Dno okeana je groblje za ostatke raketa. Godinama trošni veći dijelovi raketa nakon lansiranja padaju nazad pod uticajem gravitacije. I to većinom u okean, na čijem dnu se nalaze stotine raketa koje su se koristile za lansiranje satelita i slanje ljudi u svemir. No zahvaljujući SpaceX kompaniji to lagano postaje stari način poslovanja i dio istorije astronautike.
Počelo je kada su Musk i prijatelji 2002. godine otputovali u Rusiju kako bi kupili obnovljenu interkontinentalnu balističku raketu. Inovator i poduzetnik Silikonske doline koji je stekao milijune od internetskih startapa (PayPal) nije tada želio pokrenuti posao. Htio je samo potrošiti dio bogatstva na eksperiment za koji se nadao da će pojačati interes za financiranje NASA-e i istraživanje svemira.
Ideja je bila kupiti jeftinu rusku raketu i koristiti je za slanje biljaka ili miševa na Mars – i eventualno vratiti sve nazad. U idealnom slučaju, svijet bi se ponovno zainteresovao za istraživanje svemira. Ali sastanak u Moskvi nije prošao dobro i Mask je odlučio da sam napravi rakete, računajući da bi mogao postati ozbiljna konkurencija postojećim agencijama koje lansiraju rakete u svemir. SpaceX je osnovan samo nekoliko mjeseci kasnije. Nakon osnivanja slijedi mnogo testova i neuspjeha dok konačno nije sve počelo da se slaže u jednu novu i uzbudljivu priču.
Prva raketa koja je svoj prvi stepen uspješno i kontrolisano vratila na Zemlju je Falcon 9, razvijen od strane SpaceX. To se desilo u decembru 2015. godine. Od tada je moguće ponovno koristiti raketu prvog stepena nakon što se sigurno vrati na Zemlju.
Postignuće se čini toliko nevjerojatnim da postoji internetska zajednica SpaceX skeptika. Brojni su njihovi YouTube videozapisi, poput „Lažne SpaceX raketne kamere za snimanje“, i pregledani su više od milion puta. Bit će da se oni koji vjeruju u neke teorije zavjera baziraju svoje djelovanje na emocijama i osjećajima. Ostavljamo emocije i osjećaje za druge medije, a mi idemo da vidimo kako je SpaceX firma napravila nešto što mnogi prije nisu imali znanja i hrabrosti pokušati. Pa kako to radi Falcon 9? U nastavku su bitne faze i elementi lansiranja i povratka na Zemlju.
Plan leta
Falcon 9 je dvostepena raketa. Devet raketnih motora prvog stepena daju potisak dovoljan za podizanje rakete i tereta na visini od oko 100 km, što se smatra početkom granice svemira. Tu se druga faza razdvaja i inicira vlastiti jedan motor kako bi korisni teret podigao više i usmjerio u željenu orbitu. Prva faza se vraća na zemlju.
Potisnici sa hladnim gasom
Prvi stepen opremljen je malim potisnicima blizu svog vrha ili „nosa“ koji ispuštaju azotni gas. Ubrzo nakon što se odvojio od druge faze, iniciraju se ti mali potisnici kao neka kontrolisana eksplozija koja ‘baci’ tj. usmjeri prvi stepen da bi se pripremio za povratak na zemlju.
Rezervoari za gorivo
Prije su prvi stepeni raketa u prošlosti koristile svaku kap goriva kako bi imale maksimalan učinak u kontekstu visine i mase tereta koji nose u orbitu. No, prva faza Falcon-a 9 nakon razdvajanja od drugog stepena mora da ima još dovoljno goriva za povratak. Nakon što se prevrne uz pomoć hladnog gasa, koristi tri motora za usporavanje – usporavajući brzinu ponovnog ulaska u atmosferu. Ovi motori ponovo se iniciraju prilikom približava platformi za slijetanje. Prvi stepen usporava od svoje najveće brzine oko 4.700 km/h (1,3 km/sec), do brzine pri samom slijetanju od samo 20 km/h.
8 raketnih motora
Devet motora „Merlin 1“ Falcon 9 prvog stepena daju raketi 600 tona potiska potrebnog za polijetanje. Radi stabilnosti, motori su raspoređeni u „oktaweb“ konfiguraciju – jednim centralnim motorom okruženim sa još osam. Svaki motor može mijenjati ugao potiska, što je potrebno za kontrolu nagiba tokom polijetanja, kao i za pozicioniranje prilikom spuštanja.
Rešetkasta krilca za usmjeravanje
Rešetkasta krilca imaju izgled velikih plastičnih reketa za tenis, dimenzija kuhinjskog stola. Nakon što prva faza započne sa svojim spuštanjem povremenim paljenjem tri motora kako bi usporila brzinu, krila otporna na toplinu iskaču sa bočnih strana. Oni prave povremene pokrete kako bi pomogli da se raketa usmjeri prema pristaništu. Kao kada padobranci mogu djelomično mijenjati smjer malim gestama ruku.
Raketno računalo
Nepredvidivi uticaji okoline, kao što su promjene vazdušnog pritiska i vremenskih okolnosti, znači da se precizna putanja povratka rakete ne može razraditi prije lansiranja. Tu ulogu navigatora i upravitelja je preuzeo računar na prvom stepenu Falcon 9. Proračuni su u realnom vremenu u toku samog leta regujući veoma brzo na okolne uvjete. Važno je brzo i efikasno djelovanje imajući u vidu ograničenu količinu goriva prilikom povratka. Najmanje desetak senzora dostavlja podatke o orijentaciji, položaju, brzini, ubrzanju i visini prvog stepena. “Slijetanje je tako brzo da nijedan čovjek ne može reagovati dovoljno brzo da osigura sigurno slijetanje”, kaže Hugh Hunt, stručnjak za inženjersku dinamiku i vibracije na Univerzitetu u Cambridgeu.
Noge za slijetanje
Četiri noge, izrađene od čvrstog ali laganog ugljičnog vlakna, koriste se neposredno prije slijetanja. Svaka noga ima sistem za suspenziju i apsorbiranje sile udara. Za posebno vruća slijetanja, materijal koji nije za višekratnu upotrebu se raspada i urušava na udar. Nešto slično načinu na koji je dizajniran automobil da se zgnječi kako bi apsorbirao udar i zaštitio putnike.
Drone morska platforma
Kao i većina raketa, Falcon 9 se lansira u blizini okeana, tako da kada se prvi stepen odvoji i vraća na zemlju, ispod njega nema ništa osim otvorenog okeana. Iako bi bilo tehnički izvedivo da se prvi stepen vrati natrag do svoje lansirne table, to bi zahtijevalo više raketnog goriva. Mnogo je racionalnije i sigurnije poslati programirano plovilo do proračunatog mjesta sletaja na okeanu i dovesti raketu nazad.
Platforme za slijetanje su veličine nogometnog igrališta i opremljene su senzorima i komunikacijskim uređajima koji su u stalnoj vezi s raketom, kako bi se pozicionirali na tačno predviđeno mjesto za sletanje. Poseban tim u SpaceX su im dali živopisna imena preuzeta iz naučno-fantastičnih romana, poput “Samo pročitajte upute” i “Naravno da te još volim”.
Perspektiva u budućnosti
Iako SpaceX nije objavio precizne cifre, navedeno je da su troškovi obnove i ponovne upotrebe “znatno manji od polovine” troškova izgradnje nove rakete. Generalno SpaceX radi na skraćivanju vremena ponovne upotrebe na samo 24 sata. To bi omogućilo lansiranje raznih terete u svemir na dnevnoj bazi čime bi se još dodatno smanjili troškovi. Interesantno je gledati utrku između privatnih raketnih firm i država kao Rusije i Kine. Nastavkom trenda smanjenja troškova i inovacija privatni sektor bi mogao preuzeti većinski dio svemirskih letova.
Ako želite da saznate više o tome kako je SpaceX razvio sistem za sletanje i ponovnu upotrebu raketa pogledajte ovaj video:
Ovdje možete pogledati nevjerovatno dostignuće: sva tri dijela Falcon Heavy su uspješno sletila. Dva na zemaljske stanice, a centralni na morsku drone platformu:
Izvor:
https://cosmosmagazine.com/space/launch-land-repeat-reusable-rockets-explained
