Koja raketa koju danas ima Amerika može da ponese najveći teret u orbitu? Odgovor je prost: unapređena “Delta IV Heavy”[1] kompanije “ULA” (“United Launch Aliance”) može da sa Cape Canaverala odnese na nisku orbitu (LEO) 28,8 tona ili 14,2 tone na geostacionarnu transfernu orbitu (GTO). Na priličnoj udaljenosti prati je “Atlas V 551”, koja u LEO može da ponese 18,5 tona odn. 8,7 tona na GTO. “Falcon 9 FT” kompanije “SpaceX”, sa nosivošću od 13 tona na LEO, zauzima vredno ali ipak skromno treće mesto. Sve do juče, jer je kompanija Elona Muska objavila prve detalje o maksimalnoj nosivosti njihovog čeda i sada znamo da može da ponese 22,8 tona na LEO ili 8,3 tone na GTO (odn. 5,5 tona ako se spašava prvi stepen[2]). Ovaj nagli porast nosivosti čini “Falcon 9” ne samo drugom najmoćnijom raketom u Americi, već i jednom od najmoćnijih u svetu.
Zvanične karakteristike „Falcona 9“ i „Falcona Heavy“ prema podacima „SpaceX“. (SpaceX).
Kako je moguća ovako drastična promena nosivosti bez kompletnog redizajniranja rakete? Pa, treba se setiti da je cifra od 13 tona bila objavljena u vreme kada je opisivana verzija „v1.1“ rakere „Falcon 9“. Čuo se vox populi da je „Falcon 9 FT“ jača verzija, ali je „SpaceX“ navodio da se radi o istoj nosivosti kao i kod prethodne verzije, pokušavajući da spreče nagađanje o potrošnji goriva u manevru spašavanja prvog stepena. Možda ovo izgleda čudno, ali postoji još makar nekoliko tajni koje okružuju „Falcon 9“.
Prvi stepen rakete „Falcon 9 FT“ prilikom sletanja na splav. (SpaceX).
Me]utim, izgleda da se nove brojke ne odnose na trenutnu nosivost „Falcona 9 FT“ već na buduću verziju koja će ući u upotrebu do kraja godine (Musk dixit). Da stvar bude komplikovanija, ostaje nejasno da li će se nova verzija zvati isto tako ili „Falcon 9 FT v1.2“[3], što je nezvanična oznaka za „Falcon 9 FT“, koja bi onda trebala da se zove „F9 FT v1.1“ ili samo „FT“. Ako ti se kao i meni (po)malo smučilo od tolikih oznaka verzija, to je normalno. Musk se oduvek zgražavao nad akronimima i skraćenicama koje obilato koriste NASA i aeronautička industrija (a tek vojska!), i zato najviše voli da sve verzije „Falcona 9“ zove jednostavno „Falcon 9“ i ništa više. To bi bilo lepo da se slučajno ne radi o potpuno drugačijim raketama.
Sa leva na desno: “Falcon 1”, “Falcon 9 v1.0”, tri verzije “Falcona 9 v1.1”, i dve verzije buduće “Falcon Heavy”. Sve tri verzije “F9 v1.1” već su letele, ali nijedna “F Heavy” još uvek nije.
„Falcon 9 v1.0“ i „Falcon 9 1.1“. (SpaceX).
„Falcon 9 v1.0“. Prvi let je izveden 2010. To je dvostepena kiseoničko-kerozinska raketa koja je prestala da leti 2013. da bi bila zamenjena sledećom verzijom. Od 5 lansiranja sva su bila uspešna.
Da se podsetimo. Originalni „Falcon 9“, retrospektivno poznat i kao „F9 V1.0“ ili „F9 Block 1“, imao je probni let 2010. godine. Ta raketa je bila duga 53 metra i na lansiranju teška oko 320 tona, i mogla je da sa Cape Canaverala ponese oko 9 tona na LEO i 3,4 tone na GTO (svi sledeći brojevi nadalje u textu odnose se na C. Canaveral, pošto je to lansirno mesto koje omogućava veću nosivost rakete zbog svoje geografske širine). Nakon obavljenih pet lansiranja, „v1.0“ je 2013. zamenjena „Falconom 9 v1.1“. Iako ima isto ime, radi se o potpuno drugačijoj raketi, mnogo dužoj (70 metara) i težoj (506 tona na lansiranju). Opremljena sa 9 novih motora „Merlin 1D“ – umesto pređašnjih „Merlin 1C“ – aranžiranih u prvom stepenu na drugačiji način („octaweb“), nova raketa je mogla da podigne na nisku orbitu oko Zemlje 13 tona, ili 4,9 tona na GTO. Bila je ukupno lansirana 15 puta, sa samo jednim neuspehom.
Konfiguracija sa 9 motora „Merlin 1C“ na raketi „F9 v1.0“. Svaki motor je bez goriva i maziva težak 470 kg a visok 2,92 metra. Prilikom rada, u komorama za sagorevanje stvara se proitisak od skoro 68 atmosfera! Visoka temperatura u komorama ui u mlaznicama snižava se kruženjem kerozina koji teče sistemom za hlađenje u količini od 45 kg/sec. (SpaceX).
Konfiguracija sa 9 motora „Merlin 1D“ na raketi „F9 v1.1 i FT“.
2015. godine „SpaceX“ je predstavio „Falcon 9 FT“ („Full Thrust“), prividno sličan sa „v1.1“ ali teži (40 tona više na lansiranju), sa jačim unapređenim motorima „Merlin 1D+“, i ostalim tehničkim poboljšanjima. Stvarne performanse „FT“ nikad nisu javno prezentovane, ali eksperti procenjuju da bi na LEO mogla da ponese 17 tona – drugi izvori pominju čak 21 tonu – i 6,5 tona na GTO, što joj daje za pravo da se pogleda oči u oči sa „ULA“-inim „Atlasom V“[4]. Na kraju, naredna verzija bi trebalo da ima svoj debi ove godine („F9 FT v1.2“?) Najavljuju da će moći da na LEO podigne 22,8 tona a na GTO 8,3 tone (4,02 tone na trajektoriju ka Marsu) jer će moći da ponese skoro 10 tona više goriva dok će se snaga motora „Merlin 1D“ povećati na 775 tona na lansiranju umesto 700.
Svaki dvostruko poboljšani „Merlin 1D“ će stvarati potisak od 914 kN, što je skoro 50% više od prve verzije „Merlina 1D“ i dvostruko više od „Merlina 1C“ (!) Gorenavedeni teret je maksimalni za misije koje ne žele da sačuvaju prvi stepen. U suprotnom slučaju, nosivost na GTO je ograničen na 5,5 tona, i misije koje lansiraju satelite „SES-9” (nosivost na LEO orbitu za misije koje žele da spasu I stepen nepoznata je). To znači da ćemo gledati još sletanja I stepena na splavove uz pomoć samo 3 motora kao u ovoj misiji.
Performanse svih verzija „Falcona 9“. U zagradama su podaci za slučaj da se I stepen spašava radi sledećeg korišćenja.
Nosivost u tonama različitih verzija „Falcona 9“. Plavo je teret na LEO a zeleno na GTO:
„Falcon 9“. (SpaceX).
„Falcon 9“ i super-teški „Falcon Heavy“. Musk kaže da će ovaj drugi da nosi preko 50 tona!. Kao jezgro će poslužiti standardna raketa „F9“, dok će bočni busteri biti napravljeni od prvih stepeni „F9“.
„Falcon Heavy“ („FH“) će moći da na LEO orbitu ponese 54,4 tone, što će je načiniiti najjačom raketom u upotrebi sve do debija Nasine rakete „SLS“ 2018. godine. „FH“ će moći da ponese 22,2 tone na GTO ili 13,6 tona na putanju za Mars (ovo su podaci za „non-recoverable“ verziju; za onu drugu se samo zna da će nositi 8 tona na GTO). Zna se da „Falcon 9“ košta \(62 miliona po lansiranju (do 2013. bilo je \)54 miliona) ako se I stepen ne spašava (cena za verzije sa spašavanjem nije poznata, ali se govori o ~\(40 miliona). Cena za „FH“ će biti oko \)90 miliona za verziju sa spašavanjem, ili \(135 miliona ako se prvi stepen ne spašava za sledeće lansiranje.
Lansiranje „Falcona 9 FT“ (SPX/CRS-8/NASA).
Cena je porasla, kako je i bilo za očekivati, ali je ostala kompetitivna sa „ULA“ ili „Arianespace“ (oni lansiraju „Ariane A64“ za najmanje €90 miliona). Zato ne čudi da je „SpaceX“ uspeo da sruši monopol kompanije „ULA“[5] u vojnim misijama i potpiše ugovor sa Vojnim vazduhoplovstvom (u ovom slučaju lansiranje GPS satelita nove generacije 2018. godine[6]). Danas Pentagon plaća oko 300 miliona dolara za svako lansiranje „Delte IV Heavy“, rakete čija je nosivost upola manja od buduće „Falcon Heavy“. Obzirom da se radi o cenama u slučaju spašavanja prvih stepeni, ostaje da se vidi da li će „SpaceX“ biti u mogućnosti da to obavi (ah, ta večna misterija!), ali u ovom trenutku niko ne sumnja da kompanija „SpaceX“ zauzima čvrste pozicije u ovom sektoru.
Kapaciteti u tonama nekoliko raketa. Plavo je teret na LEO a zeleno na GTO. „SLS“ će imati nosivost od najmanje 70 tona na LEO, ali će ona verovatno biti još veća. Ostale verzije će imati još veće cifre.
[1] Motori RS-68 su zamenjeni jačim RS-68A, što je povećalo snagu za 190 kN (na 3.137 kN) a spec. impuls za 5 sec. (na 414 sec.).
[2] Kao što se zna, I stepen se sopstvenim motorom ili vrraća na kosmodrom ili sleće na jedan od splavova na otvorenom okeanu. Za taj manevar treba mu određena količina goriva koju mora da sačuva, te je nosivost čitave rakete malo umanjena.
[3] Ma privatnik je napravio zabunu sa tim oznakama! Kako ja shvatam, prva verzija je bila „F9 v1.0“, a onda se 2013. pojavila verzija „F9 v1.1“ koja je bila 60% teža i zbog jačih motora 60% jača od prve verzije. Time je nosivost na LEO sa nekih 9.000 kg povećana na 13.150 kg. Potom se krajem 2015. pojavila modifikacija „F9 v1.1 F(ull) T(hrust)“, poznata i kao „F9 v1.2“, ali i kao „Enhanced Falcon 9”, “Full-Performance Falcon 9”[47] i “Falcon 9 Upgrade”[48]. Čak se negde pominje da joj je originalni naziv bio “Reusable Falcon 9” ili “Falcon 9-R”, jer su prvi stepeni mogli da kontrolisano slete na zemlju (ili okean) i budu ponovo iskorišćeni.
[4] Na Wikipediji piše da može da ponese na LEO 9,8-18,8 tona. Poznate su po tome što u I stepenu koriste ruske motore RD-180.
[5] Kompaniju su 2006. formirali „Boeing“ i „Lockheed Martin“ radi monopolskog lansiranja satelita za vojsku i Nasu. „ULA“ poseduje 3 rakete: „Delta II”, “Delta IV” i “Atlas V”. Porodice ovih raketa lete već više od pola veka.
[6] Vojska je 2012. odbila ponudu „SpaceX“ da lansiraju GPS satelit za \)79,9 miliona, a sada su bili prinuđeni da prihvate istu ponudu ali za $82,7 miliona.
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
