Elon Musk AMA 2017

Megvolt az Elon Musk AMA (Ask Me Anything), a fontosabbak:

• Megerősítette, hogy csak az üzemanyag-gyártás és helyi "alapbázist" megépítésében gondolkodnak a Marson, a többi infrastruktúra felépítése másokra vár.
• A "header tank" (amely a leszálláshoz szükséges tartalék-üzemanyagot tárolja) a remények szerint kellően szigetelt lesz ahhoz, hogy ne kelljen külön mélyhűtő (a metán-tartály, amelyben a header-tank van, ugye vákuum-ig lesz ürítve, a hajó külső burkolata pedig rendelkezik hőszigeteléssel), de a végén elképzelhető, hogy mégis szükséges lesz dedikált hűtőberendezés.
• Válaszolt arra a kérdésre, hogy miért lett visszaskálázva a Raptor 1700kN-ra (3050kN-ról): az űrhajó tömegének csökkenésével a Raptor teljesítménye túl nagy maradt, egyszerűen a minimális szabályozható tolóerő még mindig túl magas a leszálláshoz (magyarázat: tegyük fel, hogy a 20%-ig való tolóerő-csökkentés megvalósul, 3050kN 20%-a 610KN vagyis ~61 tonna, ez pedig kis gravitációjú égitesteknél túl nagy még mindig - Cifu)
• Ugyanitt jelezte, hogy a megfelelő biztonsági faktor érdekében az előadáson bemutatott 2 légköri Raptor helyett 3-at terveznek most már.
• Az RCS hajtóművek LCH4/LOX üzemanyagúak lesznek (akár a Raptor) és nyomás-tápláltak (a gyors reakcióidő miatt nem fér bele, hogy megvárják, amíg egy turbó-pumpa felpörög)
• Megerősítette, hogy legalábbis az első időben a "tanker" valójában egy üres BFS lesz. Később lesz dedikált tanker, amelynek extrém magas lesz a tömeg-üzemanyag aránya.
• Először egy teljes méretű tesztjárművet építenek, amellyel pár száz km-es szuborbitális repüléseket terveznek végrehajtani. Ezekhez nem szükséges hővédő pajzs, nem szükségesek a Raptor Vac hajtóművek, sok tartalék üzemanyag marad, stb.
• Az ezt követő lépés egy orbitális repülés lesz. A BFS (Musk használta ezt rá, tehát akár lehet hivatalosnak is tekinteni :) ) képes egymagában a világűrbe feljutni üresen.
• A tavalyi és az idei header-tank design radikálisan eltérő, az erre vonatkozó kérdésre Musk elárulta, hogy a jelenlegi tervvel sem teljesen elégedettek, később ezt még finomhangolni fogják.
• Több kérdésre adott válaszában is jelezte, hogy jobbnak tűnnek a Mars egyenlítő körüli leszállási helyek a napelemek számára és hogy "ne fagyjon be a segged".

A megújult ITS - A BFR/S

Folytassuk azzal, hogy a BFR/S 2.0 (vagy inkább 0.2) ha drasztikusan nem is tér el az első verziótól, de azért a igencsak markáns változásokon esett át. Figyelembe véve a körülményeket, élhetünk a gyanúval, hogy az elkövetkezendő években folyamatosan lesznek hasonlóan jelentős változások a programban. Ezen végül is csodálkozni nem szabad, ha végignézzük a cég eddigi életét, vagy akár csak a Falcon 9 vagy Falcon Heavy, vagy akár a Dragon eddigi változatait, és útjukat a megvalósulásig.

 A Falcon Heavy, a BFR/S (@2017) és az ITS (@2016) méretarányos ábrája

A tavaly bemutatott rendszer alapvetően egyfeladatú volt: a Marsra jutni. Igen, bolygóközi űrhajóként más célok elérésére is használható, vihet embereket akár a Holdra is, és így tovább, de az egész célja alapvetően a köré épült, hogy embert vigyen a Marsra. Méghozzá egyszerre sok embert. A most bemutatott rendszer viszont többfeladatú, például lesz teherűrhajó-változata, amely hasznos terhet, nevezetesen műholdakat vagy például űrállomás-modulokat is vihet fel. Viszont egy számmal kisebb méretben.

A méretcsökkenés az átmérőben jelentkezett első sorban, 12 méterről 9 méterre csökkent. A miértre Musk adott választ is: 9 méteres rakéta fér el a meglévő gyártóegységekben. 9 méteres rakétát közúton már aligha szállítanának, esélyesebb, hogy tengeren vinnék az indítóállásra majd. Oda viszont el kell jutni, márpedig a 9 méter átmérőjű, cirka 60 méteres első fokozatot a közúton eljuttatni oda a városon keresztül nem lesz könnyű...

A 12 méter átmérőjű kompozit tartály szállítása a gyárból a bárkára, ahol később tesztelték

Említést érdemel, hogy a tavaly képen, idén képen és videón bemutatott 12 méteres folyékony oxigén tartályt nem a SpaceX építette, hanem megbízta a kompozit anyagok terén nagy tapasztalattal bíró Janicki Industriest, hogy építsék meg számára.

A gyorsítórakéta esetében a méretcsökkenés többek között azt jelenti, hogy 42 Raptor hajtómű helyett "csak" 31 található, ám ezek teljesítménye jóval alacsonyabb a tavaly felvázoltnál. A 31 még mindig igencsak magas szám, de erre (és az esetleges nehézségekre, amit ez okozhat) nem tért ki az előadásban Musk. A teljes jármű hossza viszont nem csökkent az átmérővel arányosan (122 vs. 106 méter a tavalyi vs. idei terveken szereplő adat). Viszont tényleg hiányoznak a leszálló-lábak a gyorsító fokozatról - ez szintén elég drasztikus változás, egy tömeg-csökkentési lépés, ami érthető, ám érdekes kérdés, hogy megéri ezt a kockázatot bevállalni.

A Raptor hajtómű megadott adatai is alaposan megszelídültek:

A helyzet élét igyekezett azzal elvenni Musk, hogy az ISP (ami ugye az üzemanyag-hatékonyságot jelenti) még 5-10 másodperc értékkel, az égéstér nyomása pedig 50 bar-al növelhető lesz később. Noha a Merlin-1 hajtóművek esetén sikerült elérni hasonló mértékű javulást, de azért erre építeni eléggé optimista hozzáállás. A tolóerő jelentős csökkenését nem igazán fejtette ki, így nem tudjuk hogy menet közben skálázták vissza az igényeket, avagy a tesztelés közben derült, hogy kezdeti vérmes remények kissé elszakadtak a realitásoktól.

Az űrhajó beltere is csökkent érthető okokból, de legalább az utasokra váró luxuskörülményekről szó sem esett eme előadásban. A 40 kabin méretét csak becsülni lehet, de hozzávetőleg 8-10 köbméter lehet per kabin (számokban: cirka 3x2x(2->1) méter, az utolsó adat ugye az trapéz alakú helység két végének szélessége). Ekkora térben 2 ember még csak-csak elvan 3 hónapig (persze a közös helységek használata mellett), de 5-6 emberrel számolva a XIX. század végi, XX. század eleji tengerjáró hajók fedélzetközeibe zsúfolt harmadosztályú utasok állapotai rémlenek fel inkább. Szóval az, hogy 100 embert, vagy még többet vigyen a Marsra, továbbra is költői túlzás Musk részéről, talán 80 ember is kompromisszumokkal valósítható csak meg. Persze nem került szóba, de élhetünk a gyanúval, hogy valójában a "menetrend" szerinti, már kiépült Mars bázisra telepeseket szállító hajónál számolhatunk 80-100 utassal. Esélyesen az első Mars űrhajók inkább 20-40 embert visznek, és a többi helyen inkább plusz ellátmányt helyeznek el.

Nem kicsit maszatolásnak tűnik, mikor Musk arról beszél, hogy a repülésbiztonság terén el tudják érni a kereskedelmi utasszállító repülőgépek szintjét. Ez szépen becsomagolva annyit jelent, hogy nincs dedikált utasmentő-megoldás beépítve az űrhajóba (ahogy az utasszállítókon sincs ejtőernyő). Mivel egybe van építve gyakorlatilag maga az űrhajó és a második fokozat (abban meg ott van 1100 tonna hajtóanyag), így pusztán egy leválasztás az első (gyorsító) fokozatról csak akkor jelenthet(ne) megoldást, ha az első fokozat felrobbanna / működésképtelenné válna - ám ehhez nincs elegendő tolóereje a repülés minden fázisában...

A tavalyi előadás után sok kritika érte a tervet amiatt, mert nem veszi komolyan a sugárvédelmet. Ez két fő forrásból jelent veszélyt, elsődlegesen galaktikus háttérsugárzás, ami főleg protonokból, alfa- és nehéz részecskékből tevődik össze, és hozzávetőleg naponta 2 mSv (milliSievert) sugárterhelést jelent külön védelem nélkül (ez hozzávetőleg egy mellkasröntgen sugárterheléséhez hasonlítható), ami probléma, hogy ezen fajta terhelés ellen védekezni nem egyszerű - tehát igazából az, hogy a SpaceX minél gyorsabb utat tervez (ugye 80-110 nap körül, szemben a kis energiájú Föld-Mars utaknál "általános" 270 nappal szemben), bizonyos szintig a kozmikus sugárzás elleni védelmet is szolgálja, hiszen kevesebb ideig vannak az utasok kitéve neki. A nagyobb probléma a napkitöréseknél jelentkező extrém sugárterhelés, amely főleg protonokat takar, az ilyenkor felszabaduló töltött részecskék hullámai komoly károkat képesek okozni mind emberben, mind gépben. A jó hír, hogy ezek ellen viszonylag könnyebb védekezni, hidrogén-gazdag, viszonylag könnyű anyagok jól árnyékolják, például víz vagy műanyagok. Tehát a menedék-helység falait célszerű ilyen anyagokkal feltölteni - a korábbi NASA Mars-űrhajó elképzeléseknél is főleg ezeket vették volna igénybe.

Sugárvédő óvóhely az 1968-as Boeing IMIS programtervéhez, az óvóhely falai szolgálnak az ellátmány és a szerves hulladék tárolására, így nyújtva védelmet...

A SpaceX is ide nyúlt vissza: egy óvóhelyet tervezett a lakótérbe, ahol az utasok és a személyzet átvészelheti az ilyen helyzeteket - érdemes megjegyezni, hogy egy-egy ilyen veszélyhelyzet hosszú órákig, akár napokig is eltarthat, de hát némi kényelmetlenség még mindig jobb, mint a kockázatot vállalni. A napkitörések követése már a ma is megvalósult, az űrhajó figyelmeztetése a veszélyre nem okozhat problémát, tehát a legénység időben visszahúzódhat adott esetben. Az óvóhely részleteiről viszont nem esett szó, sem arról, pontosan mekkora, sem arról, milyen anyagot használnának fel a falainál.

Nem látunk RCS fúvókákat (vagyis a finom manőverekhez, pozicionáláshoz használatos hajtóművek) a CGI ábrákon - tavaly se voltak, de ezek szerint ilyen szinten még mindig nem eléggé kidolgozott a terv - vagy legalábbis a modell (megj.: félig-meddig találomra felszórni pár RCS fúvókát a CGI modellre nem lenne nagy kunszt, és ugye számolnak is velük az orbitális pályán való üzemanyag-áttöltésnél, tehát érdekes, hogy ez így maradt).

Hasonlóan hiányoznak a kommunikációs berendezések. Rádióantennák és/vagy optikai kommunikációs rendszerek "tornyai". Ezekre is mindenképpen szükség lesz, de még csak afféle "helyfoglaló" (placeholder) szinten sincsenek említve vagy feltüntetve.

Szintén hiányoznak továbbra is a hűtőradiátorok, amelyek az energiatermeléssel és a személyzet által termelt hőtől megszabadítja az űrhajót. Ez szintén olyan kérdés, amit nem lehet egyszerűen félresöpörni, és a tervezés korai fázisában méretezni kell rá mindent - például 100 ember elég sok hőt termel maga is, de a napelemek energiatermelése is jár hulladékhővel. Érdekes ezt szembe állítani a Mars Base Camp tervével, ahol jól láthatóan az ISS-nél is alkalmazott radiátorokra támaszkodnának, és nem hiányoztak a CGI képekről...

A Mars Base Camp vizualizációja, az arany színű tartályokban tárolnák a folyékony hidrogént és oxigént, és a mellettük látható radiátorok segítségével tartják mélyhűtött állapotban azt

Furcsa, hogy a BFS teljesen feltankolt, LEO pályán keringő űrhajó esetén rendelkezésre álló Delta-V képességeinél valamivel 6km/s feletti értéket látni 150 tonnás hasznos teher mellett. Musk említi is, hogy a teljesen feltankolt űrhajó 150 tonnát képes akár a Marsra is vinni. Csakhogy a tavalyi diagramon volt egy sáv, amely a Marson való landoláshoz tartalékolni szükséges Delta-V mennyiséget hivatott jelképzeni. Na ez most hiányzott, és nem teljesen egyértelmű, hogy ez a 6km/s értékben a landolás szerepel-e. A legvalószínűbb, hogy nem. 

Viszont ez lehetőséget ad arra, hogy egy kicsit eljátszogassunk: ismert ugye az űrhajó üres tömege (85 tonna), a hasznos teher tömege (150 tonna, és ugye e kettő adja a "dry weight", vagyis a jármű üzemanyag nélküli tömegét, ami így 235 tonna), a hajtómű ISP értéke (Raptor vákuum: 375 másodperc). Ebből már ki lehet számolni, hogy mennyi delta-V áll rendelkezésre. A képlet dV = ve * ln(m0 / m1), de be lehet helyettesíteni megfelelő online kalkulátorokba ( például itt van egy, itt egy több mindenre képes változat ), amiből az jön ki, hogy hozzávetőleg 6,38 km/s delta-V áll rendelkezésre a BFs-nek a LEO-n keringve, teljesen feltankolva. Csak erős spekuláció, de lehet, hogy ez a 0,28-0,38 km/s Delta-V mennyiség kellhet ahhoz, hogy a BFS le tudjon a Marson szállni.

 Műhold-indító verzió, egy oldalra nyíló ajtóval - nem tűnik túlzottan kidolgozott megoldásnak,

inkább azt súgja: "valami ilyesmit gondoltunk"

Újdonság, hogy több féle változata lesz az űrhajónak, ugyebár a tavalyi prezentációban csak két változat szerepelt: a tanker és a Mars-útra való személyszállító űrhajó. Most két-három újabb változatról is szó esett:

• Egy hasznos terhet Föld-körüli pályára állító verzió, amely például műholdakat vihet fel.
• Egy Mars-teherhajó változat, amelyek feltehetően nem térnek soha vissza.
• Egy (vagy több?) személyzetet szállítani képes változat, ebből lehet többféle is adott helyzetben, például az alacsony pályán keringő űrállomásokat (pl. az említett ISS) kiszolgáló, dedikált Holdra szálló változat és persze a Marsra szálló változat.
• Egy tanker változat, amely az orbitális pályán való üzemanyag-utántöltésre szolgál.
  
  

Nem tisztázottak az egyes változatok pontos képességei, például folyamatosan 150 tonnás teherbírás volt emlegetve, de e mellé a személyszállító változat képe szerepelt, holott az űrhajósok létfenntartó rendszereket (belélegezhető légkör biztosítása, megfelelő hőmérséklet biztosítása, víz és élelem biztosítása, stb.) igényelnek, amelyek feltehetően a hasznos teher kárára kerülnek beépítésre. Abban a különféle fórumokban található számítások és elemzések sem értenek egyet, hogy a 85 tonnás saját tömeg és a 150 tonnás teherbírás melyik verzióra lehet igaz.

Mennyi plusz tömeget jelent a személyszállítás?

A most következők alapvetően érdekességként szerepelnek, rámutatva, milyen tényezőkkel kell számolni egy embert szállító űrhajó esetén.

Ha nagyon elnagyolva számolunk, akkor a létfenntartás (amely képes a 100 főt kiszolgálni) cirka 10 tonna, a helységek falai, ajtói, egyéb szerkezeti elemei is jó pár tonnát jelentenek, legyen az egész 10 tonna. A kiszolgáló elektromos hálózat és belső kommunikációs / szórakoztató rendszerrel együtt legyen 5 tonna és további 10 tonna a hulladékkezelő rendszerek tömege. A sugárvédő menedék tömegével nehéz jól számolni, most legyen 5 tonna.

Az űrhajósok oxigén és élelem/víz ellátása kritikus pont, fejenként ~0,8kg oxigén, ~2,3kg élelem és jó víz vissza-forgatás esetén mintegy 1kg vízzel (víz esetében a többit a kiizzadt / kiürített nedvességből nyerné a rendszer vissza) lehet számolni naponta. Márpedig ha 100 emberrel számolunk 90 napra, az cirka 36 900 kg, tartalékok nélkül. Plusz 30 napnyi ellátmányt tartalékolva már kicsivel több, mint 49 tonna csak ez a rublika

A 100 űrhajós önmagában legyen 8 tonna, és mindenkinek legyen egy 120kg-os személyes csomagja (személyes dolgokon túl a ruhákat és az űrruhát is ide sorolva), így az utasok esetében 20 tonnánál járunk.

Tehát a 100 fős űrhajó ilyen szinten némi ráhagyással 110 tonna extra tömeget cipel a legénységgel együtt. Ha abból indulunk, hogy a 150 tonnás teherbírásban nincsenek benne az utasok szállításához szükséges rendszerek tömegei, akkor tehát marad 40 tonna egy Mars útra, amit magukkal vihetnek a raktérben, vagyis fejenként ~400 kg.

A másik magyarázat viszont az, hogy a 85 tonnás öntömegben minden, a második bekezdésben említett szerkezet beletartozik, ám ekkor iszonyatosan alacsony tömeggel számolhattak (az én elnagyolt számításom ugye mintegy 40 tonnát hagyott ezekre a tényezőkre). Ez esetben a Marsra ugye 100 fős személyzet mellett még 80 tonnányi hasznos terhet lehet vinni. Ha ez a valódi válasz, akkor viszont a műholdakat pályára állító űrhajóra ezek nem szükségesek - ellenben egy nagy ajtó, amelyen keresztül a hasznos terhet ki tudja engedni, igen, ami nyilván szerkezeti tömegben jelentkezik. De még ekkor is azt jelenti, hogy a teherszállító változat némileg több hasznos terhet tud adott esetben pályára állítani.

Mindkét nézet mellett vannak érvek és ellenérvek, miután pedig csak tippelni tudunk jelenleg a részletekről, az olvasóra bízom, melyik magyarázat szimpatikusabb, elfogadhatóbb a számára.

A nem létező tanker verzió esete...

Az ilyen "rajongói" számítások egyik érdekes hozadéka volt, hogy u/DanHeidel az egyik Reddit fórumon olyan megállapításra jutott, mely szerint nem is szükséges dedikált tanker űrhajó. Ha ugyanis a 85 tonnás öntömegű űrhajó hasznos teher nélkül megy fel, akkor a tartályaiban mintegy 192 tonna hajtóanyag marad, már amennyiben a gyorsító fokozat (kisebb indulótömeg miatti) nagyobb magasságú leválása lehetséges. Ez a megállapítás azért érdekes, mert ez esetben az "üres" gyomrú BFS-ek fognak találkozni fent az újratankolásra váró BFS-el, és ehhez nincs szükség semmiféle külön változatra, áttervezésre, eltérő gyártósorra. Egyszerűen csak felmennek az éppen más feladatot nem ellátó BFS-ek, áttankolják a fő tartályaikban maradt üzemanyagot, és a tartalék tartályaikban maradt üzemanyaggal visszatérnek biztonságosan a Földre.

Ez nagyon rugalmas felhasználhatóságot jelent, és egyben egy picit tovább gondolva arra is lehetőséget nyújt, hogy ha tényleg sikerül a Raptor hajtóművek teljesítményét tovább javítani, illetve az első generáció tapasztalataiból a később legyártott BFS-eket jobban optimalizálni, akkor attól még az első generáció hajói nem mennek veszendőbe, egyszerűen átminősíthetőek tanker-célra felhasznált űrhajónak...

Felhasználási területek

Az egyik új alkalmazási elképzelés az műholdak (vagy más hasznos teher) Föld körüli pályára állítása. A szállítható eszközök reálisan valahol 8-8,4 méteres ármérőig nyújtózkodhatnak, viszonyítás képen a Falcon 9 áramvonalazó kúpja 5,2 méteres külső átmérővel bír és a műholdak 4,6 méteres átmérőjűek lehetnek maximum (a Falcon Heavy is ugyanezzel a kúppal rendelkezik az eddigi képek tanulsága szerint). Azonban azt is mellé kell tenni, hogy az SLS esetében 8,4 illetve 10 méteres külső átmérőjű áramvonalazó kúp is a tervekben szerepel. Kell-e ekkora hordozóeszköz a piacnak?

Nos, bizonyos szempontból reális a megközelítés, hiszen az egyre növekedő hordozórakéták következménye volt, hogy a Geostacionárius pályán keringő kommunikációs műholdak tömege az elmúlt évtizedek alatt szépen felkúszott 1,5-2 tonnáról 5-6 tonnára. A Blue Origin a megrendelők igényei alapján döntött úgy, hogy a New Glenn rakétájuk az eredetileg tervezett 5,4 méteres orrkúp helyett 7 méterest fog kapni rögtön az elején. Ha a SpaceX meg tudja győzni a műholdtulajdonosokat, műholdgyártókat, hogy a BFR/S megvalósul, akkor feltehetően neki is fognak állni gyártani olyan megoldásokat, amelyek kihasználják a nagy rakteret. Itt nem feltétlenül kell arra gondolni, hogy hatalmas tudományos műholdakat fognak egyből tervezni (noha ez is várható lesz ez esetben), hanem arra, hogy olyan műhold-raj indításokra lehet használni, ahol rengeteg műholdat kell(ene) egyszerre pályára állítani. Ilyen célra a SpaceX-nek is ideális lehet, hiszen saját internetes műhold-szolgáltatásához összesen 11 943 műholdból álló rendszert vázoltak fel.

 

Az ISS kiszolgálásával kapcsolatos megjegyzés finoman szólva is érdekesen hangzik. Először is jelenleg a személyszállító űrhajók egyben mentőhajóként is szolgálnak, tehát az űrhajók dokkolva maradnak, amíg személyzetük (illetve a váltószemélyzet) az űrállomáson tartózkodik. A másik fő probléma az, hogy az űrállomás eredetileg 7 fős személyzet részére készült, természetesen bizonyos biztonsági tartalékkal, de a létfenntartást is erre méretezték. Magyarul ha a meglévő / közeljövőre tervezett űrhajók (mint a Dragon v2) is maradnak , akkor egy BFS a hajdani űrsiklóhoz hasonlóan csak úgy vihet több űrhajóst az űrállomásra, ha azok jobbára a fedélzetén tartózkodnak. Persze a raktérben vihet további ellátmányt, esetleg plusz modulokat, de összeségében a BFS erősen túlméretes a jelenlegi ISS-hez, márpedig annak komolyabb bővítését nem tervezik.

A Hold és utána a Mars említése inkább csak jelzés értékű, hogy ezekhez is használható lehet...

Itt persze van egy (kellemetlen) érdekesség: az IAC 2016-os előadáson Musk többször is kijelentette, hogy ők nem akarnak a Marsi infrastruktúrával túlságosan sokat foglalkozni, ők a szállítmányozók akarnak lenni, akiket majd a Marsi infrastruktúra kiépítésében fantáziát látó cégek és emberek fognak megbízni azzal, hogy a Földről a Marsra vigyék őket a felszerelésükkel együtt. Most viszont eléggé egyértelműnek tűnik, hogy legalábbis a kezdeti bázist mindenképpen maguk húznák fel...

Végül pedig a két földi hely közötti személyszállítás felvetése... A tavalyi prezentációban is szerepelt, akkor is csak "ilyet is tudnánk" hangulata volt. Idén kidolgozottabb volt az elképzelés, sőt, ugye dedikált videót is kapott. Musk azt állította, hogy a kereskedelmi repülőgép-járatoknál nem lesz drágább. Nos, még a nagyon hosszú járatoknál is az átszállás nélküli jegyárak 1000-1500 dollárnál jellemzően nem kerülnek többe. Sokan sokféleképpen próbálták ennek az alkalmazásnak a költségeit és várható pénzügyi realitását vizsgálni, de ahány megközelítés, annyiféle verzió jött ki számok szerint is. Elsőre eléggé hihetetlennek tűnik, hogy ez rövid távon megvalósulhat, de érdekes módon Shotwell megerősítette, hogy a tervezésnél ez az alkalmazási lehetőség is figyelembe volt véve, sőt, a BFR első tesztrepülése is ilyen célú lesz...

Everyone's a critic...

Ahogy az várható volt, mindenkinek volt véleménye az új fejleményekről.

Robert Zubrin ismét azt javasolta inkább, hogy de az egész űrhajóval akarjon a Marson landolni, hanem csak el kéne indítani a Marsra (egy gyorsító / leszálló fokozattal). Így a teher BFS egy Föld-Mars közelségi pontnál akár 6 alkalommal is küldhet terhet a Mars felé - ha 75 tonnát tesznek csak le egyenként, akkor is 450 tonna áll szemben 150 tonnával. Persze azon az áron, hogy ki kell fejleszteni azt a bizonyos gyorsító / leszálló fokozatot...

Tory Bruno, az ULA első embere azzal együtt, hogy pár elismerő szóval méltatta Muskot és előadását, versenyképesnek látja saját (Mars Base Camp) tervüket. A "csak a Mars" koncepció helyett viszont előbb inkább a Hold vonzáskörzetének benépesítését és kiaknázását látná üdvösnek (a Mars Base Camp a NASA Hold-közeli DSG űrállomását is említi, arra is épít).

Milyen teendők várnak a SpaceX-re?

1.: A Raptor hajtóművek fejlesztését olyan szintre kell hozni, hogy a célra megfeleljenek.
2.: Szükséges lesz a BFR és BFS teszteléséhez szükséges infrastruktúrára. Hogy ezt hol építik ki, az érdekes kérdés.
3.: Szükség lesz az légkörbe való visszatérés tesztelésére. Ne feledjük, hogy a SpaceX még repülőgépként visszatérő járművet nem épített.
4.: Szükség lesz a meglévő gyártóépületek átalakítására az új rakéták és járművek építéséhez.
5.: Szükség lesz a BFR/S-hez új indítóállásokra. Élhetünk a gyanúval, hogy ez első sorban az új Texasi indítóállást fogja jelenteni.
6.: Meg kell oldaniuk, hogy amennyire lehet, zökkenőmentesen kivezessék a Falcon 9 és Dragon gyártást, majd a fókuszt a BFR/S fejlesztésére és építésére helyezzék át.
7.: A világűrben való automata randevú, dokkolás és üzemanyag-áttöltés kérdéskörét is megfelelően kezelni kellene.
8.: Számtalan apró, még nem kellően kipróbált dolgot kell megoldani, például ha a műholdakat is a BFR/S viszi fel, akkor a műholdak megfelelő pályára állítását és egyáltalán, indítás közbeni rögzítését hogy fogják megoldani.
9.: A Mars-tervekben szereplő Sabatier-reaktorok kifejlesztése és megépítése, a Marsi vízjég felkutatás, bányászat és szállítás megoldásáig.

Ezek egyenként sem egyszerű dolgok, összességében elképzelni is nehéz. Túlzás nélkül állítható, hogy Musk (sokadszorra) egy hatalmas szerencsejátékba kezd. Ha ugyanis a cég leállítja a Falcon 9, 

Falcon Heavy és Dragon fejlesztést és gyártást, majd teljesen a BFR/S rendszerre fog koncentrálni, akkor a cég jövője onnantól kezdve a BFR/S sikerétől fog múlni nagy eséllyel, nem várt nehézségekre folyamatosan lehet számítani, a csúszások, vártnál magasabb költségek szintén esélyesek.

Musktól nem szokatlan ez a fajta lépés, a SpaceX előtörténetében is fel volt hozva pár példa ilyesmire, de fel lehet hozni a Tesla-t is, amely hasonló módon hagyta abba a Tesla Roadster gyártását és fejlesztését, hogy teljes erővel a Tesla S fejlesztésére tudjon koncentrálni. Az a lépés is végül kifizetődött, noha a cég csaknem csődbe ment eközben.

Fantáziarajz az ISS-ről, bedokkolt Dragon v2 és a BFS űrhajókkal...

A BFR/S kapcsán kritikus tényező, hogy feltehetően Musk nem állt neki egyetlen partnerrel sem egyeztetni, hogy is viszonyulnának a BFR/S rendszerrel való szolgáltatáshoz. A SpaceX eddig a fejlesztéseik finanszírozása és a bevételek terén nagyban támaszkodtak a NASA pénzére, a BFR/S esetében erre feltehetően nem számíthatnak, hiszen a NASA szigorú feltétel-rendszerekhez köti a partnereket - például egy ilyen volt ugye a Dragon v2 esetében az a 'kérés', hogy tessék szíves vízre visszajönni vele, és nem szárazföldre.

A légierő sem feltétlenül fog sorban állni, hogy finanszírozza, főleg, hogy a konkurens ULA is főleg a légierő pénzéből igyekezne kifejleszteni a következő Vulkan rakétáját, amivel a Falcon 9 konkurense lehet - erre a SpaceX egy még nagyobb rakétát épít, ráadásul úgy, hogy a Falcon Heavy-t, amit eddig tolt az USAF műhold-szolgáltatás tenderein a SpaceX, hirtelen kispadra ültetik.

A kereskedelmi partnerek vérmérséklettől függően vagy eleve viszolyogni fognak az új rakétától, vagy épp ellenkezőleg, örülni fognak, hogy még olcsóbb lehetőséget kapnak, ám ők előre megfinanszírozni nem igen fogják a programot.

Ha át is állnak a BFR/S fejlesztésre minden erővel, akkor is mindenképpen fontos tényező a partnerek meggyőzése arról, hogy a BFR/S-t vegyék igénybe minél hamarabb. A hagyományos műhold indítási piacon önmagában még nem is lenne baj, de például a GTO / GEO pályára való állítás helyzete érdekes lehet, hiszen a LEO -> GEO pályamanőverhez ~4km/s Delta-V szükséges, a GTO-hoz ~2,5 km/s. A BFS űrben tankolás nélkül pedig még üresen is csak ~3km/s-el bír. Szóval maximum egy-két mai viszonyok között közepes vagy nagyobb műholdat lenne képes a GTO-ra eljuttatni. Avagy szüksége lesz egy újratankolásra, és így már 75 tonna körüli tömeget vihet GTO-ra, vagy 20-25 tonnát GEO-ra.

Igaz, itt lehet egy olyan opció is, hogy a SpaceX csak LEO pályára viszi fel a műholdakat, aztán a műhold tulajdonosa által megbízott harmadik cég "űrvontatója" fogja a műholdat a végső pályájára felvinni. Egyébként valahol érdekes is, hogy a SpaceX nem jelentkezett (még) saját űrvontató-elképzeléssel.

Persze ha a bejelentett célok a fontosak, akkor továbbra is az lehet az egyik nagy előrelépés, ha más cégeket be tudnak vonni a Mars projekt megvalósításába - e téren ugyanis pontosan zéró bejelentés történt az elmúlt egy év alatt...

Ismét a piszkos pénzügyek...

A legfőbb kérdés továbbra is az, hogy mégis miből fizetik ezt ki. Musk nem adott túlságosan bő választ, mondjuk az üdvös, hogy a Kickstarter szintű ötleteket most már kihagyta a képletből. A felhozott példák, mint a műholdak pályára állítása vagy az ISS kiszolgálása nem jelent többet, minthogy a cég hagyományos bevételeiből származó nyereséget visszaforgatja a cégbe. Ez szép dolog, de ugye az előző előadás elemzésében rövid matek után rámutattam, hogy itt bizony dollármilliárdokba fog ez kerülni, és azért akkora nyereséget nem realizál a SpaceX az indításokból, hogy ezt megvalósítsa. Az ISS, a Hold és Mars említése megint egy irányba mutat: Helló NASA! Nekünk van/lesz egy brutálisan jó képességű rendszerünk, amivel nagy tömeget lehet felvinni az ISS-hez, és el lehet jutniv ele a Holdra és a Marsra, nem akarjátok kifizetni a fejlesztést és aztán majd megrendelni szolgáltatásként?

Ez egy eléggé rizikós játék, mivel a NASA-nak van saját hordozórakétája és űrhajóra. Amire dollármilliárdokat költöttek már eddig is, és a lobbyharc által támogatva (vagyis az SLS / Orion rendszert építő cégek lobbyja által támogatott döntéshozók) esélyesen nem fogják azért fűre állítani, hogy egy másik rendszert pénzeljenek helyette. Ezt a csatát a kongresszusban és a szenátusban fogják megvívni, néhány csatát már megnyert ott Musk, ezért rendel tőle most már a légierő katonai indításokat, például. De elég valószínű, hogy az SLS / Orion program által hatalmas pénzeket kapó államok képviselői mindent megtesznek majd, hogy a BFR/S ne vihesse el tőlük a zsíros falatot.

...és itt a nagy csend. Amiről ugyanis Musk látványosan hallgatott, az a (pletykák szerint Starlink néven induló) műholdas internet szolgáltatásuk. Erről ugye már írtam, és most onnan csak egy képet emelnék át:

Ez ugye egy 2016 elején kvázi kilopott anyagból származó adat, amit a Wall Street Journal hozott nyilvánosságra, és amely azért elég jól mutatja, hogy miben bízik a cég. Musk viszont meg sem említette.

  

Gwynne Shotwell "Road to Mars" előadása közben

Érdekes kontraszt volt, hogy alig pár nappal Musk előadása előtt, a cég COO-ja, Gwynne Shotwell is előadást tartott az MIT-n (Massachusetts Institute of Technology), Road to Mars (Út a Marsra) címmel. Shotwell több előadást is tart a különféle technológiai karokon, de ezekre valamiért sokkal kevesebb figyelmet szentel a média (konkrétan pár Twitter bejegyzésen túl még a rajongók se nagyon tudtak többet összegyűjteni...). Shotwell előadása azért érdekes, mert tett egy olyan kijelentést például, hogy "Hatalmas dohányt szakítunk a szélessávú (elérés) javításából, arra költjük, hogy eljussunk a Marsra, és szélessávot adjunk a Marsnak is!" ( Make scads of cash improving broadband, spend it going to Mars, give Mars broadband too! ). Szükséges ezt tovább magyarázni?

Maximum azt, hogy Musk miért hallgat róla. Nos feltehetően azért nem propagálja agyon, mert jelenleg nem ebből van / lesz pénze a cégnek. Addig viszont azok pénzére is pályáznak, akik műholdas adatszolgáltatást nyújtanak, az ő nézőpontjukból viszont aligha lehet kellemes azt hallgatni, hogy miután megbízták a SpaceX-et a műholdjaik indításával, az az ő piacuk bekebelezését tervezi. Ez a terv ugyan nem titok, de nyilvánvaló a helyzet kettőssége, ahogy a SpaceX már nem csak műholdakat fog indítani másoknak, hanem maga is műholdtulajdonos és műholdas adatkapcsolat-szolgáltatóvá lép elő.

Na és a konkurencia?

A SpaceX eddig is figyelmesen követte a piac rezdüléseit, ahogy a piaci szereplőknek is követniük kell a SpaceX-et, ha versenyben akarnak maradni vele...

Az ArianeSpace talán a legegyszerűbb esett. Nemrég bejelentették a tervezett ütemtervet, hogy fognak az Ariane 5-ről átállni az Ariane 6-ra. Utóbbi két változatban lesz majd elérhető, az A62 nagyságrendileg a Falcon 9, míg az A64 a jelenlegi Ariane 5 szintjét fogja hozni nagyságrendileg, vagyis két 5 tonnás műholdat vihet GTO-ra. Csakhogy legalábbis az elején biztosan mindenféle újrahasznosítás nélkül, az A62 ~85 millió dollárnak, az A64 pedig ~130 millió dollárnak megfelelő áron. Az A62 így a jelenlegi Falcon 9-el sem versenyképes, az A64 még igen, ha egyenként számoljuk a műholdak költségét. Csakhogy a SpaceX már két sikeres indítást hajtott végre újrahasznosított Falcon 9 első fokozattal, mégpedig a pletykák szerint 35-40 millió dolláros áron...

Az Ariane 6 A64 verziójának fantáziarajza

Jelzés értékű, hogy az ArianeSpace azt szeretné elérni, hogy az ESA, illetve tagállamai évente 5 darab A62-est vásároljanak tőle 70 millió eurós fix áron (plusz évi két kisebb Vega hordozórakétát). Az 5 rakétát úgy érdemes mérlegelni, hogy az Ariane 5-ből nem nagyon tudnak évi 5-6-nál többet indítani jelenleg, és az Ariane 6-ból sem valószínű, hogy évi 10-12-nél többet tudnának. Vagyis gyakorlatilag azt szeretnék elérni, hogy függetlenül a versenyképességtől legyen egy fix megrendelésszám. Jelenleg azt nyilatkozzák, hogy 2025-2030 körül fogják az újrahasznosítás kérdéskörét elővenni, ha az Ariane 6 már bizonyított. Igen, ez így nem azt vetíti előre, hogy fel akarják venni a SpaceX által eldobott kesztyűt...

Az ULA új Vulcan rakétájához nagy részt az Amerikai Légierő anyagi támogatását reméli (és részben kapta már meg). A Vulcan teljesítménye alaphelyzetben a Falcon 9 szintjén mozog, igaz vannak tervek egy 'Vulcan Heavy' változatról, ugyanúgy három első fokozattal, ahogy a Delta IV Heavy / Falcon Heavy, ~23 tonnás GTO teherbírással. Viszont a tervezett árakról nincsenek pontos információk, az előzetes terveik (~80-85 millió $-tól indulna a legegyszerűbb változat) viszont nem versenyképesek a SpaceX Falcon 9-esével sem.

Ide sorolható a Lockheed Mars Base Camp koncepciója is. Alapvetően nézve egyfelől konzervatívabb, hiszen először egy Mars körül keringő űrállomásról szól, amit aztán lehet felhasználni a Mars kutatására, illetve átszálló állomás lehet a Mars felszínére való leszálláshoz. Értelemszerűen a Lockheed az általa gyártott Orion űrhajóra épített, illetve az ULA később megvalósuló ACES elnevezésű "space tug"-jára. Ami a tavalyi tervekhez képest újdonság, az a leszállóegység, ami egy egy fokozatú űrrepülőgép, gyakorlatilag hasonló, mint a BFS, és az, hogy a Mars felszínén való üzemanyag-gyártásra is gondoltak, napelemek segítségével bontanának vizet.

Ez a megközelítés nagyságrenddel jobban passzol a NASA eddigi terveibe, mint a BFR/S-féle megoldás, ugyanakkor talán hatással is volt rá a tavalyi Musk-előadás. A korábbi NASA tervek az ion-hajtóműves DST űrhajóról szóltak, a Lockheed ábráin viszont az Orion űrhajók az ACES fokozatokon / "űrvontatókon" trónolnak, amelyre nagyban támaszkodnának az egész tervben. A Mars körül keringő űrállomás, a különféle távirányított robotok, a leszállóegység és a bázis építése kellő mennyiségű munkát adhat a különféle NASA központoknak, ami szintén a NASA számára vonzó lehet. Kérdés, hogy a NASA merre indul tovább új vezetőjével a kormánynál. Ugyanakkor az egész egyértelműen egy "zászló-letűző" misszió inkább, mint permanens Marsi jelenlét, amit Musk igyekszik prezentálni...

A Blue Origin nem ok nélkül volt az előző oldalon kiemelve - Jeff Bezos cége utánégetőre kapcsolt, hatalmas pénzösszegeket fektetett be az elmúlt pár évben, már bír megrendelőkkel (összesen 7 indításra), a nagy méretű (7 méter átmérőjű) két vagy három fokozatú New Glenn rakétájuk sacc per kábé olyan, mint egy felhizlalt, némileg tovább gondolt Falcon 9 - egyszerűbb felépítésű, mint a Falcon Heavy, és annak a teljesítményszintjén mozog, ára ugyan nem ismert, de feltehetően versenyképes szintet lőttek be. Ráadásul a tervezőasztalon van már a New Armstrong, amely még nagyobb lehet. A Blue Origin viszont még a SpaceX-nél is jobban szeret titokzatoskodni, így nem ismerjük a pontos terveiket, de Bezos ugye már beszélt egy Blue Moon elnevezésű programról, amely a Holdra való visszatérést célozná, elsődlegesen még robotokkal, de később akár emberekkel is. A BFR/S mostani bemutatója részben erre is lehet válasz, jelezve, hogy erre a célra a SpaceX elképzelése is alkalmas lehet.

Ha pedig az előbb már szóba került a NASA... A BFR/S leginkább a NASA "saját" SLS hordozórakétájának és Orion űrhajójának lehet a konkurense. Ehhez képest Musk száját az SLS szó el sem hagyta az előadáson (a tavalyin sem, mellesleg). Pedig az összevetés adja magát. Hogy most direkt nem szeretné összemérni az SLS-t a BFR/S-el, nehogy az SLS támogatói bázisa veszélyt érezve támadásba lendüljön, vagy szimplán csak nem tartja említésnek méltónak, arra a választ csak találgatni lehet.

 SLS vs. BFR/S

Az SLS első változata "csak" 70 tonnát vihet még fel, a teljes teljesítményét a Block 2 változatnál 130 tonnára tervezik. Csakhogy az újrahasznosítás terén semmit sem tud felmutatni - még az űrsikló programból örökölt szilárd hajtóanyagú gyorsítórakétákat (SRB) sem fogják megmenteni. Így egy-egy indítás a 2012-es tervek szerint 500 millió dollár lehet, de becslések szerint a csúcs változat SLS Block 2 ára egy Orion űrhajóval együtt inkább két milliárd dollár körül lehet. Ha a BFR/S mondjuk 100 millió dollárból tudja megtenni ugyanezt (Musk idén nem említett árat, de most számoljunk egy várhatóan magasabb értékékkel), akkor eléggé kurta-furcsa helyzet állhat elő - az SLS-re már eddig (2017) is több, mint 10 milliárd dollárt költöttek, további 12 milliárdot pedig az Orionra. Még ha 2022-ben el is indulhat az első emberes útjára az Orion, cirka 30-32 milliárd dollár árán teheti ezt meg, és ez csupán a hordozórakéta illetve az űrhajó. Ebben még nincs a Hold körüli keringő DSG, nincs a bolygóközi repülést lehetővé tévő DST, nincs leszállóképes űrhajó, amivel a Holdra vagy a Marsra lehet eljutni, ahogy a Mars körül keringő második DSG (vagy adott esetben a Mars Base Camp űrállomásról) sincs szó. Ettől függetlenül a program támogatói köre eléggé erős - tucatnyi állam számára nyújt jelentős befektetést évről évre, így a törvényhozásban szinte érinthetetlen és kikezdhetetlen.

Musk és Mars terve... nem lehet könnyű a NASA-nak az ilyen prezentációkat lenyelni úgy,

 hogy ők nem szerepelnek benne...

Csakhogy ha a BFR/S megvalósul, az SLS / Orion program számára a túlélés nehéz harc lehet, és logikus érveket felállítani mellette igencsak nehéz lesz...

Valahol ezt vetíti előre a The Space Review elemzése is, ahol összekötik a SpaceX utóbbi időben történő "vegzálását" a NASA által (nevezetesen, hogy a NASA kerek-perec kijelentette, hogy a Dragon v2-nek nem szárazföldre, hanem tengerre kell visszatérnie), és azt, hogy a SpaceX bejelentette, hogy fizetős turistaútként valósítja meg (többé-kevésbé) az SLS / Orion EM-2 útját. Vagyis arra mutat rá, hogy a SpaceX túl sok lábra lép már rá a NASA-n belül is, olyan lábakra, amelyek abban érdekeltek, hogy az SLS / Orion párosnak ne legyen konkurenciája. Ezek a lábak pedig keresik a lehetőséget, hogy visszarúgjanak, ami a SpaceX-nek nagyon fájhat.

Félig ide kapcsolódik, hogy Október 5-én összeült a Nemzeti Űrtanács (National Space Council) Mike Pence alelnök vezényletével, és az ülésen részt vett a NASA vezetése, illetve a "hagyományos" NASA alvállalkozók, mint a Lockheed és a Boeing, illetve az "új" feltörekvő cégek, mint a SpaceX és a Blue Origin vezetői is. A tanácskozás talán legfontosabb pontja az volt, hogy Pence kihirdette: az Egyesült Államok újra embert fog küldeni a Holdra, és azon is túl. Vagyis ez lehet az új kitűzött cél a NASA számára. Gyakorlatilag 2004-ben George W. Bush által bejelentett Constellation-program ugyanezt a célt tűzte ki (akkor arról volt szó, hogy 2020 előtt újra emberi láb tapossa a Hold porát), amely évekre meghatározta a NASA fejlesztési irányát, de miután plusz pénzt nem adtak az űrügynökségnek, ezért végül feladták a cél elérését. A 2017-es célkitűzés mellé ismét nem ígértek plusz pénzt a NASA számára, tehát vérmes reményeket azért senki se tápláljon arra, hogy ez rövid, akár közepes (10 éves) távon belül megvalósul.

Akkor végül is reális a terv?

Így ebben a formában a tavalyi prezentációnál mindenképpen életrevalóbb. Maga a Mars-projekt csak kis mértékben változott, noha a Red Dragon lelövése komoly érvágás a hitelesség szempontjából.

Az "egy-méret-mindenre-jó" (angolul a One-size-fits-all jobban hangzik) alkalmazása orbitális hordozórakétákra ilyen méretben sok kérdést vet fel, és erre építeni a SpaceX jövőjét egyértelműen lutri, de hát Musk világ életében hazárdőr volt. Nem nehéz persze úgy is értelmezni, hogy menekül előre a Blue Origin által jelentett fenyegetésre, és ismét egy(-két) lépéssel eléjük akar vágni.

Az alcímben szereplő kérdésre a választ ketté kellene választani. Először is reális-e a BFR/S terv maga? Ez esetben igenlő a válasz. Noha mintegy másfélszer nehezebb lenne, mint a Saturn V., ami a mai napig a legnehezebb űrbe induló rakéta cím büszke tulajdonosa, de a tervben nem látszik olyan tankcsapda, ami a megvalósulását alapvetően veszélyezteti. 

Továbbra is azonban a Mars elérése köré fűzték fel a tervet, ami persze érthető, de erős kompromisszumokat nyújt a rendszer számára. Ami a kidolgozottságát illeti, a BFR/S továbbra is látványosan csak a "keretekkel" foglalkozik, alapvető felépítés, főhajtóművek, üzemanyag, pályaszámítások. Látványosan nincsenek kidolgozva a részletek, ideértve a lakórészleget, hőháztartást, elektromos rendszereket vagy a kommunikációt. Természetesen a fő tényező, hogy sikerül-e a cégnek anyagilag finanszírozni a fejlesztést. Én élnék a gyanúval, hogy e téren a SpaceX inkább a műholdas internetszolgáltatás üzleti megvalósulására támaszkodik, amit Shotwell nyíltan ki is mondott, míg Musk csak ködös és elnagyolt választ adott erre a kérdésre. Nehéz előre megmondani, hogy a SpaceLink beváltja-e a vérmes reményeket, minden estre a SpaceX jövője legalább annyira múlik rajta, mint a BFR/S megvalósulásán...

A kérdést azon vonatkozásban értelmezve, hogy a felvázolt Mars-utazás megvalósul-e ebben a formában, nos, már teljesen más kérdés. A SpaceX kétségkívül sokat ért el rövid idő alatt, de nehezen hihető, hogy 2022-re már teherhajókat küldjenek a Marsra, 2024-re pedig embereket. Igazából egy kicsit nehezen érthető, hogy miért kell ennyire agresszív határidőket állítania Musknak. Inspirációs atyja, Robert Zubrin lassan három évtizede készít terveket a NASA számára arra, hogy egy évtizeden belül embert küldhessenek a Mars felszínére ( itt éppen egy október elsejei előadásán teszi ezt ). Nem mondhatnánk, hogy Zubrin sokkal közelebb jutott a céljához, ehhez képest persze Musk egyértelműen igen, hiszen a Raptor hajtóművet tesztelik, a kompozit folyékony oxigén tartályt megépítették és nyomástesztnek vetették alá. De ennél sokkal, de sokkal nagyobb lépésekre lenne szükség ahhoz, hogy 2022-ben BFS teherhajók landolhassanak a Marson. Ha Musk 2024-re lőné be a teherhajó landolást, és 2028-ra az emberes út időpontját, sokkal reálisabb képet nyújtana. De a másik oldalról nézve 2028 több, mint 10 év múlva lesz, vagyis egy jó Zubrini távolságba, márpedig ennél nagyobbat akar Musk mondani, beláthatóbb időn belülinek szeretné feltüntetni a célt...

Elon Musk előadására váró nézők az IAC 2017 legnagyobb termében - full house...

Ez egyfelől hatásos, hiszen a média foglalkozik vele, az emberek oda vannak érte, mert magasztos célokat tűz ki és magával tudja ragadni a hallgatóságát. Nem lehet nem észrevenni az érdeklődés mennyiségének különbségét Musk telt házas és HD-ben, a Youtube-on streamelt előadása és a Lockheed kevésbé telt házas és a helyi TV csatorna által közvetített előadása között - holott utóbbi jobban kidolgozott, reálisabb megközelítésű volt.

Másfelől viszont ez ellene dolgozik, hiszen a hitelét teszi kérdésessé - az Elon Time az űrhajózás rajongói között olyan fogalom, mint a gamerek körében a Valve Time. Teljesen érthető, hogy sokan szkeptikusak Musk bejelentései után, hiszen menetrend szerint nem képes azokat betartani, megvalósítani. Éles a kontraszt Jeff Bezos-al, aki inkább csak nagy általánosságban és nem részletekbe menően fogalmaz, ez kevesebb média-szereplésre ad lehetőséget, viszont a hitelét növeli...

Most minden estre ismét várhatunk egy évet, ugyanis feltehetően jövőre (akkor Brémában megrendezendő kongresszuson) ismét fog előadást tartani Musk, arra pedig egyértelműen számíthatunk, hogy víziója tovább fog finomodni.

Amiről senki sem beszél...

Nos, kezdjük azzal, hogy a jelek szerint a tavalyi előadás iszonyatosan hangzatos és nagyratörőre volt tudatosan tervezve, és legalábbis részben a laikusok megszólítása volt a célja. Arról szólt, hogy egy relatíve elérhető összegért el lehet hamarosan jutni a Marsra, sőt, bárki eljuthatnak a Marsra, és ott a benépesítés a cél, nem csak zászlót letűzni indulnak. Volt egy félig-meddig kidolgozott terv erre, és ez volt prezentálva.

Na azt most visszaskálázták, méghozzá annyira, hogy reálisan / reálisabban megvalósítható legyen. Rögtön meg kell jegyezni, hogy normális nevet továbbra se találtak neki. BFR, ami ugye nem hivatalosan a Big F*cking Rocket, kb. Kib@szott Nagy Rakéta néven van emlegetve. Ráadásul továbbra sincs jól elkülönítve, hogy mikor beszélünk a gyorsító-fokozatról, és mikor az űrhajó-fokozatról. Apróság, de hogy közérthető legyen, az ilyesmiket illene tisztázni. Az elkövetkezőkben egy, a Reddit fórumon látott BFR (gyorsítórakéta) és BFS (űrhajó) és BFR/S (a teljes rendszer) jelölést fogom használni.

(Szerk.: Október 5-én, a Nemzeti Űrtanács ülésén Shotwell Big Falcon Rocket (BFR) és Big Falcon Spaceship (BFS) néven hivatkozott rájuk - feltehetően ez inkább csak diplomatikus átköltése annak a bizonyos 'F'-betűs szónak, de sokan rögtön elkezdték ezt hivatalos bejelentésnek tekinteni.)

A mostani előadás talán legnagyobb meglepetése az volt, hogy Musk szerint a SpaceX hamarosan leállítja a Falcon 9 és Falcon Heavy rakéták, illetve a Dragon űrhajók gyártását, és a BFR/S-re fog összpontosítani. Ezzel rögtön kreált két hatalmas kérdőjelet a jelenleg futó Falcon Heavy, és az emberszállításra alkalmas Dragon v2 programok terén - ezek egyike sem sem repült még egyszer sem ugyanis, és máris közölték, hogy le lesznek váltva. Az előbbiről kicsit bővebben mindjárt, a Dragon v2 viszont abból a szempontból érdekes, hogy a NASA ugyebár ennek fejlesztéséért és majd használatáért fizet, vagyis hogy a Falcon 9 orrán induló Dragon v2-ők fedélzetén lehessen az ISS személyzetét cserélni. Ez a teherszállító Dragon esetében nem probléma, hiszen azokat eddig is úgy tervezték, hogy újrafelhasználják, és a gyártásukat már abba is hagyta a SpaceX, a NASA CRS program keretében elnyert űrállomás-ellátó utakra a már visszatért és felújított kapszulákat használják csak fel. De legalábbis a személyszállító Dragon v2 esetében a NASA (legalábbis az elején) új építésű űrhajókat szeretne. Ettől még persze "túl nagy" igény nincs a v2-es sárkányra, hiszen évi 2 útnál több nem túl valószínű, tehát 2024-ig még a legoptimistább verzió szerint is 10-12 útra lehet szükség csak.

Csakhogy a Falcon Heavy....

A Falcon Heavy szörnyen nehéz születése...

Eredetileg egy külön cikk foglalkozott volna eme rakétával, "megünnepelve" első indulását, ám a teljes történethez beleolvasztottam ebbe, ugyanis az előadás fontos bejelentésének egyik olvasata arról szól, hogy a Falcon Heavy hosszú vajúdás után halva született rakéta lesz. A miért viszont bonyolult ügy, de ehhez hosszasan vissza kell nyúlnunk. Az a cég, amely még 2005-ben egyetlen rakétát sem indított, már koncepció szintjén foglalkozott azzal, hogy több első fokozatot felhasználva növelje a Falcon 5, esetleg a Falcon 9 teherbírását. Sőt, konkrét tervekkel bírt arról, hogy lesz egy Merlin-2 hajtómű (Tom Mueller alig két évvel korábban készült el az első Merlin-1-essel), illetve az alap lépcsőfokok a rakéták családjában a Falcon 1, 5 és 9 (a szám ugye azt jelenti, hogy hány Merlin-1 hajtómű dolgozik az első fokozatban), majd további hatalmas hordozórakétákról, amelyek BFR (Big Fucking Rocket ~ Kib@szott Nagy Rakéta) néven illettek (ismerős valahonnan?), bőven 100 tonna feletti teherbírással - elméletben.

 A SpaceX koncepció a hordozórakétákra 2007-ben

2007-ben, még mindig csak sikertelen Falcon-1 indításokat tudtak felmutatni, de már a NASA COTS tenderén indultak, a cél pedig az, hogy a még csak papíron létező Falcon 9 hordozórakétájuk vigye majd fel a Dragon teherűrhajót a világűrbe, a Dragon pedig ellátmányt az ISS űrállomás részére. Itt a margóra: 2005-ben úgy ütemezték, hogy 2007-ben már egy állami és egy privát megrendelést (a Bigelow Aerospace egyik teszt-űrállomását) is teljesítettek volna a Falcon 9-el.

Ekkor már konkrét elképzelés volt a Falcon 9 Heavy-ről, amely az első fokozata mellett két további első fokozattal (azokat gyorsítórakétaként használva) rendelkezett. Lett volna még két további családtag is, a korábbi BFR utódai - a Falcon X, amely nagyobb Merlin-2 hajtóművekből öt darabbal bírt az első fokozatban, illetve ennek Heavy változata, a Falcon 9 Heavy-hez hasonló kiépítésben, valamint a gigászi Falcon XX, amely 9 Merlin-2 hajtóművel bírt volna.

Az akkori tervek szerint a teherbírásuk kb. így alakult volna ~200km-es alacsony Föld körüli keringési pályára:

• Falcon 9: 9 tonna

• Falcon 9 Heavy: 24,75 tonna

• Falcon X: 38 tonna

• Falcon X Heavy: 125 tonna

• Falcon XX: 140 tonna, de itt egyetlen hajtómű meghibásodása a pályára állítás kudarcát jelentette volna

Alapvetően a SpaceX azzal szembesült, hogy a Falcon 1 és 5 túl kicsi a céljaiknak, ezért ezeket a rakétát már ekkor törölték a tervekből (illetve a Falcon-1 még egy kicsit lebegett élet és halál között, majd utána törölték, kb. 2010 körül). De még a Falcon 9 is gyenge lesz a Geostacionárius pályán keringő műholdak piacára. A NASA COTS / CRS előteremtette a pénzt, hogy a Falcon 9 fejlesztését befejezzék és a Dragont megépítsék. A következő lépcsőfokot jelentő Falcon X és XX viszont túl távoli cél volt, ráadásul a különféle korai döntések, támogatások és kapcsolódások hálója egy elég előnytelen felállást hozott össze.

 A SpaceX főbb telephelyeinek elhelyezkedése...

Tudniillik a SpaceX gyára Hawthorne városában, Kalifornia állam déli részén, az Egyesült Államok nyugati partján állt fel. A rakétahajtóművek és a kész rakétafokozatok tesztelése McGregor városában, Texas államban, az Egyesült Államok középső-déli felén működik (egyébként ezt a 2000-ben csődbe ment Beal Aerospace-től vették meg potom pénzért, Andrew Beal lehetett volna egy korábbi Elon Musk, mintegy 200 millió dollárt költött saját űripari cégére, de az erre szánt pénze elfogyott, kapcsolatai pedig kevésnek bizonyultak ahhoz, hogy életben tudja tartani - így lemondott róla, és utána saját bankjára koncentrált). A Falcon 9 indításokhoz pedig a keleti parton, Florida államban a légierő Cape Canaveral Légibázison álló 40-es indítóállást (később a pár kilométerre lévő NASA 39A indítóállása is csatlakozott hozzá), illetve a nyugati parton, a légierő Vandenberg légibázisán a 4-es indítóállást tervezték használni. A gyár, a tesztelő bázis és az indítóállások között pedig közúton szándékozták a fokozatokat szállítani.

Ez a CRS-2 küldetéshez felhasznált Falcon 9 első fokozat, ahogy Cape Canaveral-be érkezik...

A probléma annyi ezzel, hogy a közúton való szállítás erősen behatárolja mekkora lehet a Falcon 9 rakétafokozatok átmérője - számszerűleg nem lehet több, mint 3,66 méter. Ha a SpaceX ennél nagyobb rakétát szeretne építeni, mint a Falcon X vagy XX, akkor azt közúton már nem nagyon fogja tudni szállítani, tehát marad a tengeri úton történő szállítás az ország két partja között...

Így legalábbis belátható időn belül a cél az lett, hogy a Falcon 9 Heavy fogja majd a nagyobb tömegű, és nagyobb méretű terheket felvinni a világűrbe, ahogy már 2007-ben is előre vetítették, így legalábbis egy ideig ez a korlát nem lesz probléma, hiszen a Falcon 9 elemeiből épül fel, vagyis elemei szállíthatóak közúton.

Persze mielőtt újabb léptéket szeretnének váltani a Falcon 9-estől felfele, először a Falcon 9-esre kellene megrendelőket szerezni. A Falcon 9 első verziója cirka 8500-9000 kg hasznos terhet tudott felvinni alacsony Föld körüli pályára, és cirka 3400kg-ot a Geostacionárius pályán (GEO) keringő műholdak transzfer-pályájára (GTO), ahonnan maguk érik el a végső pozíciójukat. A SpaceX-nek minél előbb kellett találnia egy olyan partnert, aki GTO-ra szóló megbízást ad nekik - ha sikeresen teljesítik, feltehetően a siker hozza majd az olcsó indítás miatt vonzó, de kipróbálatlansága miatt kételkedő megrendelőket. Ez a partner a Luxemburgi SES cég lett, annak is SES-8 jelű műholdja, amelyet a Falcon 9 hetedik indításával sikeresen a kívánt pályára is állítottak. Ez volt a Falcon 9 v1.1-es verzió második startja, és a jóval hosszabb első fokozat, illetve a nagyobb teljesítményű Merlin-1D hajtóműveknek köszönhetően mintegy 13-14 tonnát tudott már alacsony pályára, cirka 4,8 tonnát pedig GTO-ra felvinni.

A főbb keringési pályák, a nevük rövidítésével és jellemző pályájuk alsó és felső magassága,a GTO pályák alapvetően arra szolgálnak, hogy GEO pályára egy átmeneti útvonalat nyújtsanak

A Geostacionárius pályára szánt kommunikációs műholdak tervezésénél természetesen első sorban a hordozórakéták képességeit veszik figyelembe, ezt a piacot pedig az orosz Proton(-M) (amelynek ilyen célú indításait az eredetileg amerikai-orosz, később tisztán orosz International Launch Services cég árulja) és az európai Ariane 5 (amit az ArianeSpace értékesít) hordozórakéták uralnak, mindkettő 6 tonna feletti GTO képességgel bírt, az Ariane 5 ECA változata (2005-től) pedig 10 tonna felettivel, és jellemzően két, 5 tonnánál könnyebb műholdat visz fel egyszerre. Ennek következménye, hogy a 2010 utáni GTO műhold indítási piacon bizony 5 tonnás, vagy néha még ennél is nehezebb műholdak tulajdonosai keresték a hordozó-eszközöket. A Falcon 9 v1.0 édeskevés volt az üdvösséghez, így a Falcon 9 Heavy nélkül esélytelennek látszott a SpaceX térnyerése a zsíros megrendelések terén, ezért úgy tervezték, hogy a Falcon 9 v1.0 sikeres indítása után 2-3 évvel már jöhet is az első Falcon 9 Heavy indítás, hogy betörjenek az addig a főleg orosz és európai konkurencia területére.

A SpaceX Falcon Heavy promóciós videója 2015-ből, érdemes megfigyelni 0:37-nél, ahogy a középső Core modul "visszahúzza" az két külső Core modulhoz csatlakozó üzemanyag-csatlakozókat

Majd eljött 2011 április, és Elon Musk bejelentette a Falcon Heavy-t (a 9-est kivették tehát a névből), mint a SpaceX versenyzőjét a nehéz terhek világűrbe juttatásához. Itt most egy kicsit ugorjunk az időben, imhol egy kis táblázat, ami nem teljes, de azért némi támpontot nyújt:

 

Először is félelmetes, hogy alig 4 év alatt, 2007 és 2011 között mennyivel megnőtt a teherbírása a rakétának. Ez leginkább annak köszönhető, hogy a SpaceX rengeteg megoldást bevetett a Falcon 9-nél, amely értelemszerűen a Falcon Heavy esetében is egyből jelentkezik. Ilyen az egyre erősebb és erősebb Merlin-1(C/D/D+) hajtómű, a megnyújtott üzemanyag-tartály, a mélyhűtött üzemanyag betöltés, folyamatosan optimalizált pályaszámítások, és így tovább.

Az viszont már inkább furcsa, hogy azonos LEO képesség mellett a GTO képessége is csaknem megduplázódott 2011 áprilisa és 2013 augusztusa között. Természetesen itt is lehet a fejlődésre rámutatni, ám ehhez a második fokozatnak kellene drasztikusan jobban teljesítenie, ami viszont ekkora mértékűnek nem tekinthető - vagyis ezt inkább anomáliának kell tekinteni, választ viszont nem adtak rá.

Ami még mindenképpen figyelemre méltó, az a hasznos teher tömege a visszatérő fokozat viszonylatában. A Falcon 9 esetében az első fokozat vissza-hozatala nagyságrendileg 65%-ra csökkenti a felvihető hasznos teher tömegét, más szóval csak kétharmad akkora tömeget vihet fel, mint ha nem hozzák vissza az első fokozatot. A Falcon Heavy esetében ugyanez cirka 30%, vagyis kevesebb, mint harmadára zuhan a teherbírása! Ez alapvetően arra vezethető vissza, hogy az első fokozatokat mintegy 6000-8300 km/h sebességnél, 65-75km-es magasságban kell leválasztani ahhoz, hogy vissza lehessen hozni őket, a Falcon Heavy esetében a két plusz Core modul (vagyis ami elvben azonos a Falcon 9 első fokozatával) által nyújtott teljesítménytöbbletet csak annyiban tudják kihasználni, hogy ezt a "határt" esetleg valamivel kedvezőbb pályán érheti el és közelebb lehetnek a plafon értékhez.

A fenti videóban még érdemes azért megemlíteni két dolgot: az egyik, hogy itt még az un. Asparagus-elven oldották volna meg a Core-fokozatok üzemanyag-ellátását, vagyis a két külső fokozatból látnák el a középsőt üzemanyaggal, amikor mindhárom fokozat működik. Tehát a külső fokozatok leválása után a középső teli tartállyal folytathatja az útját. A másik figyelemre méltó a videóban az is, hogy mindhárom 'Core' fokozat a szárazföldre tért vissza.

A Falcon 9-es ugye alapvetően egy "egyszerű" kétfokozatú rakéta, amely 9 db kerozin/folyékony-oxigén hajtóanyagú Merlin-1-es hajtóművet használ az első fokozatban, a másodikban pedig egyetlen vákuumra optimalizált működésű Merlin-1 Vac jelölésű hajtóművet. A Heavy ennek a továbbépítése.

 Az első "Heavy", az ULA cég Delta IV Heavy rakétája

Az egész "Heavy" koncepció arra épült, hogy az első fokozatból hármat egymás mellé állítanak ugyebár. Ez a koncepció nem új - sőt, valójában nem is a SpaceX ötlete, Ő előttük már megvalósította a Boeing / ULA a Delta IV Medium illetve Delta IV Heavy családnál. Itt a közös rakétafokozatokat CBC-nek (Common Booster Core ~ Közös Gyorsító Egységnek) hívják, és a Delta IV Medium esetében egyet, a Heavy esetében hármat használnak fel. A CBC-k egy-egy RS-68 hajtóművel bírnak, amelyek folyékony oxigén illetve folyékony hidrogén hajtóanyaggal működnek. A Delta IV Heavy esetében induláskor mindhárom CBC teljes tolóerővel működik, majd 44 másodperc után a középső visszaveszi a tolóerőt 55%-ra, míg a külsők teljes erővel dolgoznak tovább. Emiatt a külső fokozatok az indítás után 242 másodperccel kiürülnek, majd leválnak, a középső pedig teljes tolóerőre kapcsolva még további 86 másodpercig működik, mielőtt az is kiürül.

Feltehetően a Falcon Heavy is hasonló elven fog működni. A középső Core modul leválása után pedig a Falcon 9 második fokozatával megegyező második fokozat beindulhat, és a megfelelő pályára állíthatja a hasznos terhet. A második fokozat ugyebár csak egyetlen hajtóművel bír, így nagyon fontos a megbízhatósága - a gyártásnál is kiemelt figyelmet kapnak. Ha így nézzük akkor a Falcon Heavy kvázi gyalog-galopp a SpaceX számára. Csakhogy nagyon-nagyon nem lett az.

Menet közben a SpaceX több, a jelek szerint nem várt, vagy legalábbis nem megfelelően felmért problémával szembesült, röviden:

-Asparagus-fokozatok, vagyis az üzemanyag-megosztás a fokozatok között: Elon Musk csak nagyon röviden jelezte, hogy ez jelenleg nincs az asztalon, a Falcon Heavy ugyan jobb teljesítményre lenne képes ezzel a megoldással, de a jelenleg propagált számokat e nélkül is tudja. Feltehetően több tényező is belejátszik ebbe, többek között hogy az eredeti elképzelés szerint a külső fokozatok megegyeznek a Falcon 9 első fokozatával - viszont ez esetben az üzemanyag-átvitelhez plusz csatlakozókra, szelepekre, nyílásokra lenne szükség, ami bonyolítaná az alap Falcon 9-eseket is.

-"Csak" összefogunk három Falon 9 első fokozatot, és kész: Ha nem is így volt megfogalmazva, de Musk magabiztosan beszélt mindig azokról a problémákról, amit például a 27 hajtómű együttes működtetése jelent, illetve az, amilyen nehézségeket okozhat a három Core modul összehozása. Nos idén ehhez képest tett egy olyan kijelentést, hogy ez "őrülten nehéz" és hogy "sokkolóan bonyolult" egy Core modulról háromra váltani. A középső modult meg kell erősíteni, hiszen extra terhelést kap ugye a két oldalról "húzó" gyorsító fokozatok miatt. Meg kell oldani a három Core fokozat összekötését, és hogy a vezérlő számítógép megfelelően kezelje őket. Sőt, 2017 júliusában már egyenesen azt mondta, hogy annak is örülni fog, ha az első rakéta elhagyja az indítóállást, és abban nem keletkezik kár. Hovatovább itt vallotta be először azt is, hogy komoly probléma, hogy nem tudják hol letesztelni a három összekapcsolt modul együttes működését - a Texasi tesztelő központban nincs ehhez megfelelő állás, és a jelek szerint nem is építenek külön neki. Vagyis először csak az indítóálláson lehet majd tesztelni, az indítás előtt - ami például azért fontos, mert jelenleg nem tudják pontosan, hogy a három Core modul egyszerre való beindítása és teljes erővel való működése milyen zaj- és vibrációs hatást vált ki...

A pillanat 2016 szeptemberében, ami legalább fél évvel hátravetette a SpaceX összes tervét...

-Két Falcon 9 baleset: A SpaceX CRS-7 balesete 2015 júniusában kétségkívül kellemetlenül érintette a céget, ám viszonylag hamar kiderítették a probléma forrását (a Folyékony-Oxigén tartályon belül található, túlnyomást biztosító Hélium-tartályok egyikének tartója volt gyártási hibás). Sokkal fájdalmasabb volt a 2016 szeptember elsején, földi statikus hajtóműteszt közben bekövetkezett robbanás, amelyben odaveszett az Amos-6 műhold is. A baleset pontos okát nem sikerült kideríteni, a legvalószínűbb oknak ismét a hélium-tartályok lettek megnevezve. Különösen a második baleset hosszú időre lekötötte a SpaceX mérnökeit, és elvonta a figyelmet a Falcon Heavy fejlesztéséről.

-Túl jól halad a Falcon 9 fejlesztése: A Falcon 9 a SpaceX igáslova, így megkap minden figyelmet, nem is csoda, hogy ilyen jól haladnak. Először csak áttervezték a hajtóművek elrendezését, és meghosszabbították, illetve a Merlin-1C-k helyett már Merlin-1D-kkel látták el. Aztán a tartályokba mélyhűtött üzemanyagot töltöttek, amely így sűrűbb lehet, vagyis azonos térfogat mellett többet lehet betölteni. Optimalizálták a repülésirányító szoftvert, és folyamatosan növelték a Merlin-1D-k teljesítményszintjét. Ez oda vezetett, hogy visszahozott első fokozattal is 5,5 tonnát képes GTO-ra eljuttatni, egyszer használatos módban pedig cirka 8,3 tonnát. Ilyen számok mellett pedig nincs sok értelme a Falcon Heavy-nek, hiszen egy egyszer használatos Falcon 9 is képes ma annyit felvinni, mint egy Falcon Heavy újrafelhasználva - miközben a Falcon Heavy esetében nagyon sok extra rizikófaktor lép fel, és ha csak egy Core modul visszahozása is kudarcot vall, akkor már bizonyosan drágább volt az indítás, mint az egyszer használatos Falcon 9-el... Ilyen körülmények mellett pedig az eredetileg elsődlegesnek szánt feladata máris léket kapott a saját kistestvérétől...

-Konkurencia a látóhatáron: Igazából csak egy potenciálisan veszélyes konkurensről van szó, a Blue Origin-ről, Jeff Bezos, az Amazon alapító/tulajdonosának űrcégéről. Róla korábban leginkább a New Shepard kereskedelmi űrugró járművéről lehetett hallani, viszont tavaly bejelentették a New Glenn rakétát, amely a tervek szerint 45 tonnát vihet LEO- és 13 tonnát GTO pályára, ráadásul újrahasznosítható az első fokozata, akárcsak a Falcon 9 és Falcon Heavy esetében (sőt, a Blue Origin már azelőtt szabadalmi védelem alá próbálta venni a fokozat visszahozást egy hajóra, hogy a SpaceX egyáltalán kísérletezni kezdett vele). Bezos 2014-ig módjával költekezett, addig a pletykák szerint fél milliárdot fektetett űrcégébe. Viszont azóta sebességet váltott: csak a New Glennre a hírek szerint 2017 szeptemberéig 2,5 milliárd dollár lett elégetve, és a jelek szerint a költekezés üteme nem lassul, a rakétagyár még idén elvben elkészül ( így promotálják...), tehát reális lehet, hogy 2020-ra bemutatkozzon egy, a Falcon Heavy-hez nagyon hasonló képességű rendszer...

-A megfelelő hasznos teher megtalálása: A fentiek miatt viszont a Falcon Heavy félig-meddig feladat nélkül maradt. A SpaceX ugyan tervezgette a Red Dragon missziókat a Marsra, illetve a Holdat megkerülő űrturista-utat, valamint az Amerikai Légierő is érdeklődik a Falcon Heavy képességei iránt, hogy nagy terhet vihessenek szükség szerint fel, ám ezek alatt is rezeg a léc, illetve a Red Dragon alól ki is húzta a NASA azzal, hogy az alapjául szolgáló Dragon v2 esetén kérte a SpaceX-et, hogy vízre térjen vissza - a SpaceX így felhagyott annak a képességnek a fejlesztésével, hogy hajtóműveivel szállhasson le a Dragon v2, vagyis a Red Dragon esszenciája veszett oda. Nagy méretű (5 tonna körüli, vagy annál nehezebb) GTO indításoknál vagy lecsúsztak a határidőkről (pl. a ViaSat-2-őt ezért vitte egy Ariane 5 ECA fel), vagy pedig adott esetben akár Falcon 9-el is teljesíthetőek (így járt az Intelsat 35e és az Inmarsat 5-F4).

Ezen sorok írásakor mindössze a cirka 6 tonnás Arabsat 6A (tervezett indítás 2018) és a ~6,4 tonnás ViaSat-3 (tervezett indítás 2020) a két GTO pályára szóló megrendelő - mindkettő a Falcon 9 képességein belül van egyszer használatos módban. Ezen kívül van még két demonstrációs repülés, az első a SpaceX által (ez fog még idén (???) bekövetkezni, a rakéta orrán valamilyen súlymakett lesz csak a hírek szerint) és még egy, amelynek a keretében több kísérleti műholdat kellene pályára állítaniuk az Amerikai Védelmi minisztérium megbízásából, hogy a jövőbeni esetleges megrendeléseknek meg tudnak-e felelni. Az ötödik a már említett Hold-megkerülő turistaút lenne.

Ezek így összességében alapvetően megkönnyítették a döntést arról, hogy a Falcon Heavy valójában egy kudarcnak tekinthető vakvágány lesz a SpaceX portfóliójában, és a tökéletesítése helyett inkább a BFR/S-re fordítsák minden figyelmüket...

Elon Musk IAC 2017 előadása

Előre vezetném, hogy Musk az egész előadás alatt valahogy még kevésbé volt összeszedve, mint tavaly, sokszor dadogott, megállt, átfogalmazta az elkezdett mondatot.

A videó egészében itt tekinthető meg:

Itt most ismét először magának az előadásnak a kifejtése olvasható, jobbára Musk szavainak szabados magyarra fordításával.

 

Arról fogok beszélni most, mi kell ahhoz, hogy több-bolygón élő fajjá legyünk. Csak egy kis emlékeztető, hogy miért fontos ez. Úgy vélem, hogy a jövő sokkal izgalmasabb és érdekesebb, ha űrjáró fajjá válunk, mintha nem lennénk azok. Abban hiszek, hogy a jövő az, amit a múltból összegyűjtöttünk, és nem tudok semmi izgalmasabb, mint felmenni (a világűrbe) és a csillagok között lenni.

Ez a tavalyi előadáson bemutatott terv frissítése. Keressük még a megfelelő nevet neki, a kódneve "BFR" (megj.: Big F*cking Rocket ~ Kib@szott Nagy Rakéta - Cifu) A mostani egész előadás legnagyobb kérdése, hogy hogyan (és ki) fizessék ki ezt az egészet. Ugyebár olyan ötletek merültek fel, mint Kickstarter, és "alsógatyák ellopása" (stealing underpants) - de ezek nem működnek.

Tehát egy kisebb jármű kell, amelyet megengedhetnek maguknak, amely felhasználható a jelenlegi járműveik (a Falcon 9 és a Falcon Heavy rakéták illetve a Dragon v1 és v2 űrhajók) helyet. Ha a most ezekre fordított erőforrásokat az új járműre tudják összpontosítani, az elég lehet a megvalósításra.

 

Milyen lépéseket tettünk már ebbe az irányba? Amit már korábban mutattam, a már megépült 12 méteres oxigén tartályt 2,3 atmoszféra nyomásra tesztelték, az 1000 köbméteres tartály 1200 tonnányi folyékony oxigént képes tárolni. Egy új szénszálas kompozit műanyag mátrixot alkottunk meg, amely sokkal erősebb és ellenállóbb a nagyon alacsony hőmérsékletekkel szemben, mint bármely korábbi.

 

A tartályt letesztelték a tervezett nyomásra és azon felül (amely fel is robbant ezáltal). Vagy 100 méter magasra repült fel, és landolt az óceánba, úgy horgásztuk ki. Vagyis van már egy egész jó rálátásunk, hogyan is lehet nagy és könnyű, mélyhűtött hajtóanyag tárolására alkalmas tartályt építeni.

 

A következő a hajtómű. A Raptor lesz a legnagyobb tolóerő / tömeg arányú rakétahajtómű a világon. Már teszteltük is, összesen 1200 másodpercig működött 42 hajtóműteszt alatt, a leghosszabb 100 másodperces volt, ennél sokkal tovább is bírta volna, de a teszthez használt tartályokban ennyi volt. Az időtartam, amit ebben a videóban láthatunk 40 másodperces, ennyi szükséges egy Mars-leszállásnál. Az égőtér-nyomás a teszthajtóműnél 200 bar, a repülésre kész hajtóműnél 250 bar lesz, és úgy hiszem kicsivel 300 bar fölé is tudunk majd menni idővel.

 

A következő megoldandó feladat a visszatérés, a Falcon 9 mindig egy hajtóművet használt ehhez, és ez nem biztonságos, fontos az esetleges hajtómű-kiesés esetén való biztonságos leszállás. Úgy vélem, hogy a kereskedelmi repüléshez fogható biztonságot tudnunk nyújtani (megj.: azért a mai kereskedelmi repülés biztonsági szintjéig való eljutáshoz sok-sok súlyos baleset vezetett el és az azokból való tapasztalatok segítettek eljutni ide - Cifu).

16 sikeres Falcon 9 első fokozat visszahozást sikerült végrehajtani egymás után (megj.: ez csak a visszahozás, figyelmen kívül hagyva a tavaly szeptemberi balesetet). Igazából olyan nagy precizitással sikerül a visszahozás, hogy nem lesz szükség leszállólábakra, közvetlenül az indítóállásra le fogjuk tudni tenni.

 

Idén összesen 20 indítást tervezünk (az előadás időpontjáig 13 már sikerült), jövőre 30 indítást lesz. Fontos hogy minél több rakéta indítására legyenek képesek, kiemelve, hogy jelenleg évente átlagosan cirka 60 indítás zajlik, tehát ha sikerül a 30 indítást megvalósítani, akkor a SpaceX a világ összes orbitális indításának a felét fogja végrehajtani. ( Nos a valóságban azért csak 2017 szeptember végéig 64 indítás volt orbitális pályára, és idén még tervezve van 30-40, amelyeknek egy része lehet, hogy átcsúszik jövőre. Az évi 60 indítás maximum úgy igaz, ha a "nagyobb" hordozórakétákat vesszük csak figyelembe, de ez már erősen szubjektív meghatározás... - Cifu)

 

A Dragon v1 teljesen automatikusan képes az űrállomással randevúzni, a dokkoláshoz viszont szüksége van az űrállomás robotkarjára, a CanadaArm-ra, amely elkapja, és a megfelelő dokkolóporthoz mozgatja. A Dragon v2 (amely 2018-ban indulhat) közvetlenül az űrállomáshoz dokkol majd, teljesen automatikusan, emberi beavatkozás és a CanadaArm nélkül.

 

A SpaceX a Falcon 1-el kezdte, sokan azt látják, gondolják, hogy a Falcon 9 és a Dragon csak úgy hirtelen megjelent, de ez nem igaz, roppant nehéz úton jutottunk el ide. Az elején alig pár ember alkotta a céget, és senkinek sem volt tudta, hogy is építsen rakétát. Nem azért én lettem a fő tervezőmérnök, mert én akartam, hanem egyszerűen nem volt akit erre a feladatra felvegyek. Egyetlen (jó képességű tervezőmérnök) se akart csatlakozni. Így lettem én ez az ember, és az első három Falcon 1 indítás jól eltoltam. De a sors ránk mosolygott a negyedik alkalommal, az volt az első sikeres indításunk, és ma van annak az indításnak a kilencedik évfordulója.

 

A Falcon 1 egy igazán kis rakéta, cirka fél tonnát tud felvinni. Igen kicsi a Falcon 9-hez képest, amely a 30x akkora teherbírással rendelkezik, és képes az első fokozatát újra felhasználni, ami a rakéta egyik legdrágább eleme. Most jön az áramvonalazó kúp újrafelhasználása, és a végén úgy gondoljuk, mintegy 70-80% újrahasználhatóság elérhető a Falcon 9-el.

 

Remélhetőleg még idén elindulhat a Falcon Heavy, ami sokkal bonyolultabb lett, mint először gondoltuk. Egyszerűnek kellene lennie, mert két további Falcon 9 első fokozatot kötünk az első mellé, és kész. De nem így lett, gyakorlatilag mindent újra kellett tervezni a második fokozatot leszámítva, hogy a megnövekedett terhelésnek és hatásoknak ellenálljon. A végére a Falcon Heavy csaknem teljesen új jármű lett. De a gyorsító fokozatok készen vannak, és úton vannak Cape Canaveral felé.

 

Tehát elkezdtük tervezni a BFR-t. A BFR teljesen újrafelhasználható, és 150 tonnát képes felvinni. A lényege, hogy teljesen újrafelhasználható.

 

(Egy pár pillanatra itt a rakéták melletti képen a teherbírásukat mutatták be, a Falcon 9 és a Heavy esetében a teherbírásnál immár nem az újrafelhasználható módban, hanem az egyszer használatos módban elérhető teherbírást mutatva, így a Falcon 9 ugye ~23 tonnát, a Falcon Heavy ~63 tonnát tud felvinni, a BFR esetében egyszer használatos módban a teherbírás 250 tonnás értéket mutat)

 

Most jön a BFR bemutatása, 31 Raptor hajtómű, összesen 5400 tonnás tolóerővel, miközben a jármű indítási tömege 4400 tonna. A rakéta és az űrhajó átmérője 9 méter (korábban egy tweet üzenetben erre utalt - a 9 méteres átmérő az építéshez használt hangár méretéből fakadó korlát - Cifu). Az űrhajó maga 48 méter hosszú, üres tömege 85 tonna (a terv 75 tonnáról szól jelenleg, de ez mindig nőni szokott, tehát hagytunk 10 tonnát a tömegnövekedésre), 1100 tonnányi üzemanyag mellett 150 tonnányi terhet tud felvinni, és tipikusan 50 tonna terhet tud visszahozni.

 

 

Esszenciájában arról van szó, hogy összeépítjük a Dragon űrhajót és a Falcon 9 második fokozatát. Hátul a hajtóművek, előtte az üzemanyag-tartályok, majd a raktér, ami 8 emelet magas. A tavalyi tervhez képest újdonság a kis méretű deltaszárny, amely segít a légkörbe való visszatéréskor. A szárny (és a kilépőélein lévő vezérsíkok) segítenek a légkörbe lépéskor a megfelelő állásszög megtartásában, a visszahozott hasznos tehertől függetlenül.

 

A túlnyomásos utastér 825 köbméter, 40 kabinnal és nagy közös helységekkel, illetve egy napkitörésekkor használatos sugár-védet óvóhellyel. Az út ugye legalább 3 hónap, de akár 6 hónapig is tarthat, tehát feltehetően mindenkinek egy kabint szeretne, és nem csak egy széket. Egy kabinban 5-6 ember fér el, ha nagyon összepréseljük őket, de kényelmesen 2-3 ember elfér egy kabinban. Ezzel még mindig 100 embert tudunk a Marsra vinni egy úttal.

 

A jármű közepén vannak tehát az üzemanyag-tartályok, amelyek 240 tonnányi mélyhűtött metánt és 860 tonnányi folyékony oxigént tárol. A mélyhűtés 10-12%-nyi pluszt jelent, ami 40 tonna metánt és 60 tonna oxigént jelent pluszba. A metán tartályon belül van a készenléti tartály, amely a leszálláshoz szükséges, mivel nem hagyhatod, hogy a hatalmas (fő) tartályokban kavarogjon a leszálláshoz szükséges kis mennyiség.

 

A jármű végén vannak a hajtóművel. A Raptor hajtóművekből négy vákuumra optimalizált és két légköri változat lesz, de mind a hat kitéríthető. A vákuum hajtóművek kisebb mértékben, de a légköri hajtóművek nagy mértékben és nagyon gyorsan. Leszállásnál bármelyik a két légköri változat közül használható, tehát ha az egyik meghibásodik, semmi probléma, a másik redundanciát biztosít. Ezzel a leszállás kockázatát annyira közel szeretnénk a nullához, amennyire lehetséges.

A hajtóművek ISP-je (üzemanyag-hatékonysága) 330 másodperc tengerszinten és 375 másodperc vákuumban, de ez az első verzió, tehát potenciálisan ez tovább növelhető várhatóan még 5-10 másodperccel, illetve a 250 atmoszférás égéstéri nyomást 300 atmoszférásra növelhetjük majd remélhetőleg.

 

Az utántöltés a járművek végének összekapcsolásával valósítható meg, az üzemanyag-vezetékek összekötése egyszerű lesz, és könnyedén a tankerből a hajóba tölthető így az üzemanyag. A csatlakozáshoz az első fokozathoz kapcsolódó rögzítőelemeket használnánk fel újra. Az animáció alapján az áttöltés kis mértékű gyorsítással valósulna meg, amelyet a finom pozicionáló hajtóművekkel érnének el (tehát nem szivattyúzás lenne - Cifu).

 

Ha a rakéták teherbírását nézzük a Falcon 1-től (további konkurens vagy korábbi rakétákkal összevetve) a BFR-ig, akkor a fenti ábra szerinti helyzet van, az alsó végen a Falcon 1 fél tonnás teherbírással, a felső végen a BFR 150 tonnás teherbírással (megj.: az ábráról nagyon hiányzik a Blue Origin New Glenn rakétája és a NASA SLS hordozórakétája - Cifu). Érdemes megjegyezni, hogy a BFR nagyobb teherbírással bír, mint a Saturn V. még teljesen újrafelhasználható módban is.

 

De nézzük meg az indítási költségeket (itt a kép átrendeződik, a bal oldalon egymás után a BFR, Falcon 1, Falcon 9 és Falcon Heavy következik). Elsőre marhaságnak tűnik, de nem az. ( Itt egy kissé szétesett monológ következett; a fő mondanivaló az, hogy a rakétákat nem újrahasznosítható módban használni olyan, mintha egy Boeing 747 utasszállítót úgy akarnál eladni, hogy minden repülés végén összetöröd, mondván, hogy több utast vihet, ha nincs futómű, nincsenek leszálláshoz szükséges ívelőlapok, és az út végén az utasok majd ejtőernyővel kiugranának - de hát ez őrültség, így senki se venné meg. Tehát a teljes újrafelhasználás esszenciális a jövőben. - Cifu )

 

Itt azt láthatjuk, hogy a LEO pályára való feljutás után rendelkezésre álló Delta-V (függőleges vektor) és a felvitt tömeg (vízszintes vektor) hogyan arányul egymáshoz, ha nincs űrbéli utántöltés

 

Itt a második (felső) értékek akkor, ha egy utántöltést hajtanak végre

Ez a teljes feltöltés esetén, a diagram szerint 150 tonna hasznos teher esetén áll rendelkezésre 6km/s Delta-V, ami a tavalyi előadás szerinti Mars úthoz szükséges - de ezen felül kellene a leszálláshoz is tartalékolni...

Szintén nagyon fontos az orbitális pályán való utántöltés. Ha csak simán felküldjük a rakétát, akkor nem sokkal juthatunk messzebb, de ha tankereket küldünk utána, és újratöltjük, akkor 150 tonnát tudsz egészen a Marsig eljuttatni. Ha mindent újra felhasználhatsz, akkor csak az üzemanyagot kell fizetned, az oxigén ára extrém alacsony, ahogy a metáné is. Az automata randevú, dokkolás és újratöltés nagyon szükséges.

 

Eljutottunk oda, hogy hogy is fizessük ki ezt. Igazából ha nem is áttörés, de egy felismerés, hogy ha egy olyan rendszert építünk, amely kannibalizálja a saját szolgáltatásunkat, és a saját szolgáltatásunk redundáns lesz, ide sorolva a Falcon 9, Falcon Heavy és a Dragon űrhajót is. Akkor jobban járunk, ha egy szolgáltatással szolgálunk ki mindent, és erre fordítjuk az összes erőforrásunkat. A partnereink egy része viszont konzervatív, és először látni szeretné a rakétát párszor repülni, mielőtt megrendeli. Tehát azt tervezzük, hogy előre megépítünk egy adag Falcon 9 és Falcon Heavy rakétát illetve Dragon űrhajtó, készleteket felhalmozva belőlük, amiket újra lehet használni. Majd utána minden erőforrásunkat a BFR megépítésére fordítjuk. Abban bízunk, hogy a műhold-indításból és az űrállomás kiszolgálásából származó bevételünk elég lesz az induláshoz.

 

Nézzük ezeket. A műhold indításnál egészen új lehetőségeket nyújt egy 9 méter átmérőjű rakéta. Olyan új műholdakat lehet felvinni, amelyek majdnem 9 méter átmérőjűek. Ha egy új Hubble űrteleszkópot akarsz felvinni, akkor lehetőség van arra, hogy felküldj egy olyat, amelynek a tükör területe tízszer nagyobb, mint a jelenlegi Hubble-nak. Mindezt egyben, nem kell kihajtogatni semmit.

Egy úttal több műholdat lehet felvinni, a régi műholdakat be lehet gyűjteni, ahogy az űrszemetet is.

 

Szintén képesnek az űrállomás kiszolgálására. Tudom, hogy egy kicsit nagynak tűnik az űrállomáshoz képest, de az Űrsikló is nagynak nézett ki, mégis működött. Képes arra, amire a Dragon most képes, tehát ellátmányt vinni az űrállomásra, és arra is, amire a Dragon képes lesz, tehát hogy személyzetet vigyen fel.

 

Ennél messzebb is mehet, például a Holdra, a Hold felszínére, és mindezt úgy, hogy ott nem szükséges az üzemanyag-áttöltés. Egy magas elliptikus pályán hajtanánk végre az üzemanyag-feltöltést, majd leszállni a Holdon, és onnan visszatérni, úgy, hogy a Holdon nem szükséges az üzemanyag gyártását megoldani. Ezzel létre lehet hozni az Alfa Holdbázist, vagy valamilyen Holdbázist. Azt is sokan látni akarják, hogyan szállítjuk a raktérből a felszínre a terhet, egy daru segítségével. De a lényeg... szóval 2017-et írunk... úgy értem, már kellene egy Holdbázisnak lennie, mi a pokol folyik itt?

 

És természetesen a Mars. Hogy több-bolygón élő faj messze többet jelent, mint egy egyetlen planétán élő faj. Természetesen az első cél az, hogy leszálljunk a köves / poros talajon, úgy, ahogy korábban említettem. Felküldöd az űrhajót, újratankolod teljesen és elmész vele a Marsra. A Marson kell helyi üzemanyag-gyártás, a Mars légköre szén-dioxidban gazdag, és rengeteg vízjég van, ez CO2-őt és H2O-t ad, amiből gyárthatsz CH4-t és O2-őt. Ez a Sabatier-eljárás, amit már ismerünk.

 

Volt némi kritika, hogy miért használunk égést és rakétákat, amikor elektromos autókat gyártunk. Nincs mód arra, hogy elektromos rakétát gyártsunk, örülnék, ha lenne, de hosszú távon a napenergia segítségével a légkör szén-dioxidja és a víz segítségével gyárthatunk hajtóanyagot. Alapvetően tehát a Holdon és a Marson majdnem ugyanazt csinálnánk, csak a Marson mindenképpen szükség van hajtóanyag-készletezésre, hogy újratölthessük az űrhajót a visszaútra. A Marson kisebb a gravitáció, tehát nincs szükség a gyorsítórakétára, ahhoz, hogy a Mars felszínéről a Föld felszínére utazhassunk. Igaz ehhez a hasznos teher mértéke 20-tól... 20-50 tonna lehet.

 

Ez egy fizikai szimuláció, elég gyorsan érkezünk a légkörbe, cirka 7,5km/s sebességgel, a Marshoz nem szükséges ablatív (elégő) hőpajzs, tehát az egész olyasmi lesz, mintha csak a tesztálláson állnánk. Ez egy többször használatos hőpajzs, míg a Földi működésnél mindenképpen lesz némi elhasználódás (a pajzs ugye úgy véd a hőtől, hogy a felülete lassan elég - Cifu), a Mars légköre annyival kisebb sűrűségű, hogy itt nincs ilyesmiről szó. A szuperszonikus fékező manőver (sebessége) sokszorosa lesz a Falcon 9-esének, tehát nagyon figyelmesen kell eljárni. A lényeg, hogy a (Marshoz való beérkezés) sebesség(ének a) nagy részét a légellenállással el lehet "koptatni".

 

(A képfelirat szerint 2022-ben két teherhajó szállna le a Marson, megerősíteni a víz jelenlétét és a veszélyeket felmérni, energiaforrást, bányászati és létfenntartó eszközök az elkövetkező utakhoz.
2024-ben 2 teherhajó és 2 személyszállító hajó, további utánpótlás, a hajtóanyag-gyár felállítása, a kiinduló bázis felépítése)

Ez nem elírás. inkább egy erős kihívás. Tehát mi máris elkezdtük a rendszert építeni, a fő tartályokhoz való szerszámokat megrendeltük, a kiszolgáló épületeket elkezdték építeni. Az első űrhajó építését a következő év (tehát 2018) második negyedévében kezdjük, vagyis 6-9 hónap múlva elkezdjük az első hajót. Elég bizonyos vagyok benne, hogy 5 év alatt sikerül megépíteni és hogy 5 év múlva indításra kész lesz. 5 év elég hosszú időnek tűnik számomra. A (rendelkezésre álló) erőforrások lehetővé teszik, hogy ebben az időintervallumban megvalósítsuk. De ha nem is ebben az időintervallumban, nem sokkal később meg fog, gondolom. A fő cél ugyanakkor a Mars, a BFR segítségével hamarosan városokat hozhatunk létre. Legalább két teherhajót küldünk 2022-ben, további négy hajó, kettő ezekből személyzettel pedig 2024-ben fog leszállni. Az első a küldetéseknek a célja, hogy megtaláljuk a legjobb vízforrást, a másodiknak pedig hogy megépítsük az üzemanyag-gyárat. A hat leszállt űrhajó elegendő terhet vihet, hogy megépítsük ezt a gyárat. Ez a gyár hatalmas napelem-táblákból, illetve a vízjég bányászathoz és víz-feldolgozáshoz, valamint a légkörből való szén-dioxid kivonáshoz szükséges elemekből áll. Ezekből kell előállítani és tárolni a hajtóanyagot.

A város egyetlen hajóból indul, majd egyre több hajóból...

majd a város elkezd kiépülni és bővülni...

egyre nagyobb...

és nagyobb lesz.

Az idő folyamán jön a terraformálás, és az, hogy egy igazán szép hellyé alakítsuk.

Ha képes vagy arra, hogy egy Marshoz eljutni képes űrhajót építs, foghatod azt hajót, és lehetséges a Föld két pontja közötti szuborbitális repülés, amellyel egy órán belül el lehet jutni bárhova. A belső analízisünk erről igen érdekes eredményeket mutatott. Nézzék meg:

És ezzel véget is ért az előadás...