Najbliższe plany SpaceX – sierpień 2021

Po trwającej ponad miesiąc przerwie w startach orbitalnych, na sierpień SpaceX planuje co najmniej trzy misje rakiety Falcon 9. Trwają także przygotowania do komercyjnych lotów załogowych, a w Boca Chica w Teksasie budowana jest infrastruktura konieczna do rozpoczęcia lotów orbitalnych rakiety Starship.

Najbliższe starty

Na sierpień zaplanowano co najmniej dwa starty z satelitami budowanej przez SpaceX konstelacji Starlink. Pierwszy z nich ma odbyć się najwcześniej 10 sierpnia z platformy SLC-4E w Vandenberg Air Force Base w Kalifornii. Będzie to pierwszy start z satelitami Starlink z Vandenbergu, a także pierwszy, podczas którego satelity zostaną umieszczone na orbicie o inklinacji 70°.

Kolejna misja Starlink zaplanowana jest na połowę sierpnia z Florydy. Jako że SpaceX zakończyło wystrzeliwanie satelitów mających zapełnić pierwszą serię płaszczyzn orbitalnych (o inklinacji 53° i wysokości 550 km nad Ziemią), podczas tego startu satelity prawdopodobnie trafią na orbity o inklinacji 53,2°. Docelowo będą one pracować 540 km nad powierzchnią Ziemi.

Orbity satelitów pierwszej części konstelacji Starlink
liczba płaszczyzn orbitalnych 72 72 36 6 4
liczba satelitów na płaszczyźnie 22 22 20 58 43
wysokość 550 km 540 km 570 km 560 km 560 km
inklinacja 53° 53,2° 70° 97,6° 97,6°

9 lipca zakończyła się kolejna misja zaopatrzeniowa SpaceX do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) – CRS-22. Towarowa kapsuła Dragon 2 powróciła na Ziemię wodując w Zatoce Meksykańskiej u wybrzeży Florydy. Na koniec sierpnia zaplanowana jest kolejna podobna misja – CRS-23. Falcon 9 wystartuje z platformy LC-39A w Centrum Kosmicznym im. Kennedy’ego (KSC) na Florydzie i umieści towarowy statek Dragon 2 na orbicie, który następnie zadokuje do ISS.

Aby przygotować się do powrotu do startów z Vandenbergu, w tym wielu planowanych misji Starlink, SpaceX postanowiło przetransportować jedną z należących do firmy platform, na których lądują pierwsze stopnie rakiet z rodziny Falcon, do Kalifornii. Platforma Of Course I Still Love You (OCISLY) wyruszyła z Portu Canaveral na Florydzie 10 czerwca i po podróży przez Kanał Panamski dotarła do Portu Long Beach w Kalifornii 7 lipca. Do floty SpaceX w Kalifornii pod koniec lipca dołączył także statek Adele Elise, który będzie służył jako wsparcie podczas misji, być może także do odzyskiwania osłon ładunku rakiety.

Aby umożliwić utrzymanie wysokiego tempa startów z Florydy jednocześnie SpaceX przygotowywało trzecią platformę do lądowania, A Shortfall of Gravitas (ASOG), która miała zająć miejsce OCISLY na Florydzie. Prace nad nową platformą były prowadzone w Port Fourchon w Luizjanie, skąd wypłynęła ona 9 lipca i po testach na otwartym morzu dotarła do Portu Canaveral 15 lipca. W przeciwieństwie do poprzednich platform, ASOG ma mieć możliwość podróżowania bez pomocy holownika, chociaż ze względu na przepisy może być konieczne holowanie platformy w bezpośredniej okolicy portu.

Platforma do lądowania pierwszych stopni rakiet, A Shortfall of Gravitas (Źródło: Julia Bergeron dla NSF, NASASpaceFlight.com)

Program komercyjnych lotów załogowych NASA (ang. Commercial Crew)

W chwili obecnej do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) zadokowana jest załogowa kapsuła Dragon 2 Endeavour, która dotarła do stacji w ramach drugiej operacyjnej misji programu komercyjnych lotów załogowych NASA (ang. Commercial Crew), Crew-2. 21 lipca pojazd został relokowany z przedniego portu dokującego do portu zenitowego. Celem było zwolnienie przedniego portu, aby umożliwić przeprowadzenie bezzałogowej misji demonstracyjnej kapsuły Starliner firmy Boeing, która podczas swojego pierwszego lotu ma planowo zadokować do portu przedniego, podobnie jak w przypadku demonstracyjnych misji kapsuły Dragon 2. Wynika to z faktu, że podejście do przedniego portu jest łatwiejsze z punktu widzenia autonomicznych systemów nawigacji i dokowania, w które wyposażone są pojazdy. Podczas procesu relokacji czwórka astronautów stanowiących załogę misji Crew-2 znajdowała się wewnątrz kapsuły, aby w przypadku problemów z ponownym zadokowaniem nie pozostać na stacji bez możliwości powrotu na Ziemię.

Załogowa kapsuła Dragon 2 Endeavour podczas zbliżania się do ISS przed dokowaniem (Źródło: NASA)Trwają także treningi przed kolejną misją załogową dla NASA, Crew-3, planowaną obecnie najwcześniej na koniec października bieżącego roku. Załoga przeszła pod koniec lipca trening w Centrum Kosmicznym im. Kennedy’ego, który ma przygotować astronautów na potencjalne sytuacje awaryjne.

Pod koniec lipca dowiedzieliśmy się także, że wciąż trwają prace nad umową pomiędzy Amerykanami i Rosjanami, według której podczas każdej misji programu Commercial Crew na pokładzie miałby znajdować się jeden rosyjski kosmonauta, natomiast podczas każdej misji rosyjskiego statku Sojuz jeden astronauta NASA lub jednego z międzynarodowych partnerów (ESA, JAXA, CSA). Obecnie istnieje możliwość, że pierwszym takim lotem może być misja Crew-4, która ma odbyć się w 2022 roku.

Prywatne loty załogowe

Jared Isaacman w kapsule Dragon w skafandrze kosmicznym (Źródło: Jared Isaacman)SpaceX przygotowuje się również do przeprowadzenia swoich pierwszych prywatnych lotów załogowych. Pierwszym z nich ma być misja Inspiration4, planowana na połowę września, podczas której czworo prywatnych astronautów trafi na orbitę na kilka dni. W pierwszej połowie lipca załoga trenowała przebywanie w stanie nieważkości w specjalnie przygotowanym do tego celu samolocie. Prowadzono także pełne symulacje razem z kontrolerami lotu, załoga brała również udział w treningach opuszczania pojazdu po wodowaniu. Dowódca misji, Jared Isaacman, otrzymał już swój skafander kosmiczny. W najbliższych dniach odbyć się mają kolejne symulacje, w tym jedna trwająca 30 godzin. Z dostępnych informacji wynika, że według obecnych planów podczas tego lotu ma zostać wykorzystany pierwszy stopień rakiety Falcon 9, który brał wcześniej udział w dwóch misjach – Sentinel-6 Michael Freilich w listopadzie 2020 roku oraz Starlink-29 w maju 2021 roku.

Trwają także przygotowania do misji Ax-1, w ramach której prywatni astronauci mają spędzić osiem dni na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Dowódca misji, były astronauta NASA Michael López-Alegría, ma rozpocząć pełne treningi w sierpniu, reszta załogi natomiast w październiku. Start planowany jest na początku przyszłego roku.

Załogowy lądownik księżycowy (HLS)

W kwietniu SpaceX zostało wybrane jako jedyna firma, która zbuduje załogowy lądownik księżycowy dla programu Artemis (ang. HLS – Human Landing System) i przeprowadzi dwie misje demonstracyjne na Księżyc, w tym jedną załogową. Konkurencja, firmy Blue Origin i Dynetics, złożyła protesty, skupiając się głównie na tym, że NASA wybrała tylko jedną firmę.

Wizualizacja przedstawiająca księżycową wersję statku Starship na powierzchni Srebrnego Globu (Źródło: SpaceX)30 lipca GAO (ang. Government Accountability Office), instytucja kontrolna Kongresu USA, odrzuciła obydwa protesty. Według opublikowanego oświadczenia NASA nie złamała prawa związanego z przetargami, wybierając tylko jedną firmę, która zbuduje lądownik. Według GAO agencja jasno poinformowała, że decyzja będzie uzależniona od dostępnego finansowania i zastrzegła sobie prawo zarówno wybrania jednej firmy, jak i nie wybrania żadnej z nich. NASA nie miała obowiązku prowadzić rozmów z oferentami czy wprowadzać zmian, kiedy finansowanie okazało się mniejsze, niż się spodziewano. Odrzucono także zarzuty, jakoby NASA niewłaściwie oceniła oferty firm Blue Origin i Dynetics. Dzięki rozstrzygnięciu protestów NASA będzie mogła kontynuować współpracę ze SpaceX przy rozwoju systemu załogowego lądownika księżycowego.

Kilka dni przed rozstrzygnięciem protestów Jeff Bezos, właściciel firmy Blue Origin, ogłosił, że jeśli NASA wybierze jego firmę jako drugiego dostawcę, który zbuduje załogowy lądownik księżycowy, firma pokryje dodatkowo ponad 2 miliardy dolarów z własnych funduszy, a także sama zapłaci za dodatkową misję demonstracyjną na niską orbitę okołoziemską. Są to kolejne działania mające skłonić NASA do wybrania drugiego dostawcy. W ramach przetargu SpaceX zaproponowało kwotę 2,9 miliarda dolarów, Blue Origin natomiast 5,99 miliarda dolarów. Bezos uważa, że błędem był fakt, że NASA nie umożliwiła Blue Origin zmiany aspektów cenowych oferty, mimo że SpaceX otrzymało taką możliwość (nie zmieniając jednak sumarycznej kwoty kontraktu). NASA uzasadniała to faktem, że agencji według przyznanego budżetu nie było stać na sfinansowanie dwóch projektów, w związku z tym rozmowy przeprowadzono z oferentem, który przedstawił najtańszą i jednocześnie najlepszą ofertę.

Bill Nelson, administrator NASA, lobbował wcześniej w Kongresie za przyznaniem dodatkowego finansowania, które miałoby umożliwić wybór drugiego oferenta i utrzymanie konkurencji w programie. Pod koniec lipca stwierdził on, że nadal ma dużą pewność, że NASA otrzyma to finansowanie, nie chciał jednak komentować ogłoszenia Jeffa Bezosa. Stwierdził on także, że program komercyjnych lotów załogowych pokazał, że wybór więcej niż jednej firmy sprawdza się bardzo dobrze.

Starlink

SpaceX cały czas pracuje nad rozwojem konstelacji satelitarnej Starlink na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO), która ma docelowo zapewniać dostęp do Internetu na całym świecie. W lipcu federalny sąd apelacyjny wydał wyrok, w którym odrzucił żądania firmy Viasat. Chciała ona, aby uniemożliwiono SpaceX wystrzeliwanie kolejnych satelitów Starlink, dopóki sąd nie rozstrzygnie, czy Federalna Komisja Łączności (FCC) złamała prawo zgadzając się na modyfikację licencji na działanie konstelacji Starlink bez przeprowadzenia pełnej oceny środowiskowej.

Terminal Starlink (Źródło: SpaceX)SpaceX wciąż chce rozszerzać zakres działania usługi Starlink. Na początku lipca ogłoszono, że Chile będzie pierwszym krajem z Ameryki Łacińskiej, w którym rozpoczną się testy usługi. Podsekretarz do spraw telekomunikacji przyznał SpaceX zgodę na testowe i niekomercyjne działanie usługi. Gwynne Shotwell, dyrektor operacyjna (COO) i prezydent firmy SpaceX, powiedziała, że Starlink został zaprojektowany dla społeczności oddalonych od gęsto zaludnionych terenów i może mieć na nie pozytywny wpływ. Firma chce rozpocząć pilotażowy program od szkół w społecznościach Caleta Sierra oraz Sotomó i stopniowo go rozszerzać.

W lipcu Elon Musk zapowiedział, że w nadchodzących miesiącach opóźnienia doświadczane przez użytkowników usługi Starlink powinny znacząco się zmniejszyć, celem jest opóźnienie poniżej 20 milisekund. Ma to zostać osiągnięte przede wszystkim poprzez więcej stacji naziemnych oraz lepsze trasowanie pakietów w sieci. Docelowo satelity Starlink mają być wyposażone w możliwość komunikacji laserowej pomiędzy sobą, co przy dużych odległościach może zmniejszyć opóźnienia nawet o połowę.

Inne kontrakty

W lutym bieżącego roku SpaceX otrzymało kontrakt na wyniesienie na orbitę dwóch modułów stacji Gateway, PPE i HALO, start planowano najwcześniej na maj 2024 roku. 9 lipca przyznano firmie Northrop Grumman ostateczny kontrakt na budowę modułu HALO, który ma być pierwszym elementem mieszkalnym stacji. Jednocześnie podano, że start odbędzie się najwcześniej w listopadzie 2024 roku.

Połączone moduły PPE i HALO na orbicie Księżyca, wizja artysty (Źródło: NASA)23 lipca bieżącego roku NASA wybrała rakietę Falcon Heavy do wyniesienia w kosmos sondy Europa Clipper, mającej zbadać Europę, księżyc Jowisza. Kilka dni później opublikowano uzasadnienie decyzji podjętej przez NASA. Jedynym konkurentem była rakieta Vulcan firmy United Launch Alliance (ULA), która wciąż czeka na swój dziewiczy lot.

W aspekcie technicznym oferta firmy ULA została oceniona jako słaba, przede wszystkim ze względu na niepewności związane z harmonogramem i tym samym spodziewane problemy ze spełnieniem wymagań co do udanych startów rakiety przed misją tej klasy. Zwrócono także uwagę na niejasności dotyczące wydajności rakiety. W tym samym aspekcie oferta SpaceX została oceniona jako dobra. Przedstawiono jeden atut oferty, dotyczący analiz lotu i wydajności rakiety, a także kilka słabości, związanych między innymi z konfiguracją awioniki i zmianami formatu telemetrii. W aspekcie zarządzania obie firmy otrzymały ocenę dobrą. Jeśli chodzi o poprzednie osiągnięcia oferentów, w przypadku obydwóch firm NASA miała wysoką pewność, że są one w stanie wykonać misję. W przypadku Falcona Heavy doceniono między innymi wiele wspólnych elementów z rakietą Falcon 9, odbywającą bardzo dużo startów, a także niezmienną konfigurację rakiety, bez planów wprowadzania poprawek do czasu startu z sondą. Nie podano dokładnej kwoty zaproponowanej przez ULA, oferta SpaceX była jednak znacząco tańsza.

Starship

Prototyp Booster 4 przed transportem na teren kompleksu startowego (Źródło: Elon Musk)W ośrodku SpaceX w Boca Chica w Teksasie trwają prace nad kolejnymi prototypami pierwszego i drugiego stopnia nowej rakiety w pełni wielokrotnego użytku, nazywanej Starship, którą obecnie rozwija firma. Ma ona docelowo umożliwić znaczące obniżenie kosztów dostępu do orbity okołoziemskiej oraz przeprowadzenie załogowych lotów na Marsa.

19 lipca odbył się pierwszy test statyczny pierwszego stopnia rakiety zwanego Super Heavy. W egzemplarzu testowym o nazwie Booster 3 na kilka sekund uruchomiono trzy silniki Raptor, test zakończył się sukcesem. Booster 3 nie jest przeznaczony do lotów, jednak możliwe, że przejdzie on jeszcze kolejne testy naziemne. Jak na razie silniki zostały wymontowane z pojazdu.

Od tamtej pory prace skupiły się na kolejnym prototypie, nazywanym Booster 4, który według obecnych planów ma zostać użyty podczas pierwszego lotu Starshipa na orbitę. Przez cały lipiec trwał montaż pojazdu, a wszystkie sekcje zostały połączone 1 sierpnia. W boosterze zamontowano także cztery lotki sterowe, które mają być używane podczas lądowania, oraz wszystkie 29 silników Raptor. 3 sierpnia przetransportowano prototyp na teren kompleksu startowego, gdzie rozpocznie on kampanię testową.

W budowie jest także prototyp drugiego stopnia, który ma wziąć udział w locie orbitalnym – Ship 20 (dawniej SN20). Na przełomie lipca i sierpnia kontynuowano jego montaż. Głównym celem SpaceX jest jak najszybsze umieszczenie pełnej rakiety na platformie startowej i przeprowadzenie lotu orbitalnego. Według źródeł do Boca Chica tymczasowo sprowadzono wielu pracowników z innych ośrodków firmy.

Orbitalna platforma startowa wraz z wieżą (Źródło: Elon Musk)Firma skupia się także na rozwoju infrastruktury naziemnej związanej z orbitalną platformą startową. Pod koniec lipca zamontowano ostatni poziom wieży na terenie kompleksu startowego, a także umieszczono na miejscu górny element samej platformy, na którym spoczywać będzie rakieta przed startem (tzw. launch table).

W ostatnim czasie Elon Musk podał także nieco dodatkowych informacji. Po testowych lotach Starshipa okazało się, że ruchome powierzchnie aerodynamiczne w pojeździe mogą być docelowo cieńsze i lżejsze. Musk poinformował także, że najnowsza wersja silnika Raptor jest znacząco uproszczona w porównaniu do poprzedników, a ciąg zwiększony jest do 230 ton (ok. 2 300 kN). Potwierdził on także, że lotki sterowe w boosterze Super Heavy nie będą składane i w związku z tym będą rozłożone także podczas startu. Jeśli chodzi o infrastrukturę, firma planuje budowę kolejnego budynku do składania rakiet, który w porównaniu do istniejącego budynku high bay ma mieć dużo szerszą podstawę i ma być wyposażony w dwa dźwigi na suwnicach.

W lipcu Musk poinformował również, że w McGregor w Teksasie powstanie fabryka przeznaczona do produkcji silników Raptor. Ma się ona skupić na masowej produkcji silników zoptymalizowanych do działania w atmosferze, natomiast w Hawthorne w Kalifornii produkowany będzie Raptor Vacuum (RVac), czyli wersja próżniowa, a także testowane będą nowe, eksperymentalne modyfikacje projektu silnika. Nowa fabryka ma produkować od dwóch do czterech silników dziennie. Musk stwierdził, że budowa rozpocznie się wkrótce, natomiast na podstawie zdjęć można podejrzewać, że obecnie prace już trwają.

Prawdopodobne prace nad budową nowej fabryki silników Raptor (Źródło: Gary Blair dla NSF, NASASpaceFlight.com)

We want to give thanks to the writer of this short article for this outstanding web content

Najbliższe plany SpaceX – sierpień 2021