Astronautika: misije

25. april. 2011.

U jednom od svojih poslednjih tekstova, preneo sam već dugo očekivanu vest da je NASA spremna da investira stotine miliona dolara u privatne kompanije koje će imati zadatak da ponesu astronaute u orbitu oko Zemlje. Solidan deo planirane love ide kalifornijskoj kompaniji „Space Exploration Technologies Corp.“ (SpaceX), koja je otišla najdalje u realizaciji ideje o kosmičkom privatnom transportu. Ono što ih čini jedinstvenim, jeste njihova ideja da sopstvenim snagama naprave noseću raketu koju su nazvali „Falcon“, tj. „Soko“. O kakvim raketama se radi – jer je ovde reč o čitavoj porodici – prikazaću u nastavku ovog tekstu.

Osnovni cilj njihovog projektovanja bio je da postignu najnižu cenu lansiranja u orbitu na svetu. Veoma pouzdane, ove jeftine rakete nude značajne mogućnosti u smanjivanju rizika tokom životnog ciklusa jednog satelitskog programa. Kada se uporede sa sličnim raketama, značajno niži troškovi „Falcona 1“ i „Falcona 9“ su rezultovali brojnim novim ugovorenim poslovima, što može da bude pokazatelj kako satelitska industrija zamišlja moderne lansirne servise.

UVOD

„SpaceX“ je 2002. godine osnovao milijarder Elon Mask sa ciljem da smanji troškove i poveća pouzdanost leta u kosmos za makar 10 puta. Da bi to postigli, „SpaceX“ je razvio porodicu raketnih nosača u koje trenutno spadaju „Falcon 1“ i „Falcon 9“, a koje nude širok spektar nošenja lakih, srednjih i teških tereta. Pored toga, kompanija „SpaceX“ je osmislila i sopstvenu kapsulu „Dargon“, koja treba da prevozi putnike i teret na Međunarodnu orbitnu stanicu (ISS).

Projektovanje porodice raketa „Falcon“ započeto je praktično od nule, jer su želeli da što više smanje zavisnost od nasleđenih komponenti i implementiraju nove tehnologije gde god je to moguće. Da bi se smanjila cena i povećala pouzdanost, „SpaceX“ je kombinovao svoje znatne proizvodne kapacitete, rigorozna predletna testiranja i unapređene lansirne procedure.

SpaceX“ je organizovan hijerarhijski, sa odličnim odnosima izneđu inženjera i menadžera, što olakšava donošenje odluka i ubrzava stvaranje, ponavljanje i inovativnost prototipova. „Falcon 1“ je bio projektovan, razrađivan i osposobljen za lansiranje za manje od četiri godine. Od tada je pet puta lansiran; prva tri su bila neuspešna, dok je u četvrtom uspešno stigao u svemir[1]. Ova raketa je penzionisana 2009, kada ju je nasledila poboljšana varijanta, „Falcon 1e“.

Posle nekoliko odlaganja, prvo lansiranje još usavršenijeg i jačeg modela rakete, „Falcona 9“, obavljeno je u junu 2010. godine, a sledeće u decembru iste godine, Tom prilikom, na vrhu je nosio praznu kosmičku kapsulu „Dragon“. Na donjoj slici prikazane su konfiguracije „Falcona 1“ i „Falcona 9“.

f1 

Danas „SpaceX“ ima oko 1.250 zaposlenih, glavni štab u južnoj Kaliforniji, poligon za testiranja u Teksasu i lansirne komplekse na Kwajalein atolu, na balističkom raketnom probnom kompleksu Ronald Reagan, u vojnoj bazi Vandenberg, i u vazduhoplovnoj stanici Cape Canaveral.

„FALCON 1“

Dvostepena raketa „Falcon 1“ bila je dizajnirana da u to vreme omogući najjeftinije lansiranje u nisku orbitu na svetu. Ova letilica, predviđena za višekratna lansiranja (znači da se neke komponente koriste više puta), trebalo je da pokaže visoku pouzdanost, koju bi pratila niska cena, zaštita životne sredine, kao i provera komponenti i strukturnih koncepata koji će kasnije biti primenjivani na jačoj raketi „Falcon 9“.

Falcon 1“se ubraja u dvostepene lansirne sisteme. Sastojao se od prvog stepena pokretanog jednim raketnim motorom „Merlin“ na tečni kiseonik (LOX) i raketni kerozin (RP-1), koji su se ubacivali u komoru za sagorevanje pomoću turbopumpe. Drugi stepen je takođe koristio isto gorivo, samo što je motor tipa „Kestrel“, takođe proizveden u „SpaceX“, za napajanje motora gorivom koristio helijum pod pritiskom.

PRVI STEPEN

Prvi stepen „Falcona 1“ stvarao je na nivou mora potisak od 349 kN (36 t) korišćenjem samo jednog raketnog motora „Merlin“. Taj motor je u potpunosti konstruisan i proizveden u pogonima „SpaceX“. Kao i čitav „Falcon 1“, i „Merlini“ su konstruisani da budu jeftini ali vrhunski pouzdani. To se postizalo veoma jednostavnom konstrukcijom i oslanjanjem na dugo američko nasleđe svemirskih motora. Tokom zemaljskih probi, ti motori su demonstrirali velike margine u toplotnom fluksu, toleranciju u stepenu mešavine i brzinu turbopumpi, tako da su daleko prevazilazili očekivanja i performanse zadate još u konstruktivnoj fazi.

 

f2

f3

f4

Gore levo je prikazan motor „Merlin 1C“. Tih motora je napravljeno nekoliko verzija, tako da je prikazana varijanta skoro dvaput jača od inicijalne. Desno je prikazan jedno od prvih testiranja. Dole je isti motor tokom montaže u fabrici „SpaceX“.

Prošlog leta je objavljeno da „SpaceX“ priprema „Merlin 2“, koji će imati snagu od 8.500 kN u vakuumu, što će biti jače od famoznog „F-1“, koji je pokretao „Saturn V“.

 

Srce motora čini jednostavni i jeftini klinasti ubrizgavač. Takav uređaj je prvi put korišćen u motorima „Apollovih“ lunarnih modula, a za „Merlinove“ motore sistem je odabran najviše zbog svoje jednostavnosti i otpornosti. Ubrizgavač je otporan na akustičku nestabilnost, neosetljiv je na kontaminaciju, stabilan je u svim operativnom uslovima i sa velikim mogućnostima regulisanja potiska. Takođe je jednostavan i vrlo jeftin za proizvodnju, jer je sastavljen od minimalnog broja delova. Gorivo se šalje u motor jednoosovinskom turbopumpom sa dvostrukim turbinskim lopaticama. U želji da se smanji broj podsistema na raketi, turbopumpa takođe dovodi kerozin pod pritiskom do hidraulike koja pokreće sâm mlaznik motora i na taj način vrši upravljanje čitavom letilicom. Tako je eliminisana potreba za odvojenim hidrauličnim sistemom, te upravljački kvarovi izazvani curenjem hidrauličke tečnosti nisu mogući. Kriogeno gorivo se takođe koristi i za hlađenje potisne komore i izduvnika motora. Rashlađena tečnost putuje kroz stotine kanala i cevi i hladi usijane zidove pre nego što pod velikim pritiskom biva ubrizgavana u komoru za sagorevanje. Na taj način se povećavaju performanse i mogućnost višekratnog korišćenja. Kontrola kretanja rakete oko uzdužne ose tokom rada prvog stepena postizala se kontrolom izduvnih gasova „Merlinove“ turbopumpe.

 f5

Motor „Merlin“ prvog stepena rakete „Falcon 1“. Iako padobranom sleće u okean, posle čišćenja je biospreman za novo lansiranje. Drugi stepen nije bio predviđen za ponovno korišćenje.

 

Težinski gledano, prvi stepen „Falcona 1“ je bio veoma efikasan. Rezervoari goriva su bili napravljeni od FSW obrađene aluminijumske legure i koristili su zajedničku pregradu za odvajanje goriva od oksidatora, smanjujući time težinu i troškove.

Rezervoari su imali tzv. monokok konstrukciju, čime se dobijala ušteda na težini i obezbeđivala primarna čvrstoća. Rezervoari su se transportovali bez prethodne presurizacije (kao kod teže „Delta II“ rakete), s tim što su postajali još čvršći kada su se pred lansiranje punili gorivom pod pritiskom (kao kod „Atlasa II“, čiji tankovi ne mogu ni da budu transportovani ako nisu pod pritiskom). Takva konstrukcija je dovodila do toga da je težinski udeo goriva[2] bio najviši među svim prvim raketnim stepenima koji se danas koriste. Nakon prestanka rada (posle nepuna 3 minuta), prvi stepen se odvajao i uz pomoć sistema padobrana padao u vodu okeana; nakon temeljnog čišćenja i pažljivih kontroli, inženjeri su određivali da li su stepen i motor spremni za ponovno korišćenje.

DRUGI STEPEN

Drugi stepen „Falcona 1“ je u vakuumu stvarao potisak od 31 kN (3,1 t) uz pomoć jednog „Kestrel“ motora, koji je imao mogućnost višestrukog paljenja u kosmosu. Gorivo se ubacivalo u motor uz pomoć zagrejanog helijuma. Bočna upravljanja su obavljali elektro-mehanički pokretači („aktuatori“) vektorskih potisnika (TVC), dok se skretanje po uzdužnoj osi obavljalo uz pomoć mlaznika na hladni helijum.

f6
Skretanja su se vršila guranjem ili povlačenjem mlaznika motora iz kojeg su izlazili vreli gasovi. To se postizalo uz pomoć dva aktuatora koji su se postavljala pod uglom od 90°, a kojima je upravljao glavni kompjuter. Sami aktuatori su se pokretali pomoću dve pumpe koje su koristile kiseonik iz glavnog sistema napajanja gorivom.
Radi uštede na težini, drugi stepen je bio napravljen od još lakše legure aluminijuma i litijuma. Tankovi goriva i oksidatora bili su odeljeni pregradom (slično kao kod prvog stepena), i isti su kao oni koje koriste i rakete „Delta IV“.

f7 

Drugi stepen „Falcona 1“ nije bio planiran za ponovno korišćenje. Rezervoari su bili obloženi super-legurom „inconel“ presvučenom ugljeničnim vlaknima. Proizvodila ih korporacija „Arde“. Glavni motor je bio predviđen da radi oko 6 minuta.

 

USAVRŠAVANJE „FALCONA 1“

U skladu sa zajedničkom filozofijom kompanije „SpaceX“ hitrog i kontinuiranog poboljšavanja, bilo je planirano da se „Falcon 1“ poboljšava na osnovu obavljenih misija. Ova poboljšanja su izvršavana u blokovima i svaki put su povećavala noseće karakteristike u odnosu na originalnu konfiguraciju „Falcona 1“.

POBOLJŠANJE PRVOG STEPENA

Merlin“ motori korišćeni za prva dva probna leta „Falcona 1“ (2006/2007) imali su ugljenične potisne komore i mlaznike sa ablativnim hlađenjem. Da bi povećali pouzdanost i omogućili ponovno korišćenje, komora i mlaznica motora su bili unapređeni dizajnom regenerativnog hlađenja. To je dovelo do toga da su motori mogli da rade na višoj temperaturi i pritisku, te je regenerativni dizajn („Merlin 1C“) stvarao i veći potisak, što se vidi na donjoj tabeli.

 f8

Razvojni put motora „Merlin“ kroz različite prvobitne faze razvoja raketa od 2006. do 2010.

 

Snaga punog potiska motora „Merlin 1C“ prevazilazila je granice izdržljivosti postojeće konstrukcije rezervoara prvog stepena „Falcona 1“, koji su u originalu bili predviđeni za manje potiske sa motorima na ablativno hlađenje. Pored toga, kada radi pod „punim gasom“, „Merlin 1C“ je zahtevao veći dotok goriva, što je značilo da mu je bio potreban rezervoat veće zapremine. Zbog toga je konstrukcija tankova prvog stepena redizajnirana i prilagođena potrebama motora „Merlin 1C“. Očekuje se da će tako poboljšana raketa, nazvana „Falcon 1e“, koja će moći da ponese veći teret, prvi put biti lansirana u orbitu sredinom ove, 2011. godine.

Falcon 1e“ će biti dugačka 27,4 m, što je za 6,10 m duže od „Falcona 1“, dok će im najveći prečnik biti isti – 1,68 m. Taj prepravljeni i pojačani prvi stepen imaće težinu od 5.680 kg i nosiće 39.463 kg kerozina i tečnog kiseonika. Raketa će odneti u orbitu seriju američkih komunikacionih satelita Orbcomm O2G, ali i neke tajvanske i evropske satelite.

POBOLJŠANJE DRUGOG STEPENA

Da bi se rešile anomalije u kontrolisanju leta evidentirane tokom drugog probnog leta „Falcona 1“ krajem marta 2007. godine, dodate su specijalne ploče koje su sprečavale pljuskanje goriva i oksidatora u rezervoarima[3]. Pouzdanost je poboljšana upotrebom motora „Kestrel“, što je takođe dovelo do manje uštede u težini. Kod „Falcona 1e“, dodatna ušteda u težini biće postignuta korišćenjem alumunijum-litijumske legure za rezervoare drugog stepena, koja se koristi i kod šatlovih spoljnjih rezervoara.

f9 

Dvostepeni „Falcon 1“: visina – 21,3 m; prečnik – 1,7 m; težina – 38.555 kg.

 

POBOLJŠANJE TERETNOG PROSTORA

Falcon 1“ je posedovao bi-konični aluminijumski tovarni prostor na vrhu rakete, sa maksimalnim unutrašnjim prečnikom od 1,4 m i korisnom visinom od 2,8 m. Radi uštede na težini i povećanja korisne zapremine, unutrašnjost nosnog dela „Falcona 1e“ biće ojačana kompozitnim materijalom i imaće prečnik 1,55 m i visinu 3,8 m. Upoređenje dimenzija teretnog prostora „Falcona 1“ i „Falcona 1e“ dato je na sledećoj tabeli.

f10 

Prostor za koristan teret „Falcona 1“ i „Falcona 1e“. Gornje kotne cifre su date u metrima, a u zagradama su u inčima.

 

Falcon 1“ je bio sposoban da u kružnu LEO orbitu oko Zemlje, visine 185 km i nagiba 9,1 stepen, odnese satelit težine do 670 kg. Unapređeni „Falcon 1e“ će u sličnu orbitu nositi teret od 1.010 kg.

Treba reći da je prva raketa koja je proizvedena i lansirana isključivo privatnim sredstvima bio američki tromotorni „Pegasus“, prvi put lansiran 1990, ali je za njegova lansiranje bio potreban veliki avion koji je služio kao prvi stepen. Kada bude do kraja savladana tehnologija neophodna za popravak motora prvog stepena, „Falcon 1e“ će postati druga orbitna raketa delimično sposobna za ponovno korišćenje, ali i prva kompletno privatno finansirana.

Do sada je izvedeno 5 lansiranja ove rakete. Prva dva je platilo američko Ministarstvo odbrane, i, zajedno sa sledećim lansiranjem u avgustu 2008, vode se kao neuspešna. Poslednja dva lansiranja, izvedena u septembru 2008. i julu 2009., protekla su uspešno.

Za ovu godinu se previđa jedno probno lansiranje „Falcona 1e“, a onda do 2014. odnošenje u orbitu čak 18 satelita.

SpaceX“ se reklamira da lansiranje satelita njihovom raketom „Falcon 1“ koštalo oko \(7 miliona, dok će lansiranje budućeg „Falcona 1e“ koštati \)10,9 miliona, „sa malim popustom ukoliko se napravi ugovor za više lansiranja“. Ispada da je cena po kilogramu za „Falcon 1“ bila oko \(15.500, dok će za „Falcon 1e“ koštati oko \)10.800.

„FALCON 9“

Lansirni sistem „Falcon 9“ napravljen je na tehnologijama i stručnim analizama zasnivanim na iskustvima prikupljenim tokom konstrukcije, proizvodnje i komercijalnog angažovanja prethodnog „Falcona 1“. Konstruktorski cilj „Falcona 9“ bio je da se napravi lansirno vozilo potencijalno elastične namene[4] (EELV), sposobno da učini značajan napredak u pouzdanosti, ceni i odgovornosti u odnosu na već postojeće letilice srednje klase nosivosti. Konstruktorska filozofija primenjivana tokom razvoja „Falcona 1“ zadržana je i prilikom rada na „Falconu 9“. Ona je uključivala jednostavnost arhitekture i eliminisanje ili minimizovanje mogućih kvarova. „Falcon 9“ je dizajniran tako da pruža velike lansirne mogućnosti i bude fleksibilan prema svakom rasporedu lansiranja.

f11 

„Falcon 9“ prilikom lansiranja sa kompleksa LC-40 u vojnoj bazi na Floridi 10. XII 2010. Na vrhu je bila prazna kapsula „Dragon“, koja je nakon nekoliko manevara i 2 orbite pala u okena u blizini Meksika. Bio je to prvi let u okviru Nasinog programa COTS (Commercial Orbital Transportation Services) kojim će se u budućnosti leteti ka ISS.

 

Kompanija „SpaceX“ planira da napravi nekoliko podverzija, i svaka bi trebalo da bude sposobna za ponovno korišćenje (do danas to nije postignuto, ali direktor i vlasnik E. Musk kaže da oni nikad neće odustati od te ideje). I ovu raketu pokreću motori tipa „Merlin“ koje proizvodi „SpaceX“. Ovo je jedina raketa u svojoj kategoriji čiji prvi stepen poseduje tzv. „engine-cut“ mogućnosti[5]. „Falcon 9“ je takođe konstruisan da zadovolji zahteve za bezbednošću ljudske posade i da može da lansira „Dragon“, kapsulu za teret i ljudsku posadu koju je takođe proizvela kompanija „SpaceX“.

„Falcon 9“
Dužina
54,3 m
Prečnik
3,66 m
Težina
333.400 kg
Potisak pri lansiranju
5.000 kN

PRVI STEPEN

Prvi stepen „Falcona 9“ stvara na nivou mora potisak od 5 MN uz pomoć svojih devet „Merlin 1C“ motora. Motori su složeni u tri reda sa po 3 motora, kao što se vidi na donjoj slici; upravljanje raketom se vrši blagim pomeranjem ose motora. Svi motori su montirani na aluminijumsku rešetku, koja prenosi opterećenje potiska sa motora na kompozitnu konstrukciju izvedenu od aluminijumskog saća presvučenog ugljeničnim vlaknima („thrust skirt“), a odatle na ramove zidova rezervoara.

 f12

Trenutno se na raketi koristi konfiguracija motora „Merlin 1C“. Svaki od njih na nivou mora stvara potisak od 556 kN, sa pritiskom u komori sagorevanja od 6,14 MPa. Buduća verzija motora, „Merlin 2“, stvaraće potisak od 7.600 kN, i biće ugrađeni na super-tešku raketu nove generacije „Falcon X“.

 

Prvi stepen „Falcona 9“ sastoji se od aluminijum-litijumskih rezervoara za gorivo, malopre pomenute „potisne suknje“ sa aluminijumskim ramom, i raketnih motora. Tankovi su napravljeni od legure koja je lakša od tradicionalnog aluminijuma a pruža veću čvrstoću. Za odvajanje rezervoara goriva od oksidatora koristi se zajednička pregrada, što umanjuje težinu i troškove. Tankovi se proizvode korišćenjem specijalne metoda varenja materijala bez topljenja ivica (FSW), što omogućava visokokvalitetno i višestruko spajanje materijala.

Raketa „Falcon 9“ je konstruisana za ubrzanja do 9 g tokom leta. Tokom tipične misije, ograničenje ubrzanja od 5 g postiže se isključivanjem 2 motora u kasnijoj fazi rada prvog stepena, ostavljajući da 7 motora radi do njihovog planiranog prestanka rada (MECOmain engine cut-off). Odnos potiska i težine „Falcona 9“ dovoljno je visok (96) da letilica može da izdrži gubitak jednog motora u najvećem delu rada prvog stepena, a više njih u kasnijoj fazi.

Nakon prestanka rada prvog stepena (170 sekundi), zajedno sa međustepenom padobranom se spuštaju u okean, odakle ih brodovima prevoze na obalu radi pranja, čišćenja i popravki za sledeće lansiranje. Čelnici „SpaceX“ se nadaju da će tu tehniku savladati do petog lansiranja ove rakete – do sada su bila samo dva.

DRUGI STEPEN

Gornji stepen „Falkona 9“ pokreće jedan „Merlin“ motor modifikovan za rad u vakuumu, potiska 445 kN i vremenom rada od 345 sekundi. Zbog mogućnosti restartovanja, motor ima dva pirotehnička startera u vidu mešavine trietilaluminijum-trietilbora (TEA-TEB). Ovaj motor je skoro identičan „Merlin“ motoru prvog stepena, osim što ima veći niobidijumski mlaznik i ekspanzioni odnos[6] 117:1 za optimalne performanse u vajuumu. Upravljanje se vrši preko posebnog mlaznika turbinskih gasova koji se pomera par stepeni u jednu ili drugu stranu. „Merlin“ takođe ima mogućnost regulisanja potiska od 60 do 100 procenata, što omogućava kako podešavanje ubrzanja tereta tako i precizno ulaženje u orbitu. Eksperti iz „SpaceX“ se nadaju da će jednog dana postići da i ovaj stepen bude ponovo iskoristljiv.

f13 

Drugi stepen privatne rakete „Falcon 9“.

 

Rezervoar drugog stepena, prikazan na gornjoj slici, predstavlja zapravo skraćenu verziju rezervoara prvog stepena i za njegovu proizvodnju koriste se isti alati, materijali i proizvodne tehnike, što znatno umanjuje cenu čitave rakete. Drugi stepen je dizajniran tako da može da izdrži ponovni ulazak u atmosferu i spuštanje padobranom u more radi ponovnog korišćenja. Kao rezultat, imamo da je praktično čitava raketa „Falcon 9“ sposobna za tehnički oporavak i ponovno korišćenje.

KORISNI TERET „FALCONA 9“

Korisni teret je moguće slatu u orbitu u dve konfiguracije. Prva koristi vrh rakete prečnika 5,2 metra (vidi prvu tabelu u tekstu). Kućište vrha napravljeno je od presovanog aluminijumskog saća obloženog i ojačanog ugljeničnim vlaknima[7]. Takva konfiguracija „Falcona 9“ može da ponese 8.560-10.450 kg[8] u nisku orbitu oko Zemlje (LEO) ili 4.680-4.540 kg u 28,5 stepeni nagnutu geostacionarnu transfernu orbitu (GTO) sa „SpaceX“-ove lansirne rampe u Cape Canaveralu.

U drugoj konfiguraciji, umesto vrha za transport satelita nalazi se kapsula „Dragon“ – „SpaceX“-ova letilica za transport tereta i astronauta.. U „Dragon“ konfiguraciji, „Falcon 9“ može da na LEO orbitu visoku 250 km ponese oko 6.000 kg (24 m3) tereta ili 7 članova posade. Planirano je da kapsula „Dragon“ prvenstveno služi za Nasine COTS transportne misije ka i sa Međunrodne stanice, ali bi u budućnosti svakako mogla da bude korišćena i za komercijalne letove.

f15 

Kapsula „Dragon“, prikazana u teretnoj konfiguraciji i kao letilica sa astronautima. Visina – 2,9 m; prečnik – 3,6 m; hermetizovana zapremina – 10 m3; nehermetizovana zapremina – 14 m3; težina – 4.200 kg; rok trajanja – od 1 nedelje do 2 godine.

 

CENA

Jedan od glavnih propagandnih akcenata raketa porodice „Falcon“ jeste njihova niska cena. Standardna konfiguracija „Falcona 1“ koštala je oko \(7,6 miliona, a u tu cenu su bile uračunate kompletne usluge lansiranja, takse i praćenje leta. Cena kompletnog servisa lansiranja verzije „Falcon 1e“ iznosiće malo preko \)10 miliona.

Prema cenama od pre par godina, kompletni servis lansirnja „Falcona 9“ u konfiguraciji sa teretnim nosom od 5,2 metra iznosio je \(37 miliona. U slučaju da neko poželi da teretni prostor podeli sa nekim, cena leta bi za svakog bila po \)25 miliona. U „Dragon“ konfiguraciji, kompletno lansirnje „Falcona 9“ koštaće oko \(75 miliona.

Minimalna cena po kilogramu tereta za lansiranje u LEO orbitu iznosila je za „Falcon 1\)15.500, za „Falcon 1e\(10.800, za „Falcon 9\)4.737, a budući „Falcon Heavy“ svega \(1.792.

Prema izjavi samog Elona Maska, razvoj kapsule „Dragon“ i rakete „Falcon 9“ koštao je između \)800 miliona i $1 milijarde.

Niska cena lansirnog sistema „Falcon“ nije rezultat jedne inovacije, već mnogih patenata i inteligentnih izbora napravljenih tokom konstruisanja letilice, udruženih sa vrhunskom organizacijom i iskustvima ranijih kosmičkih programa. Neki od mnoštva razloga zbog kojih je „SpaceX“ sposoban da postiže niže troškove, prikazani su u nastavku:

  • Isto gorivo koriste svi raketni stepeni
  • Najjeftinije moguće gorivo – tečni kiseonik i raketni kerozin
  • Samo dva raketna stepena
  • Prečnici rezervoara omogućavaju jeftiniji transport putevima
  • Horizontalno spajanje raketa
  • Samo jedan poligon za testiranje u Teksasu, koji ima podršku lokalne vlade i komune
  • Potpuno privatna kompanija naspram vladine administracije

Motori

  • „Merlin“ je najjednostavniji tip raketnih motora sa pumpama
  • Konstrukcija sa jednim klinastim ubrizgavačem redukuje troškove proizvodnje i složenost
  • Isti motor se koristi i za prvi stepen „Falcona 1“ i za prvi i drugi stepen „Falcona 9

Avionika

  • Veliki broj komponenata je projektovan i napravljen u samoj kompaniji
  • Sistemi dizajnirani u XXI veku

BUDUĆI MODELI

Kompanija „SpaceX“ nema nameru da se ovde zaustavi, već planira još veće i snažnije rakete. Za to će im biti potrebni jači motori, pa je zato u projektovanju motor „Merlin 2“, koji treba da smanji postojeći klaster od 9 motora kod „Falcona 9“.

f16Novi koncept ima naziv „Falcon X“, i on će moći u LEO da ponese od 38 do čak 125 tona, što će ga svrstati u klasu teških nosača. Raketa će biti ponovo na tečno gorivo, sa prvim stepenom koji će imati 3 motora „Merlin 2“ ukupnog potiska na nivou mora od oko 16 MN.

Konceptualno se planira i „Falcon X Heavy“, koji će se sastojati od standardne rakete „Falcon X“ sa dva bočna bustera na tečno gorivo (prvi stepeni „Falcon X“), što je po konfiguraciji vrlo slično raketi „Delta IV Heavy“ i ruskom nosaču „Angara“.

U planu je i super-teški nosač visine 105 metara, sa oznakom „Falcon XX“, koji bi trebalo da u orbitu odnese 140 tona. Prvi stepen će koristiti 6 motora „Merlin 2“, a stručnjaci iz „SpaceX“ razmatraju ideju da drugi stepen bude na nuklearni pogon, verovatno u pokušaju da iskoriste ideje projekta „NERVA“, koji potiče još iz šezdesetih godina.

Elon Musk je pročle godine izjavljivao da je njegov lični cilj da pošalje ljude na Mars – možda će baš neka od ovih raketa pomoći da ostvari svoj san. Kaže da bi on to mogao za 10 godina!



[1] Prvo lansiranje je bilo u martu 2006. a poslednje u julu 2009.

[2] Performansa koja predstavlja težinski deo rakete pri lansiranju (pune goriva) koji neće stići do orbite. Obično je odnos goriva prema ukupnoj težini rakete 0,8-0,9, što znači da je 80-905 težine čitave rakete zapravo gorivo. Kod šatlova, taj odnos je 0,833.

[3] Takve unutrašnje ploče („slosh baffle“) se nalaze i u glavnim rezervoarima (ET) spejs šatlova, a imale su ih i rakete tipa „Apollo“. Ne treba ih mešati sa mehaničkim branama koje u tankovima strečavaju stvaranje vrtložnih struja, koje su takođe nepoželjne.

[4] Ovakav program je pre 20 godina u Americi napravljen na zahtev Vojnog vazduhoplovstva (USAF), da bi rakete mogle da nose različite terete prema potrebama Ministarstva odbrane (DoD). Takvi raketni sistemi su „Delta IV“ i „Atlas V“.

[5] To znači da prvi stepen ima više motora (kao ranije „Saturn V“ i nerealizovani „Falcon 5“), tako da čak ni prestanak rada jednog od motora ne može da ugrozi čitavu misiju. Kako su javili mediji, ovo je prva raketa od „Apollo“ programa koja ima ovakve mogućnosti.

[6] To je zapreminski odnos koji pokazuje koliko se neke materije pretvori iz tečnog stanja u gasovito pri istom pritisku i temperaturi. Za azot: 696:1, za vodonik: 851:1, za tečni helijum: 757:1 itd.

[7] Njih često u načim medijima nazivaju „karbonskim vlaknima“, ali to se valjda slaže sa „hidrogenskim gorivom“, iako se radi o vodoniku. Sličnih primera ima bezbroj.

[8] Razlika u težinama javlja se usled različitih lokacija za lansiranje.

Draško Dragović
Author: Draško Dragović
Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi:


Komentari

  • Okavango said More
    Helikopter, ili "rotary wing aircraft" -... 1 dan ranije
  • Драган Танаскоски said More
    Ne slažem se.

    “Mahanje krilima... 2 dana ranije
  • Miroslav said More
    Ajde da pitanjem odgovorim na pitanje... 2 dana ranije
  • yagodinac said More
    Nema veze jedrenje, letenje, pletanje,... 2 dana ranije
  • Miki said More
    @Okavango,
    Pa i ptica koja maše krilima... 2 dana ranije

Foto...