Redaktoriaus pastaba: šį svečio įrašą parašė Lukas Davia ir Marijn Achternaam.
Įvesdami „daugkartinio naudojimo raketas“ į paieškos variklį, jūs negalite padėti, bet pritraukiate į visas su „SpaceX“ susijusias nuorodas, kurios užpildo ekraną. Priežastis yra suprantama: mirus „Space Shuttle“ ir trūkstant aiškaus ateities planavimo daugumos senų kosminių skrydžių dalyvių, „SpaceX“ nesudėtingas, artimiausio laikotarpio planas ir ankstesni skrydžio bandymai paverčia juos kiekvieno mėgstamiausiu, kad dramatiškai sumažintų išlaidas iki orbita su raketomis, kurios grįžta namo - paruošta pakartotiniam naudojimui.
Artėjant sausio 6 d. „SpaceX“ keturioliktajai „Falcon 9“ raketai, gabenančiai „Dragon“ į ISS, realios raketos pakartotinio panaudojimo galimybė yra pirmą kartą pasiekiama per beveik 90 metų, kai Goddard iš savo pirmosios pasaulyje skystosios raketos paleido raketą. 1926 m. Masačusetsas. Tačiau dabar svarbesnis laikas nei bet kada pateisinti laukinius mūsų lūkesčius dėl raketų, kurios pačios skris atgal į paleidimo padėkliuką, galimybės. Nors tarp mūsų gali būti rakečių revoliucija, tai yra pasikartojantis kelių pakopų procesas, peržengiantis bet kokią vieną misiją - ir mes neturėtume tikėtis, kad bet kada greitai atsiras įprastas pakartotinis oro linijų naudojimas ir dideli išlaidų kritimai.
Reikėtų pažymėti, kad Elonas Muskas už visus savo nuostabius pasiekimus niekada nenustatė sunkaus ir greito laiko grafiko, kada bus galima įsigyti pigią ir prieinamą raketavimą, jau nekalbant apie solidžią kainą. Kodėl? Paprasčiausiai todėl, kad mes patenkame į teritoriją, kuri liko neužrašyta.
Vienintelė nešanti transporto priemonė istorijoje, kuri kada nors buvo pakartotinai skraidyta po to, kai pasiekė orbitą, buvo „Space Shuttle“. Nepaisant to, kad pakartotinai buvo panaudota brangiausia bet kurios raketos dalis - varikliai ir susijusios sistemos, „NASA“ duomenimis, „Shuttle“ paleidimas kainavo mažiausiai 450 milijonų dolerių, palyginti su nedideliu 24 metrinių tonų kroviniu į Žemos žemės orbitą arba beveik 19 000 dolerių už kilogramą. . Įskaitant plėtros išlaidas, susumavus ir padalinus už vieną skrydį, paleidimo kaina gali būti vidutiniškai 1,5 milijardo JAV dolerių arba tris kartus NASA nurodyta suma. Tai, kas turėjo drastiškai sumažinti krovinio pakėlimo į orbitą kilogramą, baigėsi viena brangiausių nešančiųjų raketų žmonijos istorijoje. Kodėl ji tapo tokia brangi?
Kosminio šaudyklos koncepcija buvo NASA, oro pajėgų ir kitų partnerių santuokos rezultatas. Kiekvienas norėjo savo projektavimo specifikacijų, kurios baigėsi sunkiąja transporto priemone, neturinčia tiksliai apibrėžto tikslo, ir tai tapo kosminės pramonės „pagauti visus“. Daugiausia, tai buvo tai, kad NASA labai neįvertino būtinos priežiūros sumos po kiekvienos misijos. Po kiekvieno skrydžio reikėjo iš esmės pertvarkyti visą transporto priemonę: pakeisti plyteles, patikrinti variklius, atnaujinti stiprintuvus. Visų pirma, reikėjo atskirti tris pagrindinius RS-25 variklius ir patikrinti, ar nėra kokių nors trūkumų, galinčių sukelti gedimą. Kai viskas nutrūko, nebuvo sveikos tiekimo linijos, kuri galėtų lengvai jas pakeisti, todėl išlaidos atsarginėms dalims, kad sparčiai kiltų, o išlaikant pasirengusią ir galinčią atnaujinti autobusą darbo jėga greitai tapo pinigų kriaukle, kurios NASA niekada nesugebėjo susigrąžinti.
Vis dėlto „SpaceX“ nėra NASA. Jie pristatė lankstesnį, reaguojančią į savo produktų tobulinimo metodą, kuris buvo ypač sėkmingas. Jie taip pat turi daug metų ankstesnių projektų (iš įvairių šaltinių), kad galėtų to išmokti iš NASA. Tačiau tai nėra problemos, kurias galima tiesiog atsisakyti. Atvirkščiai, tai yra pagrindiniai klausimai, kuriuos reikia išspręsti: fizikos ribų nėra.
Įprasta Musko pareiškimų tema yra drąsus siekis perversti modelį „vienkartinis panaudojimas ir išmesti“, kuris nuo pat pradžių dominavo raketų pramonėje, paverčiant jį kažkuo, kas labiau susijęs su paslaugomis grindžiamu oro linijų modeliu. Tai net ir pagal „Geležinio žmogaus“ standartus yra didelė užduotis.
Daugelis gerbėjų neįvertina patekimo į rinką kliūčių. Tiesą sakant, neseniai „Spaced“ gerbėjų bendruomenėje „Reddit.com“ atliktoje apklausoje paprašius pateikti pagrįstą spėlionę apie „Falcon 9“ raketos paleidimo kainą per 5 metus, nemaža dalis iš beveik 600 respondentų pasirinko vertę. nesiekia 20 000 000 USD. Kai kurie netgi pasirinko mažesnes nei 10 000 000 USD kainas. Nors „SpaceX“ generalinis direktorius, Gwynne'as Shotwellas minėjo, kad pakartotinai naudojami „Falcon 9“ paleidimai gali įvesti 5–7 milijonų dolerių kainą, tačiau greičiausiai tai ateis ateityje, toli tik per daugkartinių raketų aušrą. Tam tikru požiūriu, prieš penkerius metus, 2010 m., „SpaceX“ paleido dvi „Falcon 9“ raketas. Praėjusiais metais jie paleido šešis, ir staiga, iki 2020 m., Standartinio „Falcon 9“ paleidimo kaina bus tris kartus pigesnė? Iš kur atsirado šis papildomas plėtros pagreitis? Tikriausiai tai kyla iš šiek tiek per daug optimistiškų gerbėjų minčių.
Tiesą sakant, kažkas tokio pagrindinio, kaip ir ilgalaikė variklio priežiūra, vis dar yra palyginti nežinoma. Anksčiau „SpaceX“ patikslino, kad kiekvieno variklio gyvenimo trukmė yra maždaug 40 sušaudymų, o atsitiktinis stebėtojas manys, kad tai lemia variklį, kuris gali būti naudojamas 40 misijų. Tačiau prieš kiekvieną paleidimą atliekant tris variklio bandymo gaisrus, patį paleidimą ir tris nudegimus, reikalingus pakartotinio įplaukimo ir pakartotinio tūpimo procesui užbaigti, centro variklis iš tikrųjų turi sudegti 7 kartus, kad įvykdytų misiją, ir devynis kartus. varikliai kiekviename žemesniame etape - net ir daugumoje tik kelis kartus šaudydami - tai lemia nemažai dalių, kurios gali sugesti po kiekvieno skrydžio. Šių gedimų tikrinimas ir taisymas gali pareikalauti daug daugiau išlaidų ir laiko, nei galima tikėtis.
Pavyzdžiui, 3,66 m skersmens ir maždaug 42 metrų aukščio pirmosios pakopos paviršiaus yra beveik 500 kvadratinių metrų, kurio vienoje pusėje veikė skysta deguonies ir atšaldyto žibalo temperatūra, o iš kitos pusės - šalta temperatūra. , įvairios temperatūros nuo grįžimo į sriubą žemesnę atmosferą. Tiesą sakant, net ir ledo kaupimasis vien ant išorinės transporto priemonės odos yra pakankamai reikšmingas, kad iš esmės pakeistų transporto priemonės masę! Dideliame plote gali kauptis tempiamasis, termodinaminis ir su slėgiu susijęs nuovargis. Strijos gali sudaryti branduolį ir sudaryti įtrūkimus plaukų srityje. Tai yra pavojus, galintis sukelti kritinę nesėkmę vykdant misijos užduotis, ir toks įvykis gali visam laikui sužlugdyti ryšį tarp besiformuojančios daugkartinio naudojimo raketos ir nestabilumo palydovų operatorių ir draudimo pramonės galvose. Ir nors „Falcon 9“ gali būti laikoma pernelyg inžinerine, mažai tikėtina, kad „SpaceX“ žais raketų ruletę.
Nors raketos vyriausiasis inžinierius įvertino monetos išmetimo sėkmės tikimybę, po viltį sukeliančio CRS-5 nusileidimo neseniai pakrikštytame „autonominiame dronų tūpimo laive“, pirmasis tuščias etapas greičiausiai bus išsiųstas atgal į „SpaceX“ Hawthorne miestą Kalifornijoje ir apžiūrėtas. naudojant įvairius destruktyvios ir neardomosios analizės metodus, kad būtų galima kiekybiškai įvertinti, kokiu būdu įtempiai greičiau įsibėgėja iki beveik 2 kilometrų per sekundę greičio per mažiau nei tris minutes ir po to pakankamai lėtėja, grįždami atgal į atmosferą, kad nusileistų arti jūros ir druskos. , paveikti transporto priemonę.
Kitas galimų atnaujinimo išlaidų pavyzdys yra pasirinktas „SpaceX“ kuras, žibalas. Dega palyginti nešvariai, tai patvirtina permatomas rudos ir juodos spalvos suodžių stulpas, į kurį pakyla „Falcon 9“, minėjimas į ankstyvųjų orlaivių dienas. Tai sukelia efektą, daugiausia susijusį su „kerolox“ varikliais, vadinamais „koksavimu“ - kai nepilnai sudeginami suodžiai prilimpa prie beveik išlydyto variklio ir purkštuko, sumažindami jo galimybę spinduliuoti šilumą. Išvalysite, sakote? Sveikiname, jūs ką tik įtraukėte lygtį į atnaujinimą - to „SpaceX“ siekia išvengti.
Net ignoruodami pačią transporto priemonę, paleidimas ir reikalingos cheminės medžiagos yra brangios! Čia yra nepaprastai brangiai kainuojantis helis, reikalingas palaikyti bakų slėgį, ir piroforinis TEA-TEB uždegimo skystis, naudojamas pradėti sprogstamąją santuoką tarp RP-1 ir LOX. Tai ne tik chemikalai. Pradėtos eksploatacijos išlaidos taip pat yra labai didelės, pradedant nuo darbuotojų atlyginimų ir baigiant nuodugniu leidimų paraiškų teikimo procesu, iki šiek tiek įdomesnių abliacinių dažų, padengiančių „Transporter-Erector“ struktūrą, laikančią „Falcon 9“ vertikalią, iki transportavimo ir perkėlimo išlaidų. Tikėtina, kad dabartinės vienkartinio paleidimo kapitalo išlaidos, nepaisant akivaizdžios pačios raketos vertės, iš viso siekia 3 mln. USD.
Iš esmės, mes turime atsieti persiuntimą, atnaujinimą, pakartotinį naudojimą ir finansiškai perspektyvų bei greitą pakartotinį naudojimą. Gali būti sudėtinga suvokti, kad visos keturios yra skirtingos, o vienos sėkmė nereiškia, kad bus užtikrintas kitas žingsnis. Dėl šios priežasties vis dar išlieka klaustukai dėl galutinių žingsnių, reikalingų „SpaceX“, kad būtų galima įvykdyti daugkartinio naudojimo raketų pagrindinį planą, išlaidų, laiko ir sudėtingumo. Pvz .: pakartotinis raketos nusileidimas nebūtinai paverčia atnaujinimą negaliojančiu. Tai „Space Shuttle“ namo pristatymo istorija.
Vien nusileidimas nekeičia revoliucijos; Greičiau galime suvokti, kad rakečių perdirbimas į oro linijų modelį buvo gerai įvykdytas tik žvelgiant atgal į galinio vaizdo veidrodį.
Mes tikimės, kad „SpaceX“ pasieks tai, ką iš pradžių siekė padaryti beveik prieš 13 metų. „SpaceX“ pasiekė daug, daug arčiau šio tikslo, bet, kaip sakė pats Muskas, „raketos yra kietos“. Sėkmė „SpaceX“ komandai dėl artėjančio bandymo paleisti ir nusileisti CRS-5. Tai yra kažko didesnio pradžia.
Parašė Lukas Davia ir Marijn Achternaam
„Bios“: Kai nesižavi programinės įrangos inžinerijos studentu ir visą darbo dieną dirbančiu interneto programuotoju Naujojoje Zelandijoje, Lukas Davia yra savarankiškas „SpaceX“ narkomanas ir gali būti rastas prisidedant prie „Reddit“ bendruomenės / r / „SpaceX“, pridedant prie jo svetainės „SpaceXStats.com“ ir kuriant infografiką. Patikėkite ar ne, jis randa laiko išeiti ir pasivaikščioti laisvalaikiu!
Marijn Achternaam yra olandų studentas, savarankiškai paskelbtas fotelių inžinierius ir kosminių skrydžių fanatikas, dažnai sutinkamas prisidedant prie / r / space ir / r / SpaceX Reddit bendruomenių.
