2022. július 3., vasárnap

Gyorskeresés

Útvonal

Cikkek » Az élet rovat

Űrhajózás összefoglaló 2021

"Szokásos" évi visszatekintés, mi minden történt az űrhajózás kapcsán az elmúlt évben.

[ ÚJ TESZT ]

Hol vannak a SpaceX konkurensek?

Miközben a SpaceX esetén már ott tartunk, hogy az a hír, ha egy első fokozatukat nem sikerül visszahozni, addig az őket csak követni próbáló ellenlábasokat mintha az ág is húzná.


A New Glenn rakéta útkereső súly- és méretmakettje (@Blue Origin)

A Blue Origin lenne a legkomolyabb kihívó, hiszen a hatalmas New Glenn rakéta a Falcon 9 koncepciójával, de nagyobb teherbírással és komolyabb háttérrel lépne ringbe. Csakhogy az anno még 2020-ra tervezett, majd 2021-re csúszott első indítás 2021 elején tovább lett tolva – egészen 2022 végére. A hivatalos indoklás szerint a legnagyobb csapás az volt, hogy az Amerikai Űrerők nem adott megbízást a New Glenn rakétára a Nemzetbiztonsági Űrindítási beszerzés második körében, azt az ULA és a SpaceX kapta meg, amely 5 év alatt összesen 30-34 indításos megbízást jelent. A cég mintegy 3 milliárd dolláros bevételt várt eredetileg ebből, ami minden esetre kicsit optimista megközelítés lehetett. Az minden esetre érdekes csavar, hogy az ULA a Blue Origin által szállított Be-4 hajtóművekkel rendelkező Vulcan rakétával pályázott, és nyert végül, míg a Blue Origin ugyebár elbukott.


A New Glenn eredeti küldetésprofilja, egyszer használatos második fokozattal (@Blue Origin)

Ami viszont egyértelmű, hogy az indítás eltolása mögött egy komoly technikai döntés is van. Nevezetesen 2021 nyarán kiderült, hogy a Blue Origin nem csak az első, de a második fokozatot is szeretné újra felhasználni. Leegyszerűsítve: a New Glenn a Super Heavy - Starship koncepció mentén lenne megvalósítva. Korábban ilyesmiről szó sem volt, és ez alapján a döntés mögötti motiváció egyértelmű az lehet, hogy a SpaceX Starship projektjének 2020-as fejleményei váratlanul érték a Blue Origint, amire reagálniuk kellett. Kérdés persze, hogy a Project Jarvis néven futó újra felhasználóható második fokozat szerepe mennyire kiemelt lett. Benne van a pakliban, hogy a Blue Origin elvetette az egyszer használatos második fokozatot, mondván, hogy a Starshippel csak egy teljesen újra felhasználható rakéta lehet versenyképes. E téren viszont hátrány lehet, hogy a Starship sokkal nagyobb, emiatt pedig a gazdaságosabb lehet indítás terén. Mivel a Blue Origin mindent a New Glenn eredeti méreteire tervezett (amely egyébként 45 tonnás LEO képességet jelent, ami alsó hangon is fele-harmada annak, amire a Starship lehet képes), ezért nem igazán reális, hogy hirtelen nagyobbat lép. Viszont még így is legalább a nyomába lehet a SpaceX-nek, amit a többi konkurens cég nem igazán mondhat el magáról.


Az NROL-82 indítás 2021 áprilisában Delta IV Heavy rakétával (@NRO)

Az United Launcher Alliance, vagyis ULA, amely hajdan szinte egyeduralkodó cégként lebzselt az űriparban, még a vehemens SpaceX ostrom ellenére is köszöni szépen, de jól van. Ugyan 2021-ben csak négy Atlas V. és egy Delta IV Heavy indításuk volt, de az állami megrendelések (mint a korábban említett Nemzetbiztonsági Űrindítási beszerzés második köre, amelynek a 60%-át kapták) miatt a jövőjük biztosított legalábbis egy ideig. Civil megrendelések terén a Boeing Starliner űrhajók és SierraNevada DreamChaser teherűrhajók feljuttatása az ISS-hez illetve az Amazon Kuiper műholdrendszeréhez 9 indítás megrendelése azért bizalomgerjesztő. Igaz, előbbi megrendelőknek nem volt túl sok választásuk, hiszen a SpaceX-en kívül csak az ULA rendelkezik amerikai földön a szükséges képességgel. Az Amazon féle megrendelés kettős kapcsolat, egyfelől számukra sem nagyon opció, hogy a műholdas adatkommunikációban konkurens SpaceX-el vitessék fel a saját műholdjaikat, másfelől viszont a Be-4 hajtóművek miatt eleve már van üzleti kapcsolat Jeff Bezos cégei és az ULA között.


Talán nem olyan médiasztár, mint Elon Musk, de az ULA igazgató Tory Bruno is jó érzékkel nyúl a közösségi médiához, például simán tweetel magáról cowboy-kalap szerű fejvédős képet (@Twitter)

Itt azért illik némi pátosszal megemlékezni Tory Bruno-ról, a cég vezérigazgatójáról is, aki akkor kapta meg posztját, amikor a cég hirtelen célkeresztbe került 2013-2014-ben. Az ULA ugyebár egy Frankenstein szörny, még az 1990-es évek végén az Egyesült Államok Védelmi minisztériuma egy tendert írt ki a katonai célú műholdak (a GPS Navstar műholdak is annak minősülnek!) indítására, és az EELV rövidítésű tender célja az volt, hogy versenyhelyzetet generálva csökkentse az árakat. A fő pályázók a Lockheed Martin és a McDonnel-Douglas lett volna, de utóbbit akkor vásárolta fel éppen a Boeing. Az eredményhirdetéskor pedig a Boeing happolta el a megrendelésállomány oroszlánrészét. Csakhogy rövid úton kiderült, hogy a cég feltehetően hozzájutott a Lockheed-Martin üzleti ajánlatához, vagyis ipari kémkedés árán érte el célját. Egy hosszú és keserű bírósági eljárásra végül az volt a javaslat (állítólag politikai körökből), hogy a két cég egyesítse a hordozórakéta-ágazatát, és közös leányvállalatukkal vállalja tovább a megbízásokat. Szó szót követett, és az ULA megalakult 2006-ban. Csakhogy innentől az EELV eredeti koncepciója dugába dőlt, hiszen az ULA-n kívül nem volt senki, aki pályázzon. Ennek következménye pedig várható volt – az ULA diktálta az árakat. Olyan szinten, hogy 2012-ben egy milliárd dollárt kapott a cég csak azért, hogy öt indítóállást és a különféle rakéták üzemképességét biztosítsa. Az indítási költségeken felül…


A 2021 december 7-én, az Egyesült Államok Űrerejének STP-3 küldetésének indítása Atlas V. rakétával (@ULA)

Ezt az ULA számára arany korszakot rombolta le a SpaceX 2013-tól kezdve, amikor nekiállt lobbyzni, hogy vizsgálják felül az adófizetők számára káros eljárást – ja, és mellesleg akkor inkább a SpaceX-nek adják piaci áron a megrendeléseket. A késhegyre menő vitákba pedig öreg barátunk, Dimitrij Rogozin, akkor még miniszterelnök-helyettesként is beszállt, mikor 2014 májusában kitweetelte, hogy Oroszország nem fog szállítani RD-180 hajtóműveket az Atlas V. rakétákhoz, amennyiben azokat az Amerikai Védelmi minisztérium céljaira használják fel. Mindez válasz lett volna a Krím-félsziget megszállása miatt Oroszország ellen bevezetett szankciókra, de mellesleg sikerült jó alaposan belerúgniuk az ULA gyümölcsöző kis üzleti pozíciójába. Ugyanis innentől nem volt kérdés, hogy az amerikai katonai rakétaindítási megrendelések függenek az ULA orosz hajtóműveinek rendelkezésre állásától, ami persze nemzetbiztonsági kockázat. Természetesen a SpaceX rögtön rámutatott, hogy van egy teljes egészében az Egyesült Államokban gyártott rakéta, amely erre a problémára megoldást nyújt: a SpaceX Falcon 9-ese…


Tory Bruno (bal oldalt), valamint Eren (középen) és Fatih Ozman (jobbra) pózolnak, miután bejelentgették, hogy a NASA CRS 2 megbízás keretében indul DreamChaser teherűrhajók Vulcan hordozórakétákkal indulnak a világűrbe (@SNC, Twitter)

Tory Bruno a Lockheed Martin rakétafejlesztési egységétől érkezett ekkor, aki a főiskolai tanulmányai óta a cégnél dolgozott, először mérnökként majd egyre inkább manageri, középvezetői beosztásban. Hozta magával a jó kapcsolatait az amerikai törvényhozásból és védelmi minisztériumból, amelyekkel sikerült a rogyadozó presztízsű céget átlendíteni a holtponton, sőt, ellentámadásba ment át. A politikai vitákban a döntés végül az lett, hogy az RD-180 hajtóművek idővel ki lesznek vonva a katonai megbízásokból, ám amíg nem tudja az ULA kiváltani azt, addig használhatja. A SpaceX ugyan elérte, hogy helyet kapjon a katonai megrendelések tenderein, de a nagyobb szeletet a megrendelésállományból még 2020-ban is az ULA kapta (akkor éppen 60-40 arányban). Ugyan az állami megrendelésekre fókuszálnak, de az ULA malmára hajtja a vizet az is, hogy aki a SpaceX-el szeretne versenyezni akár űrhajó, akár kommunikációs műholdak, akár más teher indítása terén, akkor jelenleg még mindig csak az ULA-hoz fordulhat az Egyesült Államokban. Így kvázi zsákolták a Boeing StarLiner és a SierraNevada DreamChaser indításokat is, és nem meglepő, hogy az Amazon is hozzájuk fordult a Projekt Kuiper műholdak indítása terén.


A Vulcan első fokozatának tartálymakettje megérkezik a Floridai összeszerelő hangárba 2021 február 22-én (@ULA)

Bruno a cég élére érkezése után a Vulcan hordozó rakétával válaszolt a kritikákra, amellyel kiváltják az Atlas V.-öt és a Delta IV Heavy-t, ismét teljes egészében amerikai hajtóművekre épül és mindez mellett még versenyképes lesz a kereskedelmi piacon is. No persze ez utóbbi érdekes kérdéskör, hiszen árban nem tűnik annak, de ahogy az előbb is említve lett, aki nem akar a SpaceX-hez menni egy komolyabb hordozórakétáért, annak az Egyesült Államokban nem sok választási lehetősége van per pillanat az ULA-n kívül. A Vulcan azonban a Blue Origin cégtől megrendelt Be-4 hajtóműtől függ, amelyek a New Glenn első fokozatát is hajtják majd. Amely csúszik bizony, eredetileg 2021-re kellett volna megérkeznie, de először 2021 nyarára, majd végére, végül 2022 elejére lett eltolva a leszállítás.


ULA promóciós kép arról, hogy a Vulcan-Centaur 2021-ben indul... (@ULA)

Ráadásul az Egyesült Államok Űrereje általi 2020-as megbízás egy kulcspontja az, hogy a Vulcan két sikeres indításon legyen túl mielőtt a titkos és fontos katonai műholdakat rábíznák. Ezzel csak az a probléma, hogy az ULA-nak ehhez kellett két civil megrendelő, aki bevállalja az első két út kockázatát. Az első az Astrobotic Technology cég Peregrine nevű Holdra szálló szondája, amely magával visz egy sor apró Hold-rovert (többek között a magyar Pulit is), illetve különféle tudományos, vagy éppen emléknek szánt eszközöket. A másik pedig a SierraNevada lenne a DreamChaser teherűrhajó változatával, amellyel majd a NASA által elnyert ISS ellátóút-szerződés első tesztrepülését hajtanák végre. Nem egyszerű tehát az ULA helyzete, a SpaceX vitán felül élre tört minden téren, érkezik a Blue Origin, és törnek fel a kisebb cégek is, ám még úgy tűnik, hogy legalábbis, de egy ideig stabil talajon állnak.


RocketLab Electron rakéták különböző stádiumban (@RocketLab)

Márpedig a fentiek után mindenképpen meg kell emlékezni a RocketLab-ról még. Peter Beck által alapított cég nagyjából azt az utat járja be, amit a SpaceX járt volna be, ha nem jön a CRS tender elnyerése 2007-ben, és közben (feltételes mód) nem mennek csődbe se. Az Electron elnevezésű kis rakétájuk a SpaceX Falcon 1-el állítható párhuzamba, és bár 2020-ban és 2021-ben is volt egy-egy sikertelen pályára állás (mindkét esetben a második fokozat hibájából), amivel 2021 végén 23 indításból 3 sikertelennel állnak, a cég meglehetősen stabil megrendelésállománnyal bír. 2022-ben például 12 indításra van megbízásuk, további 9 pedig le van kötve 2023-ra, így nem unatkoznak. Az Electron első fokozatát ejtőernyővel már három alkalommal visszahozták a tengerre irányított módon, és a céljuk az, hogy helikopterrel elkapják az ejtőernyőn ereszkedő fokozatot, hogy aztán újra felhasználhassák.


A 2021 márciusi Neutron-verzió - egy némileg összement Falcon 9.... (@RocketLab)

Viszont a jövőképénél először vissza kell menni 2021 márciusig, akkor mutatták be az Electronnál jóval nagyobb Neutron-t először. A rakéta akkor egy Falcon 9 redux koncepció volt - sokadik a sorban. 8 tonna @ LEO, újra felhasználható első fokozat, 4.5 méteres átmérő és az első fokozaton lehajtható leszállólábak, pont úgy, ahogy a Falcon 9 esetén, amely az óceánon egy hajóra vagy bárkára szállhat le - pont úgy, ahogy a Falcon 9. Csak 2024-ben fog először repülni...
Mindezt tették a mellett, hogy több lépcsőben sikerült bő 1 milliárd dollárnyi tőkét bevonniuk, így anyagilag kellően stabil alapokat biztosítani a továbblépéshez. Csak hát mégis... amire megérkezne, már esélyesen legalább egy, de lehet hogy több 100%-ban újra felhasználható rakéta lesz a piacon. Így pedig az éles versenyben elveszíthetik a kezdeti lendületüket.

2021 decemberben jött a fenti update videó, ami bizonyos szintig válasz erre a problémára. Az új Neutron alapvetően egy olyan első fokozat, amely a Falcon 9 első fokozatához hasonlóan tér vissza, ám a kialakításából fakadóan fix lábakkal bír, valamint az áramvonalazó kúpot nem leválasztja, hanem a rakéta orra négyfelé nyílik, és miután a raktérben lévő második fokozat elindult, bezáródik. Vagyis a "rakéta" külső burkolata végig azonos az induláskor és a visszatéréskor, nem kell a leválasztott áramvonalazó kúp megmentésén gondolkodni - hiszen a rakétatest része. A visszatérésnél még annyi csavar van, hogy már nem a tengeren várakozó bárka vagy hajó lesz leszállóhely, hanem az indítóállásra térnek vissza.


Az új Archemedes hajtóműről nem sokat tudunk, leszámítva, hogy egy klasszikus, gázgenerátoros, turpópumpás megoldásu (@RocketLab)

Az első fokozat hét új Archemedes hajtóművel bír, amelyek egyenként cirka 1075kN tolóerőt adnának le tengerszinten. A hajtómű (szemben az Electron rakéta Rutherford hajtóműveivel) teljesen "hétköznapi", gázgenerátoros üzemanyag-ellátással bír (a Rutherford ugyebár egy elektromotort és akkumulátorokat használt erre a célra), hajtóanyaga pedig folyékony oxigén és metán (a harmadik ilyen hajtómű az USA-n belül a Raptor és a Be-4 mellett). A cél a megbízhatóság, sokszori újra-felhasználhatóság és az egyszerű gyárthatóság.


Peter Beck, és a RocketLab választott szerkezeti anyaga, a szénszálas kompozit műanyag (@RocketLab)

A videón szemlélteti a rakétatest anyagválasztását is: egy lengőinga szerű kalapáccsal megütnek egy rozsdamentes acél (fricska a SpaceX Starship felé), egy alumínium és egy szénszálas kompozit műanyag lapot. A fémlemezek (amelyek semmiféle merevítéssel nem bírtak) természetesen behorpadtak, míg a szénszálas műanyag lap elnyelte az ütést. Elmondása szerint a RocketLab féle szénszálas kompozit nagyon könnyű és mégis igen erős, de ez egyértelműen a marketingről szól. A SpaceX anno kísérletezett a szénszálas kompozitokkal, de végül túl drágának és macerásnak minősítették a gyártást, és áttértek a rozsdamentes acélra - ezért a fricska.


A Neutron talán leginnovatívabb eleme a szétnyíló orr része (@RocketLab)

A Neutron újrafelhasználható módban 8 tonnát tud majd LEO-ra feljuttatni, míg egyszer használatos módban 15 tonnát. Amit nem győznek hangoztatni, hogy az elejétől fogva minél gyorsabban újra indítható rakétát szerettek volna építeni, amely azt jelenti, hogy az indítás után 24 órával már újra bevetésre kész a Neutron első fokozata, amelyet például egy tengerre visszatérő fokozattal nem lehetne megvalósítani.

Külön érdekesség, hogy a bemutató videóban elhangzik, hogy embereket szállító járműveket is indíthatnak. Amivel csak annyi a probléma, hogy jelenleg a Szojuzon és a SzenCsou-n túl nincs már olyan űrhajó, amely 8 tonnánál könnyebb lenne, így marad az, hogy egyszer használatos módban alkalmazzák az első fokozatot. Illetve az is lehet, hogy a RocketLab dolgozik egy űrhajósokat szállítani képes űrhajón is, amely legfeljebb 8 tonna. Vagy legalábbis tervez ilyesmit...

A fontosabb feltörekvő cégről is essen röviden szó:


A FireFly két jelenleg ismert rakétaterve - de a bal oldali még nem jutott el a világűrbe, a jobb oldali pedig még csak papíron létezik... (@FireFly)

A FireFly cég ambiciózus tervekkel vágott évekkel ezelőtt neki a piacnak, és az Alpha elnevezésű rakétájuk első példánya szeptember 3-án el is indult, ám az indítás után 15 másodperccel hajtóműhiba jelentkezett, majd két és fél perccel később, a hangsebesség elérésénél a rakéta instabil lett, ami miatt fel kellett robbantani. Jelenleg további 6 indítást terveznek még legalább az Alpha rakétával, ebből három kereskedelmi és NASA megbízású indítás. A nagyobb Beta rakéta a Falcon 9-hez hasonló módon újra felhasználható első fokozattal bír – majd. A jelenlegi tervek szerint a cirka 10 tonna hasznos terhet Föld körüli pályára feljuttatni képes rakéta első indítására 2024-ben kerülhet csak sor.


Az Astra 006 rakéta tesztindítás 2021 augusztus 29-én - sikertelenül

Az Astra nevű kis cég nehéz kezdésen van túl, a ’Rocket 3’ típusú kis rakétájuk, amely a pályától függően 25-150 kg-ot tud orbitális pályára feljuttatni 2020-ban úgy debütált, hogy az első rakéta több műszaki hiba miatti csúszás után egy tesztnél kigyulladt és megsemmisült az indítóálláson. Szeptemberben a következő Rocket 3 indítása után fél perccel műszaki hiba lépett fel, ezért a rakéta megsemmisítésre került távirányítással. A 2020 decemberi következő indítás már ígéretes volt, csaknem elérte a kijelölt keringési pályát, ám a második fokozat nem megfelelő hajtóanyag-keverési aránya miatt visszatért a légkörbe idő előtt. 2021 augusztusában az Egyesült Államok Űrereje (USSF) által adott két megbízásos indítás közül az elsőre került sor, ám rögtön az indítás után meghibásodás lépett fel, és a rakétát felrobbantották. Azonban november 20-án sor került a második USSF által fizetett indításra, amely immár teljes siker volt. Összesen öt NASA és három kereskedelmi indításra van jelenleg megbízásuk.


A Relativity Terran R rakéta rövid bemutató videója

A Relativity Terran-1 rakétájáról már volt szó, 1 250 kg-ot vihet LEO-ra fel, listaára 12 millió dollár. Egy-egy NASA és USSF demonstrációs indítás mellett egy sor kereskedelmi megbízásuk van, köztük az Iridium és a TeleSat műholdak pályára állításához. 2021 júliusában pedig bemutatták a Terran R koncepciójukat, ami egy töpörödött StarShip klón igazából, van egy függőlegesen leszálló gyorsító fokozat 7 darab metán-oxigén hajtóanyagú rakétahajtóművel (ők már a negyedikek az USA-n belül, csak szólok) és egy, a légkörbe siklásban visszatérő űrhajó egység, amely szintén függőlegesen száll le. Túl sokat nem árultak el róla, 20 tonna feletti LEO képességgel a Falcon 9 egyszer használatos konfigurációját „támadja”, illetve az Ariane 6 A64 vagy Angara A5 rakétákkal lenne egy szinten. Csakhogy teljesen újra felhasználható módban.


De most még csak itt tartanak - a Terran-1 első repülésre szánt első fokozata (@Twitter)

Kérdés persze, hogy a cég képes lesz-e finanszírozni a Terran R-t, ehhez 2020 novemberében 500 millió, 2021 júniusában további 650 millió dollárt sikerült befektetőktől biztosítaniuk. Ez önmagában még mindig nem feltétlenül lehet elég, ám ahhoz bőven sok, hogy a fejlesztést elkönyveljük ’Powerpoint rakétának’ vagy ’CGI rakétának’. A félelmetes benne pedig az, hogy velük együtt már nem kevesebb, mint három teljesen újra felhasználható hordozórakéta fejlesztése zajlik az Egyesült Államokban…


A Galactic Energy féle törpe Falcon 9 klón Pallas-1 rakéta fantáziarajza (@Weibo, Galactic Energy)

Csak egy bekezdés erejéig, de azért essen szó a kínai startupokról is, akik ugyan eddig csak szilárd hajtóanyagú rakétákkal érték el a világűrt (amelyek erősen emlékeztetnek katonai ballisztikus rakétákra), de egyre-másra jönnek a videók és bejelentések a különféle folyékony hajtóanyagú hajtóműtesztekről és helyből fel- és leszállást demonstráló repülési tesztekről. Ha ki kellene ragadni kettőt, akkor az egyik a Galactic Energy nevű cég, amely szilárd hajtóanyagú Ceres-1 rakétájukkal már elérték a világűrt, és fejlesztenek egy kisebb méretű Falcon 9 klónt Pallas-1 néven (4 tonna @ LEO képesség), valamint a LinkSpace, amely sikeresen végrehajtott egy, a SpaceX Grasshopper tesztjéhez hasonló 100 méteres magasságig. Bevallom nehéz követni ezen kis startupok helyzetét és a fejlesztések állapotát, ám az elmondható, hogy léteznek és igenis dolgoznak a háttérben.

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!

Előzmények

Hirdetés

Copyright © 2000-2022 PROHARDVER Informatikai Kft.