładunków bezzałogowych, lecz z czasem Stratolaunch Systems zamierza wynosić również załogowe statki kosmiczne. Pierwsze loty testowe miały odbyć się w 2016 r. Jednak w listopadzie 2012 r. SpaceX wycofało się z tego projektu[28].

Cel dalekosiężny - załogowa misja na Marsa[edytuj]

W lipcu 2010 r. SpaceX ogłosiło, że jego dalekosiężnym celem jest załogowa misja na Marsa[29]. Misja taka będzie możliwa ok. 2025 r., pod warunkiem przystąpienia do prac od razu. W celu realizacji tego zamierzenia SpaceX ogłosiło następujący plan działań w najbliższych latach:

  • nowy, znacznie większy silnik Merlin 2 o ciągu 1,7 MN na poziomie morza (Merlin 1D: 620 kN).
  • wersje rakiet Falcon 9 i Heavy z silnikami Merlin 2 – jeden Merlin 2 w miejsce baterii dziewięciu Merlinów 1D,
  • rakieta Falcon X o udźwigu 38 t na LEO,
  • rakieta Falcon X Heavy o udźwigu 125 t na LEO,
  • rakieta Falcon XX o udźwigu 140 t na LEO,
  • rakieta MCT o udźwigu ponad 200 t na LEO oraz 100 t na powierzchnię Marsa.

Plany te zostały w pewnym stopniu zmienione, rakiety Falcon X, X Heavy i XX oraz silnik Merlin 2 nie będą produkowane. Oficjalne plany mówią już tylko o rakiecie BFR (skrót od Big Fucking Rocket) niosącej statek MCT (skrót od Mars Colonial Transporter) mający zabrać 100-osobową załogę i 100 ton na powierzchnię Marsa oraz o silniku Raptor, wykorzystującym ciekły metan.[30] Szczegółowy plan kolonizacji Marsa ma zostać ujawniony przez prezesa SpaceX - Elona Muska na konferencji IAC 2016, odbywającej się 26-30 kwietnia 2016 w Meksyku, w mieście Guadalajara.[31]

Nowy silnik - Raptor[edytuj]

W 2012 r., Elon Musk oświadczył, że SpaceX będzie rozwijało silnik Raptor wykorzystujący ciekły metan jako paliwo. Jedną z zalet metanu, dla realizacji lotów na Marsa, ma być możliwość wytworzenia go z surowców dostępnych na Marsie (z wody i dwutlenku węgla) używając reakcji Sabatiera. W styczniu 2016, SpaceX uzyskało dotację 33,6 mln USD na zbudowanie prototypu silnika Raptor do 2018 r [32]. Silniki wykorzystujące metan mogą uzyskiwać większy ciąg niż silniki używające RP-1 (nafty) z tej samej ilości paliwa, co wyraża się poprzez wyższy impuls właściwy.

Przypisy[edytuj]

  1. SpaceX Overview
  2. Hennigan: SpaceX again ready to blast off after last-second launch abort (ang.). Los Angeles Times, 2012-05-21. [dostęp 2015-04-22].
  3. Hennigan: s SpaceX mission for NASA suffers a setback (ang.). Los Angeles Times, 2013-03-01. [dostęp 2015-04-22].
  4. SpaceX lowers expectations for Redmond-based satellite venture, „The Seattle Times”, The Seattle Times, 6 listopada 2015 [dostęp 2016-05-11].
  5. SpaceX: Space Exploration Technology Company - Falcon Heavy (ang.). [dostęp 2011-03-25].
  6. Falcon 9 FT – Rockets, „spaceflight101.com”, spaceflight101.com [dostęp 2016-05-11].
  7. n, Capabilities & Services, „SpaceX”, SpaceX, 28 listopada 2012 [dostęp 2016-05-11].
  8. n, Capabilities & Services, „SpaceX”, SpaceX, 28 listopada 2012 [dostęp 2016-05-11].
  9. Space Exploration Technologies Corporation - Falcon 1 (ang.). [dostęp 2012-02-02].
  10. Q&A with SpaceX founder and chief designer Elon Musk (ang.). [dostęp 2012-05-29].
  11. SpaceX: Upgraded Falcon 9 Mission Overview (ang.). Space Exploration Technologies Corp., 2013-10-14. [dostęp 2014-01-07].
  12. SpaceX Successfully Completes First Mission to Geostationary Transfer Orbit (ang.). SPACEX, 2013-12. [dostęp 2013-12-04].
  13. SPACEX SUCCESSFULLY LAUNCHES THAICOM 6 SATELLITE TO GEOSTATIONARY TRANSFER ORBIT (ang.). SPACEX, 2014-01-06. [dostęp 2014-01-07].
  14. William Graham: SpaceX Falcon 9 lofts Turkmenistan’s first satellite (ang.). W: NASASpaceFlight.com [on-line]. 2015-04-27. [dostęp 2015-07-23].
  15. William Graham: SpaceX’s Falcon 9 fails during launch following second stage issue (ang.). W: NASASpaceFlight.com [on-line]. 2015-06-28. [dostęp 2015-07-23].
  16. SpaceX Narrowly Misses Rocket Landing at Sea After Launching Satellite, „Space.com”, Space.com [dostęp 2016-05-11].
  17. Christmas comes early for SpaceX! Falcon 9 returns to flight with Orbcomm OG2 mission, „SpaceFlight Insider”, SpaceFlight Insider, 22 grudnia 2015 [dostęp 2016-05-11] (ang.).
  18. Falcon 9 FT – Rockets, „spaceflight101.com”, spaceflight101.com [dostęp 2016-05-11].
  19. Elon Musk on Twitter, „Twitter”, Twitter [dostęp 2016-05-11].
  20. Falcon 9 FT – Rockets, „spaceflight101.com”, spaceflight101.com [dostęp 2016-05-11].
  21. JackieJ. Wattles JackieJ., SpaceX landing: Rocket successfully returns to the ground after liftoff, CNNMoney [dostęp 2015-12-24].
  22. SpaceX w końcu udało się wylądować rakietą!, www.geekweek.pl [dostęp 2015-12-24].
  23. Falcon 9 launches with JCSAT-14 – lands another stage | NASASpaceFlight.com, „www.nasaspaceflight.com”, www.nasaspaceflight.com [dostęp 2016-05-11].
  24. Stephen Clark: First flight of Falcon Heavy delayed again (ang.). W: Spaceflight Now [on-line]. 2015-07-21. [dostęp 2015-07-23].
  25. Draft Environmental Assessment for Issuing an Experimental Permit to SpaceX for Operation of the Grasshopper Vehicle at the McGregor Test Site, Texas (ang.). Federal Aviation Administration, wrzesień 2011. [dostęp 2012-05-29].
  26. a b Kamil Złoczewski: Kosmos. „Konik polny”. T. 104. Poznań: Amermedia Sp. z o.o., 2014, s. 24. ISBN 978-83-252-2320-5.
  27. Multi-stage booster (ang.). Stratolaunch Systems. [dostęp 2012-05-29].
  28. Orbital Sciences Replaces SpaceX on Stratolaunch Project (ang.). space.com, 2012-12-03. [dostęp 2012-12-08].
  29. PaulP. Harris PaulP., Elon Musk: 'I'm planning to retire to Mars' | Discover, „the Guardian”, the Guardian, 31 lipca 2010 [dostęp 2016-05-12].
  30. ChrisCh. Heath ChrisCh., Elon Musk Is Ready to Conquer Mars, „GQ”, GQ, 12 grudnia 2015 [dostęp 2016-05-11].
  31. Elon Musk Says SpaceX ‘City on Mars’ Will Be Announced in Guadalajara, Mexico, „Observer”, Observer, 13 kwietnia 2016 [dostęp 2016-05-11] (ang.).
  32. http://www.defense.gov/News/Contracts/Contract-View/Article/642983

Linki zewnętrzne[edytuj]