Űrhajózás 2024 - Összefoglalás

SpaceX Kivel is lehetne kezdeni, mint a jelenleg legmeghatározóbb céggel?A céggel, amely a Falcon 9 hordozórakétával és...

SpaceX

Kivel is lehetne kezdeni, mint a jelenleg legmeghatározóbb céggel?

A céggel, amely a Falcon 9 hordozórakétával és a Dragon űrhajókkal gyakorlatilag lassan monopol helyzetben érezheti magát. A Falcon 9 nagyszerűen működött az elmúlt években, noha 2024-ben többször is megbicsaklott az eddig meglehetősen jól teljesítő rendszer.

Július 11-én a StarLink Group 9-3 indítás kapcsán a második fokozat nem hajtotta végre a második begyújtást, amely kör alakú pályára emelte volna a fokozatot és az orrán a 20 darab StarLink v2 „mini” műholdat. Emiatt a pálya alsó pontja mindössze 135 km maradt, ami annyira alacsony, hogy a légellenállás miatt minden keringési periódussal 5 km-rel csökken a pályamagasság. A műholdak hajtóművei képtelenek voltak ezt kompenzálni, így végül elégtek a légkörben. A vizsgálat alapján a második fokozat oxigén tartályából szivárgás történt, ami a hajtómű körül látványos jegesedést okozott. Ez vezetett a működésképtelenséghez.


A 2024 július 11-ei Falcon 9 indítás kritikus pontja – a második fokozaton, jobbra látványos jegesedést lehetett megfigyelni

Az esetet rövid, alig két hetes indítási moratórium követte, majd 2024. július 25-én már jött a közlemény, hogy az FAA (Az USA légügyi hivatala) visszavonta az indítási moratóriumot, és a rakéta újra repülhet. A baleset ezzel együtt is rögtön két kritikus utat is érintett, a SpaceX Crew-9 űrhajós-csere utat az ISS-re, illetve a Cygnus teherszállító űrhajó útját szintén az ISS-re.

Csakhogy augusztus 28-án egy újabb baleset következett be, ezúttal a sikeresen végrehajtott StarLink műholdindítás után visszatérő első fokozatból a leszállás után lángok csaptak ki, és végül felborult. Az FAA újfent vizsgálatot kért a SpaceX-től, és annak eredményéig a Falcon 9 indításokat fel kellett függesztenie. A cég végül elérte, hogy az FAA újra megadja az indítási engedélyeket, indoklás szerint amiatt, mert a visszatérő első fokozatnál bekövetkezett anomália nem köthető össze az indításokkal.

Ezek után a NASA / SpaceX Crew-9 útnál a második fokozat „nem normális” fékező manővert hajtott végre, és nem az eredetileg meghatározott (és lezárt) Csendes-óceán déli régiójában ért vizet. Itt is zajlott vizsgálat, de leállítás végül nem történt.
Ez rámutat arra, hogy bizony a monopolszerű működésnek vannak kockázatai…

StarShip

A 2023 novemberi, második StarShip tesztrepülésnél az űrhajó elvesztésének oka azonosítva lett: mivel teher nélkül repült, viszont a tartályokban jelentős mennyiségű „tartalék” oxigén és metán volt, ezért a SuperHeavy leválása után egy oxigén-kifúvatásra került sor. Feltehetően ekkor, emiatt történt egy robbanás, ami végül a Musk által csak "Gyors, Előre nem tervezett Széteséshez" vezetett, és ezt lehet a kudarc okaként megnevezni.


A 2023 novemberi IFT-2 repülés fokozat-leválasztási pillanata

2024 áprilisi prezentáció

Elon Musk 2024. április 4-én tartott egy előadást a Texas déli részén található SpaceX StarBase területén, ahol először is hosszasan ecsetelte, miért is kell mindenképpen más bolygókra is eljutnia az emberiségnek, mindenekelőtt a Marsra.

Utána felvázolta a már említett tényeket: a SpaceX egyszerűen „A” hordozórakéta-cég, amely több rakétát indít mindenki másnál, és egyedüliként hoz vissza komplett fokozatokat (a videó idején 291-nél jártak).

A tervek között szóba került, hogy két indítótorony lesz Texasban a StarBase területén, illetve kettő Floridában, Cape Canaverelben. Az is szóba került, hogy 2024 áprilisában 4 SuperHeavy és 4 StarShip áll készen a StarBase területén, és a tervek szerint további 6-6 készül el még 2024-ben. A gyártási ütemet pedig jövőre növelni fogják.


A Raptor 1, 2 és 3 hajtómű főbb adatai - látványos a harmadik változat egyszerűbb szerkezeti felépítése is...

A Raptor hajtóművek fejlesztése következett, ahol egyfelől kvázi bejelentette a Raptor 3 hajtóművet, amely jelentős teljesítmény-javulást mutat fel, 280 tonnás tengerszinten mért tolóerő, szemben a 185 tonnás Raptor 1 és 230 tonnás Raptor 2 értékével. Az is figyelemre méltó, hogy az egyik Raptor 2-n az 569-es sorszámot lehet olvasni. Ha ez tényleg a gyártási sorszáma, akkor a SpaceX valami irgalmatlan ütemben gyártja az amúgy világszinten is éllovas hajtóműveit.


...de a valódi hajtóműveken még látványosabb...


Innen rögtön rá is fordult a Starshipre, egész pontosan a Starship 2 és 3 jelzéssel jelölt változatokra. A SuperHeavy – Starship szintén további finomításon esett tehát át, ahogy szinte minden évben eddig.

Az első feltűnő dolog, hogy a Starship 2 teherbírása „csak” 100+ tonnában van megadva. Érdemes megjegyezni, hogy ez volt 250 tonna is korábban, jóval kisebb induló tömeg esetén, de a jelek szerint további visszalépés (vagy inkább a realitásokhoz való közeledés) következett be, amit majd a Starship 3 fog kiköszörülni, ami újra 200+ tonnás értéket kap – jelentősen nagyobb méretek és indulótömeg árán.


A SuperHeavy és a Starship is sokkal több üzemanyagot visz magával, az előbbi bő 10%-al (3300 -> 3650 tonna), utóbbi viszont 23%-al (1250 -> 1600 tonna).

A Starship 3 még egyet csavar ezen – itt a SuperHeavy 4050 tonna, a Starship 2300 tonna üzemanyagot visz már magával – igencsak többet, mint a korábbi tervekben. A hossz is jelentősen nőtt, a Super Heavy 3 már 80 méter hosszú lesz, míg a Starship közel 70 méter, így a teljes magasság a 150 métert is elérheti. A látványosabb változások közé tartozik, hogy a Starship korábban 3 tengerszinti, és 3 vákuumra optimalizált hajtóművet kapott, most ez 3+6-ra változott.

Amin sokan megrökönyödtek utólag, az a költségek részletezése. A Falcon 9 első fokozata esetén 40 indításos élettartammal számolnak jelenleg, a SuperHeavy / StarShip páros esetén ez várhatóan 100 felett lesz, így pedig egy-egy StarShip 3 indítás költsége akár 10 millió dollár alá is lemehet.

Viszont amiről kevesebb szó esett, azok a határidők, persze voltak elejtett dátumok, de ezeket Musk szájából nehéz komolyan venni, sajnos. Márpedig az egyértelmű, hogy bár nagy lépésekkel halad a fejlesztés, de jelentősen késnek a korábbi céldátumokhoz képest. Ez leginkább az NASA Artemis III útjához tervezett HLS holdkomp kapcsán került a hírekbe, de erről még lesz szó – röviden: tény, hogy a HLS is súlyos késéseket szedett össze, de messze nem ez a legnagyobb lyuk az Artemis-program holdraszállás jelenlegi ütemtervében.


A dearMoon út tervezett személyzete...

A Starship csúszások nem csak a NASA, de a kereskedelmi megrendelések terén is következményeket hoztak. 2018-ban Maezawa Juszaku hatalmas összeget tett le a SpaceX asztalára egy Hold-megkerülés útért cserébe. A Starship számára ez hatalmas megrendelés volt, csakhogy akkor még az volt a mondás, hogy ez azért pár éven belül megvalósulhat. A DearMoon névre hallgató projekt ki is válogatta azokat a művészeket és influenszereket, akik a japán milliárdos utastársai lettek volna. Az út tervezett indulása 2023 vége előttre volt datálva, de aztán mindössze egy „egy picit tovább fog tartani” kommentre futott az időpont megjelenése után. Csakhogy Juszaku megunta a várakozást, 2024 június elsején bejelentette, hogy köszöni szépen, de az indítás dátuma körüli bizonytalanság miatt inkább visszalép. Indoklása szerint az, hogy mivel még csak határozott dátum sincs, mikor repülhetnek, így gyakorlatilag megakasztották a saját életében kitűzött terveinek megvalósulási lehetőségeit, amit nem kíván tovább tologatni.

IFT-4 repülés

2024. június 6-án került sor a negyedik StarShip tesztrepülésre, ennek az útnak a főbb céljai a SuperHeavy részéről egy sikeres „0” sebességű állapot visszatérésnél a Mexikói-öböl felszíne felett, tehát imitálják azt, hogy elkapják az indítótorony karjai. Ez tökéletesen sikerült.


A SuperHeavy fokozat IFT-4 úton végrehajtott "tengerre szállása"

A másik fő cél a sikeres szuborbitális repülés, ahol az első két kísérlet elvérzett. Noha a hővédő téglából elveszett jó pár, és megsérült az egyik orr-vezérsík, az űrhajó maga sikeresen teljesítette az utat az előre eltervezett pályán és az Indiai-óceán felett egy leszállást imitáló manőverrel zuhant végül a vízbe.

IFT-5 tesztrepülés

2024. október 13-án került sor az ötödik tesztrepülésre, amelyet a Booster 12 és a Ship 30 jelzésű párossal hajtott végre a SpaceX. Az út elsődleges célja a SuperHeavy fokozat sikeres visszahozatala, amelyet az indítóállvány két „evőpálca” szerű karjával hajtanak végre és a fokozaton elhelyezett rögzítést kapja el. Az űrhajótól magától az IFT-4 repülés megismétlését várták, de újfajta hővédő pajzs elemeket tesztelnek.


Az IFT-5 repülés kulcspillanata: a fokozat lefékezve a karok közé manőverez

Az út teljes siker volt, a visszatérő gyorsító fokozatot hét perccel az indítás után sikeresen elkapták az indítóállvány karjai. Az űrhajót maga pedig 212 km-es pályacsúcsú szuborbitális repülés után az Indiai óceánra tért vissza 66 perccel az indítás után. Az űrhajó a terveknek megfelelően függőleges pozícióba manőverezte magát és egy leszállást imitált, majd lekapcsolva a hajtóműveit beleveszett az óceánba.

IFT-6

Alig több, mint egy hónappal később, november 19-én került sor a hatodik tesztútra, a Booster 13 és Ship 31 páros útja eredendően kockázatosabbnak indult. A cél egy meredekebb visszatérési profil tesztelése volt, amely direkt a számított határértékekig terhelte az űrhajót. A cél az volt, hogy gyakorlati repüléssel támasszák alá a szimulált adatokat. E téren az út teljes siker volt, bár látható volt sérülés az űrhajó vezérsíkjai és a hővédő pajzs terén, ennek ellenére sikeresen a kijelölt helyen imitált egy leszállást az űrhajó az Indiai-óceán felett.


Azonban a gyorsítófokozat visszahozását menet közben megszakították és végül a Mexikói-öbölbe irányították, ahol függőlegesen végrehajtotta a vízfelszín felett a fékező manővert, majd oldalára fordult és felrobbant. Az utólagos SpaceX bejelentés alapján az indító- és elfogó torony vezérlőszámítógépének hibája vezetett oda, hogy a visszahozatalt nem a tervek szerint hajtották végre.

Ezzel együtt a Booster 13 és a StarShip 31 által végrehajtott út volt az un. Block 1 (nem hivatalos megnevezés) StarShip konfiguráció utolsó útja.

StarShip Tervek 2025-re

Az FAA számára megküldött technikai részletek alapján egyre inkább úgy tűnik, hogy kétfelé nyílik a StarShip rövidtávú jövője. Egyfelől az engedélykérések között egy 181 és 381 km közötti LEO pályára állás kerül szóba, ez leginkább a StarLink v2 műholdak pályára állításához lesz szükséges. Úgy tűnik, hogy ha jól haladnak a tesztek, akkor hamarosan már valódi műholdindításokra is sor kerülhet.

A másik irány az Artemis HLS küldetés, amely egy Hold körüli pályára állást jelent. Ehhez először az űrbéli újratankolást kell bizonyítani, ez várhatóan 2025 márciusában fog megtörténni, és azt várják, hogy 2025 nyarán sikeresen le is zárul ez a tesztrész. A kikerült információk alapján a SpaceX HLS két újratankolást fog végrehajtani, egyet még LEO pályán, majd még egyet egy erősen elliptikus pályán.


A StarShip 33 tesztűrhajó 2024 decemberében

A StarShip 33-tól (IFT-7 út) kezdve számtalan jelentősebb módosítás került végrehajtásra a vezérsíkoktól kezdve az un. header-tankok (tartalék-tartályok) kialakításán át a raktérajtóig. A Ship 33 lesz várhatóan az IFT-7 repülés tesztjárműve, ez az első Block 2 változat, 2024 decemberében előkészítve és hajtóműteszteket végrehajtva vár az útra. Egy űrhajó (S34) teljesen készen, egy (S35) pedig a végső összeépítés alatt. A gyorsító fokozatok közül a Booster 12 (B12), amely az IFT-4 úton visszatért az indítótoronyhoz félre lett állítva a „rakéta kertben” (rocket garden), feltehetően nem repül többet. A B14 előkészítve az IFT-7 repülésre, a B15 készen már a hajtóanyag-töltési teszteken is túl van (de hajtóműteszt még nem volt), a B16 pedig teljesen összeépítve várja a teszteket.

Polaris Dawn

2021-ben az Inspiration4 civil űrút kapcsán Jared Isaacman, a Shift4 fizetési tranzakciók feldolgozásával foglalkozó cég alapítója már járt a világűrben egy Dragon fedélzetén. Az általa pénzelt utat már akkor is csak előfutárként harangozták be, és ezt meg is fejelték a Polaris programmal. A program három lépcsőt vázolt fel, amelyek a civil űrküldetésekben úttörő szerepet szeretnének járni – hasonlóan, mint az Inspiration4 út. Közös bennük, hogy a küldetésekben Isaacman lesz a parancsnok, mellette pedig vagy tehetős civilek, vagy a SpaceX szakemberei ülnek majd. Az első út a Polaris Dawn elnevezést kapta, és három fő célt tűztek ki:
Először is az első civil űrsétát, ami már csak azért is érdekes, mert a Crew Dragonból még nem végeztek ilyet, illetve a SpaceX által tervezett űrruhával hajtanák végre. A másik nagy „ugrás” egy erősen elliptikus pálya, amelynek a kezdeti csúcspontja 1400 km magasan lenne, ezzel pedig a holdutazásokat leszámítva a Földtől legtávolabbi űrrepülés lenne. A nagy magasságba lépés célja a sugárzással kapcsolatos mérések és kísérletek végrehajtása. Végül pedig az egészet megfejelnék azzal, hogy lézeres adatkommunikációt használnának.


Jared Isaacman, Sarah Gillis, Anna Menon és Scott Poteet, a Project Dawn űrhajósai

Eredetileg 2022 decemberében indult volna a világűrbe, de a sűrű indítási program és a jobb felkészülés miatt elhalasztották, és 2023 elejére tolták. A „jobb felkészülés” feltehetően a SpaceX űrsétára alkalmas űrruháját takarta, amely ugyanis igencsak késett. Végül 2024 szeptember 10-én, sokszori halasztás után indult el világűrbe a C207.3 „Resilience” űrhajó fedélzetén a négy privát űrhajós.

A pályacsúcsot először 1400 km-es magasságig emelték az űrhajó hajtóműveivel, majd finoman 730 km-re módosították. Menet közben pedig csökkenteni kezdték a belső légnyomást az űrsétához való előkészület részeként. Az utazás harmadik napján a legénység belebújt az EVA űrruháikba, amelyek köldökzsínóron keresztül csatlakoztak az űrhajó létfenntartó rendszeréhez. Az űrruhákban tiszta oxigént lélegeztek be, amire a tovább csökkentett légnyomás miatt volt szükség – a csökkentett légnyomásra pedig azért, hogy minél kevésbé fúvódjon fel az űrruha. Mivel zsilip nem állt rendelkezésre, ezért az egész űrhajót ki kellett tennie a vákuumnak, ahogy végül a motorizálttá alakított ajtó kinyílt. Először Isaacman, majd Gillis lebegett a bejárathoz, ahol egy fém létrán állva másztak ki, ám a lábuk végig az űrhajó belsejében volt. Mindketten valamivel több, mint 7 percig végeztek így „űrsétát”, majd visszatértek az űrhajó belsejébe, az ajtót becsukták és nekiálltak a túlnyomás újbóli létrehozásának.


Isaacman az űrsétája közben

Az űrhajó végül szeptember 15-én visszatért a Mexikói-öbölbe, és teljes sikerrel hajtották végre a programot. Az út eredetileg a Polaris második küldetését vezette volna fel, ami a Hubble űrteleszkóp részleges javítását és pályaemelését takarta volna, nagy részt Isaacman költségén, ám 2024 júniusában a NASA több körös vizsgálat után úgy döntött, hogy nem járul hozzá ahhoz, hogy a HST civil javítóút célpontja legyen.


A második Polaris küldetést felvázoló SpaceX prezentáción látható ábra, amelynél a Hubble űrteleszkópot a Dragon műszaki moduljához csatolva emelnék meg a pályáját

A harmadik Polaris út az első embert szállító StarShip út lenne. Erről viszont semmi többet nem tudni azóta sem.

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!