W najbliższych tygodniach planowane jest zakończenie ostatniej misji w ramach pierwszego kontraktu CRS, wystrzelenie drugiego satelity GPS nowej generacji, a także kolejnej serii satelitów Starlink. SpaceX przygotowuje się również do pierwszej misji załogowej oraz do testów nowego egzemplarza testowego statku Starship.

Zakończenie misji CRS-20

Na poniedziałek 6 kwietnia zaplanowano zakończenie misji CRS-20, która rozpoczęła się 7 marca. Statek Dragon dostarczył na Międzynarodową Stację Kosmiczną blisko dwie tony zapasów, sprzętu i eksperymentów naukowych, w tym między innymi platformę Bartolomeo, która została zainstalowana na zewnątrz stacji. Odłączenie kapsuły od ISS zaplanowano na godzinę 15:52 czasu polskiego (13:52 UTC). Po tym statek zostanie zdeorbitowany i wyląduje na spadochronach w Oceanie Spokojnym. 

Jako że będzie to ostatnia misja kapsuły Dragon 1 w ramach pierwszego kontraktu CRS, będzie to także ostatnie jego lądowanie w tym oceanie. Podczas kolejnych misji, przeprowadzanych przy użyciu statku Dragon 2 w ramach drugiego kontraktu na misje zaopatrzeniowe na ISS – CRS2 – kapsuły będą lądować w Oceanie Atlantyckim. 

Dragon 2, który będzie używany w czasie misji zaopatrzeniowych na Międzynarodową Stację Kosmiczną, ma o 20% większą pojemność w stosunku do używanego obecnie Dragona 1. Nowa kapsuła, która jest towarową wersją załogowego statku Dragon, jest zaprojektowana do odbycia pięciu lotów – dla porównania Dragon 1 mógł zostać użyty maksymalnie trzy razy. Pierwsza misja Dragona 2 w ramach kontraktu CRS2 zaplanowana jest na jesień 2020 roku.

Najbliższe starty

W kwietniu zaplanowano przeprowadzenie siódmej misji z satelitami Starlink. Podczas tego lotu na niską orbitę okołoziemską (LEO) ma trafić kolejna seria sześćdziesięciu satelitów budowanej przez SpaceX konstelacji, mającej świadczyć usługi dostępu do Internetu. Obecnie nie jest znana dokładna data startu rakiety Falcon 9 z misją Starlink-7. Dotychczas firma umieściła w przestrzeni kosmicznej 360 satelitów, z czego ostatnie 60 zostało wystrzelonych w czasie misji Starlink-6 w marcu.

Na 29 kwietnia zaplanowany jest start rakiety Falcon 9 z platformy startowej SLC-40 na Cape Canaveral na Florydzie z misją wyniesienia satelity GPS III SV03. Jest to trzeci egzemplarz z serii najnowszej generacji satelitów nawigacyjnych należących do Sił Kosmicznych Stanów Zjednoczonych. Od poprzednich, wciąż operacyjnych wersji, wyróżniają się one między innymi możliwością zapewniania dokładniejszych sygnałów nawigacyjnych przy wydłużonym okresie użytkowania. Dwa poprzednie satelity nowej generacji, SV01 i SV02, wyniesione były kolejno w grudniu 2018 roku oraz w sierpniu 2019 roku, pierwszy z nich na rakiecie Falcon 9. Satelitę GPS III SV03 nazwano Columbus, na cześć Krzysztofa Kolumba, SV01 i SV02 natomiast noszą imiona Vespucci oraz Magellan. SV03 będzie 32. operacyjnym satelitą nawigacyjnym należącym do floty Sił Kosmicznych.

Po dostarczeniu SV03 drogą powietrzną na Florydę przekazano go w ręce pracowników Lockheed Martin w celu konfiguracji satelity do startu, napełnienia go paliwem manewrowym oraz umieszczenia w aerodynamicznej osłonie ładunku. Podczas tej misji planowane jest ponowne odzyskanie pierwszego stopnia rakiety Falcon 9 za pomocą lądowania na autonomicznej platformie na oceanie.

Jeszcze pod koniec marca miała się odbyć misja z argentyńskim satelitą obserwacyjnym SAOCOM-1B. Zdecydowano się jednak na jej odłożenie na czas nieokreślony. Powodem opóźnienia jest panująca obecnie na świecie pandemia wirusa SARS-CoV-2 i związane z nią ograniczenia w przemieszczaniu się. Utrudnienia uniemożliwiły transport na Florydę osób odpowiedzialnych za przygotowanie satelity do lotu.

Program komercyjnych lotów załogowych (ang. Commercial Crew)

Na drugą połowę maja zaplanowano pierwszy start Dragona 2 z ludźmi na pokładzie. Podczas misji Crew Demo-2 (DM-2) na Międzynarodową Stację Kosmiczną polecą astronauci NASA Robert Behnken oraz Douglas Hurley. W ostatnich tygodniach astronauci, wraz z zespołami z NASA i SpaceX, przeprowadzali symulacje wszystkich etapów misji – od przygotowań do startu, przez start, zbliżanie się do ISS, dokowanie, aż po powrót i lądowanie. Obecnie nie wiadomo, jak długo potrwa misja Crew Demo-2. Astronauci ćwiczyli w ostatnim czasie zadania związane między innymi ze spacerami kosmicznymi na zewnątrz stacji, co ma związek z planami NASA dotyczącymi przedłużenia misji testowej z około dwóch tygodni nawet do kilku miesięcy. Ostateczna decyzja nie została jeszcze podjęta. 

Zanim astronauci będą mogli wsiąść na pokład statku, NASA będzie musiała dać zielone światło do rozpoczęcia misji. Może się to jednak opóźnić z dwóch powodów. 

Pierwszym z nich jest śledztwo dotyczące awarii jednego z silników Merlin 1D w pierwszym stopniu rakiety Falcon 9, która nastąpiła podczas misji Starlink-6. Chociaż wtedy użyto pierwszego stopnia rakiety, który wcześniej odbył pięć lotów, nie wiadomo, czy podobny problem może dotyczyć również nowych rakiet, które mają być wykorzystywane podczas misji załogowych. 

Drugim powodem jest zakończenie testów spadochronów statku Dragon 2. Na konferencji prasowej przed misją CRS-20 Hans Koenigsmann poinformował, że planowane jest przeprowadzenie jeszcze dwóch testów. Podczas jednego z nich nastąpił jednak problem – konstrukcja testowa, zawieszona pod śmigłowcem, została przedwcześnie zrzucona przez pilota ze względów bezpieczeństwa. Jako że w tym momencie system nie był jeszcze aktywowany i spadochrony nie otworzyły się, urządzenie testowe zostało zniszczone w wyniku upadku. W tej chwili nie wiadomo, jak dokładnie wpłynie to na program lotów załogowych i czy konieczne będzie powtórzenie tych testów przy użyciu nowego egzemplarza testowego kapsuły.

Wpływ na datę i przebieg misji może mieć także pandemia wirusa SARS-CoV-2. Zarówno wśród pracowników SpaceX jak i NASA stwierdzono przypadki zarażenia chorobą COVID-19, co wpłynęło na izolację innych osób, z którymi mieli oni kontakt. Jeśli podobne przypadki wystąpią wśród osób odpowiedzialnych za loty załogowe, może to spowodować kolejne opóźnienia w programie.

Po pierwszej załogowej misji testowej zaplanowano pierwszą operacyjną misję Dragona 2, który spędzi około pół roku zadokowany do ISS. Dotychczas znane były nazwiska jedynie dwóch astronautów, mających wziąć udział w tym locie – byli to astronauci NASA Michael Hopkins oraz Victor Glover. W ostatnim czasie podano także nazwiska dwóch pozostałych osób, które będą stanowiły załogę Dragona podczas misji USCV-1. Jedną z nich jest astronautka NASA Shannon Walker, drugą natomiast astronauta japońskiej agencji kosmicznej (JAXA) Soichi Noguchi, który obecnie odbywa trening przygotowawczy przed lotem. Misja planowana jest na drugą połowę 2020 roku.

NASA Gateway Logistics Services

27 marca poinformowano, że NASA wybrała SpaceX jako pierwszego komercyjnego dostawcę ładunków na planowaną stację Gateway, która ma znaleźć się na orbicie Księżyca. W tym celu ma być wykorzystywany nowy towarowy pojazd kosmiczny, Dragon XL. Początkowo ujawniono niewiele informacji na temat nowego statku kosmicznego, jednakże obecnie znamy już nieco więcej szczegółów.

Dragon XL ma być oparty przede wszystkim na technologiach wykorzystywanych w poprzednich kapsułach Dragon, zarówno pierwszej, jak i drugiej wersji. Nowym elementem będzie hermetyczna powłoka pojazdu, której kształt znacząco różni się w porównaniu do poprzednich statków. Będzie ona jednak budowana z takich samych materiałów i przy użyciu tego samego sprzętu. Panele słoneczne mają być oparte na tych stosowanych w Dragonie 1, choć konieczne będzie wzmocnienie ogniw. Podczas startu Dragon XL będzie ukryty pod osłoną ładunku rakiety Falcon Heavy, dzięki czemu nie będzie musiał posiadać aerodynamicznego kształtu. Wraz z umieszczeniem części pojazdu niebędącej pod ciśnieniem (tzw. bagażnika) w górnej części w czasie startu, pozwoli to także na redukcję masy statku.

Pojazd będzie dokował autonomicznie, wykorzystując systemy stosowane również w Dragonie 2. Ma on dostarczyć na stację między innymi robotyczne ramię Canadarm – na bocznej części pojazdu zamontowany będzie specjalny uchwyt, dzięki któremu ramię będzie mogło przemieścić się samodzielnie ze statku na stację. Prawdopodobnie przy locie na orbitę Księżyca stosowana będzie tzw. balistyczna orbita transferowa, do której pojazd potrzebuje bardzo niewielkiej ilości paliwa, wyłącznie do niewielkich manewrów korekcyjnych, jednakże w porównaniu do tradycyjnej trajektorii transferowej czas lotu wzrasta z kilku dni do kilkunastu tygodni.

Według Marka Wiese, kierownika logistyki głębokiego kosmosu w NASA, agencja rozważała wybranie większej liczby dostawców towarowych na stację Gateway, ale ostatecznie zdecydowano o wyborze wyłącznie SpaceX. W przyszłości możliwe jest przyznanie kolejnych kontraktów, lecz obecnie nie ma na to określonego harmonogramu. Dragon XL nie będzie miał możliwości sprowadzania ładunku na Ziemię – będzie się on spalać w ziemskiej atmosferze – jednakże NASA może dodać tego typu wymaganie w przyszłości. Dan Hartman, kierownik programu Gateway w NASA, zaznaczył, że w przypadku Dragona XL bardzo ważne będą rozbudowane możliwości przeprowadzania eksperymentów naukowych, zarówno wewnątrz pojazdu, jak i na zewnątrz. Statek ma zapewniać dostęp do zasilania oraz systemów komunikacyjnych, co pozwoli na przesyłanie danych zarówno podczas podróży w kierunku Księżyca, jak i po zadokowaniu do stacji. Eksperymenty będą mogły się toczyć również, kiedy na stacji nie będzie załogi. Według przedstawicieli NASA wewnątrz nowego pojazdu będzie więcej przestrzeni niż w Dragonie 2, jednak na ten moment nie podano konkretnych liczb.

Starlink

Wciąż trwa dyskusja na temat negatywnego wpływu konstelacji satelitarnych na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO) na obserwacje astronomiczne. Europejskie Obserwatorium Południowe (ang. ESO – European Southern Observatory) zleciło w ostatnim czasie przeprowadzenie studium mającego zbadać ten wpływ. Przyjęto założenie, że na niskiej orbicie znajdzie się ponad 26 tysięcy satelitów należących do różnych konstelacji. Wg badania wpływ na duże teleskopy będzie „umiarkowany” i będzie się on objawiał przede wszystkim przy zdjęciach z długim czasem naświetlania (ok. 1000 sekund) – do 3% zdjęć wykonanych w czasie zmierzchu lub świtu może być niezdatna do użytku. Wpływ na zdjęcia zrobione o innej porze dnia lub przy krótszym czasie naświetlania będzie zdecydowanie mniejszy. Częściowo problem może zostać zminimalizowany poprzez zmianę harmonogramu pracy teleskopów. Studium wykazało także, że najbardziej narażone będą przeglądy nieba, szczególnie wykonywane dużymi teleskopami. Przykładowo dla jednego z analizowanych teleskopów 30% do 50% zdjęć może być „poważnie dotkniętych” wpływem konstelacji.

Wraz z misją Starlink-3 na orbitę wyniesiony został jeden satelita, tzw. DarkSat, w którym zastosowano eksperymentalne modyfikacje mające zmniejszyć ilość odbijanego przez niego światła słonecznego. Podczas transmisji na żywo ze startu z misją Starlink-6 poinformowano, że wstępne wyniki wykazują znaczącą redukcję jasności satelity na nocnym niebie. Potwierdzają to niezależne obserwacje, według których jasność satelity jest mniejsza o ok. 2 mag w porównaniu do innych satelitów Starlink na podobnych orbitach. SpaceX wciąż planuje zastosowanie różnych innych sposobów na odbijanie mniejszej ilości światła, w tym rozkładanej przysłony, która ma zostać przetestowana podczas jednej z kolejnych misji.

9 marca, podczas rozmowy w ramach konferencji SATELLITE 2020, Elon Musk powiedział, że SpaceX współpracuje z astronomami oraz członkami społeczności kosmicznej i również stwierdził, że firma chce przetestować kilka kolejnych metod redukcji jasności. Wg Muska docelowo konstelacja Starlink będzie miała zerowy wpływ na naziemną astronomię. Tony Tyson, główny naukowiec będącego w budowie Obserwatorium Vera Rubin w Chile, pochwalił współpracę ze SpaceX i potwierdził, że wciąż istnieje wiele pomysłów na zmniejszenie jasności satelitów.

SpaceX pracuje także nad terminalami dla użytkowników konstelacji Starlink. Jonathan Hofeller, wiceprezydent SpaceX ds. Starlink i sprzedaży komercyjnej, powiedział podczas konferencji SATELLITE 2020, że firma będzie sama produkować terminale, co ma pozwolić na oferowanie ich w bardzo niskiej cenie, nie podał jednak konkretnych kwot. W połowie marca firma otrzymała od Federalnej Komisji Łączności (ang. FCC – Federal Communications Commission) licencję na wprowadzenie na rynek amerykański miliona terminali. Według tekstu licencji średnica anteny wynosi 48 cm. Elon Musk stwierdził, że terminal przypomina „UFO na patyku” i jest bardzo prosty w uruchomieniu – wystarczy podłączyć go do prądu i skierować antenę w niebo.

Nowy kontrakt

W marcu firma Intelsat ogłosiła wybranie rakiety Falcon 9 do wyniesienia na orbitę swojego satelity telekomunikacyjnego Intelsat 40e. Start planowany jest na 2022 rok. W komunikacie prasowym zaznaczono, że podczas tej misji ma zostać wykorzystany używany wcześniej pierwszy stopień rakiety. Intelsat 40e docelowo trafi na orbitę geostacjonarną (GEO), gdzie będzie świadczył usługi telekomunikacyjne użytkownikom rządowym i komercyjnym. Satelita zostanie zbudowany przez firmę Maxar Technologies. Będzie to druga misja SpaceX dla firmy Intelsat. Pierwsza – Intelsat 35e – odbyła się 6 lipca 2017 roku.

Do satelity IS-40e zostanie dołączony także instrument NASA o nazwie Tropospheric Emissions: Monitoring of Pollution (TEMPO). Jego zadaniem będzie mierzenie poziomu zanieczyszczenia powietrza na obszarze Ameryki Północnej. Pomiary będą prowadzone co godzinę. Pozwolą one na dokładniejsze zbadanie jakości powietrza i większej kontroli źródeł zanieczyszczeń.

Kolejna runda finansowania

Według informacji, do których dotarło CNBC, SpaceX pozyskało w marcu nieco ponad pół miliarda dolarów w kolejnej rundzie finansowania, dwa razy więcej, niż pierwotnie planowano. W efekcie wartość SpaceX szacowana jest obecnie na 36 miliardów dolarów. W zeszłym roku firma pozyskała z rynku 1,33 miliarda dolarów w trzech rundach finansowania. SpaceX jest jedną z najbardziej wartościowych prywatnych firm na rynku, a zainteresowanie inwestorów każdą rundą finansowania jest ogromne, z liczbą chętnych na zakup przekraczającą podaż. Firma kontynuuje strategię stałego pozyskiwania kapitału z rynku, mając na uwadze trzy ambitne projekty: załogową kapsułę Dragon, Starlink oraz Starship.

Starship

W ośrodku SpaceX w Boca Chica w Teksasie trwają prace nad kolejnymi prototypami statku Starship, mającego docelowo stanowić drugi stopień nowej rakiety w pełni wielokrotnego użytku, którą rozwija obecnie SpaceX. Wraz z pierwszym stopniem, Super Heavy, Starship ma umożliwić znaczące obniżenie ceny wynoszenia ładunku na orbitę oraz załogowe loty na Marsa.

Plany firmy są bardzo ambitne. Pod koniec lutego przyjęto ponad 250 osób do pracy w ośrodku w Boca Chica, podwajając zatrudnienie. Musk chciałby, aby do końca roku budowano jeden pojazd tygodniowo, a fabryka jest projektowana pod produkcję jednego egzemplarza nawet co trzy dni. Fabryka ma działać jak linia produkcyjna, gdzie części przechodzą przez kolejne stanowiska, a na końcu powstają duże fragmenty Starshipa gotowe do finalnego montażu.

Proces budowy pojazdu rozpoczyna się od stalowych pierścieni o wysokości ok. 2 metrów i średnicy 9 metrów. Masa każdego z nich to prawie 1600 kg. Powstają one ze stali nierdzewnej typu 301, która jest odwijana z rolki, cięta i spawana, aby uformować cylinder. Pierścienie wraz z nosem w przedniej części tworzą zewnętrzną powłokę pojazdu. SpaceX może obecnie produkować co najmniej dwa cylindry dziennie, celuje jednak w zwiększenie tempa do czterech dziennie. Jeszcze w tym roku SpaceX chce także rozpocząć korzystanie z opracowywanego przez siebie specjalnego stopu stali.

Osobno produkowane są kopuły zbiorników na paliwo i utleniacz, a wykorzystywany do tej pory proces ich budowy zajmuje około tygodnia. Musk chciałby, aby powstawały one szybciej, więc zespół opracował urządzenie (ang. knuckle seamer) przypominające wyglądem ogromny zamek błyskawiczny, obejmujące całą kopułę i ułatwiające precyzyjne spawanie. Zbudowano także maszynę do inspekcji spawów za pomocą promieniowania rentgenowskiego, osłoniętą tak, aby nie było konieczne opuszczanie obiektu przez pracowników, co ma znacząco skrócić ten proces. Projekt cały czas ewoluuje, firma chciałaby np. wykorzystywać bardziej płaskie kopuły, co pozwoliłoby na zwiększenie objętości zbiorników.

Pod koniec lutego podczas testów ciśnieniowych uszkodzeniu uległ prototyp pojazdu o numerze seryjnym 1 (SN1). Jak poinformował Elon Musk, awaria wynikła z wadliwych spawów w znajdującym się w dolnej części pojazdu krążku (ang. thrust puck), do którego montowane są silniki Raptor napędzające statek. Wg Muska problemy ze spawami zostały zignorowane przez pracowników i on sam nie został o nich poinformowany przed testem. Od tamtej pory, w wypadku braku reakcji bezpośrednich przełożonych, pracownicy mają zgłaszać tego typu problemy prosto do Muska.

W związku z awarią egzemplarza SN1 postanowiono zmodyfikować plany. Starship SN2, mający być początkowo pełnowymiarowym prototypem, został przekształcony w mały egzemplarz testowy, aby jak najszybciej sprawdzić nowy thrust puck. Kriogeniczny test ciśnieniowy odbył się 8 marca i zakończył się powodzeniem. Musk poinformował, że kolejny egzemplarz, SN3, ma planowo odbyć test statyczny oraz krótkie loty, natomiast pierwsze loty na wyższą wysokość przeprowadzone będą przy pomocy Starshipa SN4.

Około połowy marca rozpoczęto składanie prototypu Starship SN3. 29 marca egzemplarz ten został przetransportowany na platformę testową, gdzie prawdopodobnie w najbliższych dniach przejdzie testy ciśnieniowe oraz symulujące ciąg silników Raptor za pomocą siłowników, co ma pozwolić na sprawdzenie wytrzymałości pojazdu bez ryzyka uszkodzenia silników. Jeżeli wszystko pójdzie zgodnie z planem, test statyczny powinien odbyć się w pierwszych dniach kwietnia.

Starship SN3 wyposażony jest w montowane po wewnętrznej stronie stalowych pierścieni teleskopowe nogi do lądowania. Wg Muska są one dłuższe niż się wydaje na pierwszy rzut oka, a w kolejnych egzemplarzach, poczynając od SN4, będą one jeszcze wydłużone.

W marcu opublikowano pierwszą wersję dokumentu dla potencjalnych klientów, którzy są zainteresowani wysłaniem w kosmos ładunku za pomocą Starshipa. Przestrzeń przeznaczona na ładunek ma mieć maksymalną średnicę 8 metrów, zwężającą się w górnej części, oraz wysokość nieco ponad 17 metrów, z możliwością wydłużenia do 22 metrów w przypadku wymagających tego ładunków. W dokumencie wymienione są dwie lokalizacje, z których mogą odbywać się starty: kompleks startowy LC-39A w Centrum Kosmicznym im. Kennedy’ego na Florydzie oraz platforma startowa w Boca Chica w Teksasie. Starship ma mieć możliwość dostarczenia ponad 100 ton ładunku na niską orbitę okołoziemską (LEO) oraz 21 ton na geosynchroniczną orbitę transferową (GTO), zakładając brak tankowania na orbicie oraz odzysk obydwóch stopni rakiety. Wymieniona jest także możliwość sprowadzania ładunku z powrotem na Ziemię.

Źródła: Forum NSF (1). (2), (3), (4), (5), (6), (7), NASA (1), (2), (3), (4), (5), (6), SpaceNews.com (1), (2), (3), (4), (5), (6), Elon Musk (1), (2), (3), (4), (5), (6), NASASpaceFlight.com (1), (2), (3), Space & Missile Systems Center (1), (2), (3), Spaceflight Now (1), (2), Ars Technica (1), (2), Marco Langbroek (1), (2), CNBC (1), (2), Michael Sheetz (1), (2), Marcia Smith, Chris Gebhardt, Launch Photography by Ben Cooper, Tyler Gray, CONAE, JAXA, ESO, FCC, Intelsat, BocaChicaGal, Reddit, SPadre, Austin Barnard, Jeff Foust, SpaceX