Najbliższe plany SpaceX – październik 2019
Po nieco dłuższej niż zwykle przerwie w startach, w październiku SpaceX planuje powrócić do lotów na orbitę – na drugą połowę miesiąca planowana jest misja z satelitami konstelacji Starlink. Firma ciągle czyni postępy w programie komercyjnych lotów załogowych NASA (ang. Commercial Crew), mające doprowadzić do pierwszego lotu z astronautami na pokładzie załogowej kapsuły Dragon, prawdopodobnie na początku przyszłego roku. Jednocześnie w Boca Chica w Teksasie oraz w Cocoa na Florydzie trwają prace nad budową pierwszych egzemplarzy statku Starship, mającego w przyszłości zabrać ludzi na Marsa.
Najbliższy start Falcona 9, z misją Starlink-2, zaplanowany jest najwcześniej na 17 października. Rakieta wystartuje z platformy SLC-40 na Cape Canaveral i wyniesie na orbitę 60 satelitów konstelacji Starlink. Konstelacja ta ma docelowo świadczyć usługi dostępu do Internetu na całej Ziemi, szczególnie w miejscach, gdzie obecnie dostęp do sieci nie jest możliwy lub jest mocno ograniczony. Ma to być pierwsza w pełni operacyjna misja Starlink, po tym, jak podczas poprzedniej w maju bieżącego roku na orbitę trafiło 60 testowych satelitów. Na chwilę obecną nie jest jasne jak bardzo nowe satelity będą różniły się od serii testowej. Po oddzieleniu się drugiego stopnia planowane jest lądowanie boostera na autonomicznej platformie Of Course I Still Love You (OCISLY) na Oceanie Atlantyckim.
Na początku września wyszło na jaw zdarzenie związane z jednym z satelitów budowanej przez SpaceX konstelacji Starlink. Eskadra Kontroli Przestrzeni Kosmicznej, będąca częścią Amerykańskich Sił Powietrznych (US Air Force), poinformowała zarówno firmę SpaceX jak i Europejską Agencję Kosmiczną (ESA), że dwa należące do nich satelity znajdą się w bliskiej od siebie odległości. Prawdopodobieństwo potencjalnej kolizji obu obiektów oszacowano wtedy na 1 do 50 tysięcy. Drugim zagrożonym obiektem był satelita obserwacyjny Aeolus, służący ESA do tworzenia mapy ziemskich wiatrów.
28 sierpnia SpaceX porozumiało się z ESA i razem podjęli decyzję o nie wykonywaniu żadnych manewrów omawianymi satelitami. Prawdopodobieństwo kolizji było małe, mniejsze niż 1:10000, czyli poniżej umownej granicy, powyżej której zazwyczaj podejmuje się akcje mające zapobiec potencjalnemu zderzeniu. Wkrótce jednak Siły Powietrzne wydały nowy komunikat, gdzie prawdopodobieństwo kolizji obu obiektów wzrosło do 1:1000. Z tego powodu Europejska Agencja Kosmiczna 3 września podjęła samodzielnie decyzję o zwiększeniu orbity satelity Aeolus w celu przelotu „nad” satelitą konstelacji Starlink i tym samym zapobiegnięciu potencjalnej katastrofie. Był to pierwszy tego typu manewr tego obiektu od momentu, gdy znalazł się on na orbicie w sierpniu 2018 roku.
Tego samego dnia firma SpaceX wydała oświadczenie, w którym przyznała, że z powodu błędu w używanym przez nich systemie awaryjnego powiadamiania informacja o zwiększeniu ryzyka kolizji nie została odebrana przez dyżurującego kontrolera konstelacji Starlink. W wyniku tego przeoczenia SpaceX nie brało udziału w podejmowaniu decyzji o sposobie uniknięcia zderzenia. W komunikacie firma SpaceX obiecała zbadać tę sprawę, by zapobiec takim sytuacjom w przyszłości.
Przy okazji David Goldstein, jeden z dyrektorów SpaceX, zaznaczył, że satelity konstelacji Starlink posiadają autonomiczne systemy manewrowania mające za zadanie unikać zderzeń z wszelkimi innymi obiektami na orbicie ziemskiej. Do tej pory wykonały one 21 takich manewrów, całkowicie bez udziału kontrolerów w stacjach naziemnych.
W tym roku SpaceX planuje wykonać jeszcze 4 starty z kolejnymi satelitami Starlink. Aktualnie misja Starlink-2 jest planowana na 17 października, a misja Starlink-3 na 4 listopada bieżącego roku. Według Gwynne Shotwell, dyrektor operacyjnej (COO) SpaceX, firma ma w planach na przyszły rok wykonanie kolejnych 24 takich misji. Ostateczna liczba satelitów na orbicie ziemskiej ma sięgnąć około 12 tysięcy.
Jak podaje serwis SpaceNews.com, SpaceX złożyło wniosek o możliwość umieszczenia satelitów konstelacji Starlink na większej liczbie orbit niż było to początkowo zakładane. Aktualna wersja konstelacji zakłada 24 pierścienie satelitów wokół Ziemi, zmodyfikowana posiadałaby ich aż 72. Firma motywuje swój wniosek możliwością szybszego i tańszego wynoszenia satelitów na właściwe orbity. Według SpaceX ma to pozwolić na wcześniejsze dotarcie ze swoim Internetem do odległych zakątków Stanów Zjednoczonych, takich jak Hawaje, Puerto Rico, Wyspy Dziewicze, Samoa Amerykańskie, czy Mariany Północne. Dodatkowo ta zmiana pozwoli SpaceX na objęcie swoimi usługami południa USA przed początkiem sezonu huraganowego w 2020 roku.
Główną galę wręczenia nagród Emmy, która odbyła się 22 września, poprzedziła dwudniowa ceremonia wręczenia nagród Primetime Creative Arts Emmy, przyznawanych głównie w dziedzinach technicznych. Pierwszego dnia, 14 września, NASA oraz SpaceX zostały wspólnie nagrodzone w kategorii „najlepszy program interaktywny” za transmisję pierwszego testowego lotu załogowego Dragona w ramach programu komercyjnych lotów załogowych NASA.
6 września odbyło się spotkanie panelu NASA ASAP (ang. Aerospace Safety Advisory Panel), zajmującego się bezpieczeństwem lotów. Poruszony został temat anomalii podczas testu statycznego Dragona, która spowodowała jego wybuch. Analiza drzewa błędów została już niemalże zakończona i podjęte zostały działania korekcyjne mające na celu zapewnienie bezpieczeństwa podczas misji Crew Demo-2. Panel został poinformowany, że wiele pracy poświęcono także zbiornikom COPV, postępy poczyniono również w przygotowaniu procesu „load-and-go", który polega na tankowaniu rakiety tuż przed startem, gdy załoga jest już umieszczona w statku kosmicznym. W najbliższych miesiącach zbierane i analizowane będą dane z kolejno przeprowadzanych testów statycznych oraz testu systemu ewakuacji w locie (ang. In-Flight Abort – IFA).
NASA i SpaceX przeprowadziły oficjalną weryfikację systemu awaryjnej ucieczki załogi z platformy startowej. Ćwiczenia miały miejsce 18 września na kompleksie startowym 39A w Centrum Kosmicznym im. Kennedy'ego i brali w nich udział Bob Behnken i Shannon Walker. Zademonstrowane zostały dwa sposoby ewakuacji z 80-metrowej wieży startowej. Pierwszy z nich nie był awaryjny – załoga rozpoczynała procedurę na końcu ramienia dostępowego, tak jakby właśnie opuściła statek kosmiczny, a następnie windą miała udać się do podstawy platformy startowej, skąd miała zostać zabrana do kwater.
Drugi wariant ćwiczeń ucieczki z platformy startowej zakładał sytuację awaryjną. Załoga wraz z ekipą z platformy rozpoczęła ćwiczenia w ramieniu dostępowym, skąd następnie wszyscy mieli uciec na ziemię za pomocą koszy umieszczonych na drutach ślizgowych, w otoczeniu włączonych alarmów i systemów przeciwpożarowych. Stamtąd wszyscy mieli zostać zabrani opancerzonym pojazdem w bezpieczne miejsce. Ponadto zademonstrowana została aktywacja wszelkich alarmów i sygnałów, zakładanie butli z powietrzem do oddychania oraz system zalewania wodą poziomu dostępowego dla astronautów, po którym nastąpić miała awaryjna ucieczka.
Jako część programu komercyjnych lotów załogowych firma SpaceX musiała poddać testom system spadochronów załogowego Dragona. System składa się z dwóch spadochronów hamujących oraz czterech głównych spadochronów typu ringsail. W ciągu ostatnich czterech lat SpaceX przeprowadziło 30 testów zrzutu i 18 testów systemowych spadochronów, łącznie z przeprowadzoną z sukcesem misją Crew Demo-1. Dzięki całej kampanii testowej SpaceX we współpracy z NASA udało się zdobyć na tyle głęboki wgląd w sprawę, że może on zmienić sposób, w jaki systemy spadochronowe są rozwijane, testowane i integrowane ze statkami kosmicznymi.
Jedną z bardziej znaczących korzyści z okresu testowego jest osiągnięcie lepszego zrozumienia procesu projektowania i operowania grupami spadochronów tak, by osiągnąć jak najwyższy poziom bezpieczeństwa. W szczególności chodzi o lepszy wgląd w zagadnienie „czynnika asymetrii", który jest nierozłącznym elementem pomiaru bezpieczeństwa projektu. Czynnik ten jest wskaźnikiem nierównego rozkładu ciężaru pomiędzy poszczególnymi linami mocującymi, przytwierdzonymi do czasz spadochronów. Gdy grupa spadochronów zostaje uwolniona, pierwsza otwierająca się czasza może napierać lub uderzyć w inne otwierające się czasze, co doprowadzi do wspomnianego wcześniej nierównego rozkładu ciężaru. Jeśli w projekcie liny mocującej bądź łączenia nie została przewidziana taka nierówność, czy też asymetria, może dojść do uszkodzenia lub nawet awarii całego systemu.
W kwietniu 2019 roku SpaceX przeprowadziło test rozwojowy polegający na symulowaniu utraty jednego z czterech głównych spadochronów. Podczas testu wystąpiła niespodziewana awaria. Dzięki temu SpaceX miało możliwość zebrania unikalnych danych do lepszego zrozumienia mechanizmu zachowania spadochronów. Dane uzyskane podczas testu umożliwiły również uczynienie obecnych standardów oceny czynnika asymetrii bardziej dokładnymi. Poprzez wielokrotne testy SpaceX wprowadziło znaczne ulepszenia do projektów swoich spadochronów. Wszystko po to, by system spadochronowy w załogowym Dragonie był możliwie najbardziej bezpieczny. Ponadto wszelkie nowe odkrycia SpaceX dzieli z NASA, by zapewnić najwyższe bezpieczeństwo wszystkim załogowym misjom.
6 września, na łamach magazynu internetowego The Atlantic, został opublikowany wywiad z astronautami mającymi wziąć udział w pierwszej załogowej misji SpaceX. Bob Behnken i Doug Hurley wspólnie należą do klasy astronautów z 2000 roku. Następnie pracowali razem przy startach wahadłowców, gdzie mieli także możliwość bezpośredniego kontaktu z załogami. Razem przeżyli również ciężkie momenty. 1 lutego 2003 roku obaj mieli za zadanie pomóc siedmioosobowej załodze wyjść z promu kosmicznego Columbia po lądowaniu. Niestety wahadłowiec został uszkodzony przy starcie i podczas wchodzenia w atmosferę z zamiarem lądowania, uległ dezintegracji, nie dając załodze szans na przeżycie.
Bob i Doug wiele razem przeżyli i dzięki temu znają swoje wzajemne możliwości i reakcje na trudne sytuacje. Obaj brali udział w misjach wahadłowców, choć nigdy nie lecieli wspólnie. Na pytanie o wybuch Dragona podczas testu w kwietniu Doug odpowiedział, że są w zasadzie wdzięczni, że stało się to podczas testu, ponieważ nikt nie został ranny i ekipa SpaceX ma możliwość wprowadzenia odpowiednich poprawek. Bob stwierdził, że skupiają się na tym, aby nie dopuścić do żadnej kryzysowej sytuacji.
Dzień przed prezentacją Elona Muska na temat Starshipa, administrator NASA Jim Bridenstine umieścił na Twitterze oświadczenie, że nie może się doczekać prezentacji. Wspomniał również, że komercyjne loty załogowe są opóźnione o lata i że czas dotrzymać obietnic. Podczas sesji Q&A po prezentacji w Boca Chica w nocy z 28 na 29 września czasu polskiego, Musk odniósł się do słów Bridenstine’a. Zapewnił, że prace nad Starshipem nie wpływają w żaden znaczący sposób na postępy nad rozwojem załogowego Dragona. Wyjaśnił, iż przytłaczająca większość zasobów SpaceX jest skupiona na Dragonie i Falconie, a zwłaszcza na załogowym Dragonie. Tylko nieznaczna część SpaceX pracowała nad Starshipem, mniej niż 5%.
Aktualnie SpaceX planuje przeprowadzić test systemu ewakuacji w locie (ang. In-Flight Abort – IFA) nie wcześniej niż 23 listopada 2019 roku. Test ten ma za zadanie zademonstrować zdolność załogowego Dragona do bezpiecznego przeniesienia astronautów z dala od rakiety w przypadku mało prawdopodobnej sytuacji awaryjnej. W ramach przygotowań do tego testu SpaceX przeprowadziło ponad 700 testów silników SuperDraco. Są to silniki wykorzystywane w załogowym Dragonie tylko w przypadku ewakuacji w czasie startu. 3 października 2019 r. do bazy SpaceX w Cape Canaveral na Florydzie przybyła rakieta Falcon 9 oraz statek Dragon 2, przy pomocy których zostanie przeprowadzony test systemu ewakuacji w locie (IFA).
SES to pierwsza firma, która wyniosła komercyjnego satelitę za pomocą rakiety SpaceX oraz pierwsza, która wyniosła ładunek na ich rakiecie wielokrotnego użytku. 9 września 2019 roku firma SES ponownie ogłosiła współpracę ze SpaceX. Przedmiotem kontraktu jest dostarczenie siedmiu nowej generacji satelitów O3b mPower na Średnią Orbitę Okołoziemską (ang. Medium Earth Orbit – MEO). Satelity zostaną wyniesione w 2021 roku na dwóch rakietach Falcon 9, najpierw trzy z nich, następnie cztery. System O3b mPower składa się z wstępnej konstelacji siedmiu wysoko wydajnych satelitów o niskim opóźnieniu. Satelity będą służyły do telekomunikacji, przechowywania danych w chmurze, komunikacji w ruchu, a w przyszłości do szeroko pojętego zapewniania wysokiej klasy łączności tym, którzy dziś mają do niej ograniczony dostęp.
Intuitive Machines, prywatna firma zajmująca się tworzeniem autonomicznych systemów, ogłosiła 2 października 2019 roku, że wybrała SpaceX do wystrzelenia ich lądownika księżycowego Nova-C na Księżyc w 2021 roku. Firma Intuitive Machines bierze udział w prowadzonym przez NASA programie CLPS (ang. Commercial Lunar Payload Services), w ramach którego dziewięć firm otrzymało kontrakty na dostarczenie różnego rodzaju ładunków na powierzchnię Księżyca. Lądownik zabierze ze sobą 5 ładunków od NASA i w ciągu 13,5 dni aktywności będzie przesyłał uzyskane dane naukowe na Ziemię. Lądownik Nova-C zostanie wyniesiony za pomocą rakiety Falcon 9 z Kompleksu Startowego 39A w Centrum Kosmicznym im. Kennedy'ego na Florydzie.
Koreański orbiter księżycowy (ang. Korea Pathfinder Lunar Orbiter – KPLO) zostanie wyniesiony przez rakietę Falcon 9 w lipcu 2022 roku. Początkowo umieszczenie na orbicie księżycowej miało nastąpić w roku 2020, jednak doszło do opóźnień ze względów technicznych. KPLO przez rok będzie orbitował wokół Księżyca mając na pokładzie eksperyment obejmujący sieć tolerującą zakłócenia (ang. Disruption Tolerant Network) oraz pięć eksperymentów naukowych, w tym aparat o wysokiej czułości (ShadowCam) wykonany przez NASA. Orbiter ma zbadać księżycową topografię oraz zasoby, ma pomóc rozwinąć technologie eksploracji Srebrnego Globu oraz zademonstrować „kosmiczny internet" – sieć tolerującą zakłócenia.
Wciąż toczą się prace w amerykańskim Kongresie nad ustawą dotyczącą wydatków związanych z obronnością (NDAA) w roku fiskalnym 2020, która reguluje między innymi zasady przyznawania kontraktów na starty orbitalne w ramach drugiej fazy programu NSSL, prowadzonego przez Siły Powietrzne USA (ang. USAF – US Air Force). Podczas spotkań, które w połowie miesiąca odbywały się na Kapitolu, liderzy USAF bronili swojego planu, według którego w ramach drugiej fazy NSSL wybrane mają zostać jedynie dwie firmy, mające obsłużyć wszystkie starty. W swojej wersji ustawy Senat w pełni poparł postulaty Sił Powietrznych, jednakże Izba Reprezentantów zaproponowała poprawki. Głównym orędownikiem zmian jest Adam Smith, przewodniczący Komisji Izby Reprezentantów do spraw Sił Zbrojnych, który nie zgadza się z decyzją o zawężeniu pola jedynie do dwóch firm i przeforsował w Izbie poprawkę, wg której do walki o kontrakty na kilka lotów pod koniec programu mógłby stanąć także trzeci konkurent. Oferty w przetargu złożyły cztery firmy: United Launch Alliance (ULA), SpaceX, Northrop Grumman oraz Blue Origin.
Generał porucznik John Thompson, dowódca Space and Missile Systems Center, nie zgodził się z tym, że wybór jedynie dwóch firm ogranicza konkurencję i powiedział, że Siły Powietrzne oczekują intensywnej walki o uzyskanie kontraktu między wszystkimi oferentami. Ostateczna wersja ustawy ma zostać ustalona podczas konferencji pomiędzy obydwoma izbami Kongresu USA.
Firma Blue Origin złożyła w sierpniu protest przeciwko kryteriom wyboru dwóch zwycięzców, uważając, że są one niejednoznaczne oraz subiektywne i tym samym są niezgodne z zasadami przeprowadzania przetargów federalnych oraz niemalże uniemożliwiają przygotowanie precyzyjnej oferty. Pod koniec września firma udostępniła dodatkowo analizę rynku, wg której zapotrzebowanie na usługi startu będzie rosło i co najmniej trzech amerykańskich dostawców będzie niezbędnych, aby zaspokoić ten popyt. Bob Smith, CEO Blue Origin, powiedział, że analiza została zlecona, aby dostarczyć nowych danych do trwającej debaty na temat ostatecznego kształtu ustawy NDAA. Wg niego wybór jedynie dwóch dostawców będzie szkodliwy dla amerykańskiego przemysłu startów kosmicznych, ze względu na „zamrożenie” pozostałych firm na okres pięciu lat trwania drugiej fazy NSSL, poprzez odcięcie ich od funduszy na rozwój infrastruktury.
Siły Powietrzne bronią swojego planu wyboru dwóch dostawców na pełne pięć lat, uważając, że będzie to zachęta dla firm, aby rozwijać ciężkie rakiety nośne, mające zastąpić bardzo drogą rakietę Delta 4 Heavy, na które na rynku komercyjnym praktycznie nie ma zapotrzebowania. Najbardziej newralgiczne misje dla Narodowego Biura Rozpoznania (ang. NRO – National Reconnaissance Office) wymagające najpotężniejszych rakiet mogłyby zostać pominięte w kontrakcie dla dwóch firm, gdyby został on skrócony, ponieważ zaplanowane są one pod koniec drugiej fazy programu. Mogłoby to zniechęcić dostawców do rozwoju możliwości wystrzeliwania najcięższych ładunków, co wprowadza ryzyko wystąpienia scenariusza, w którym rząd byłby zmuszony wykupić kolejne starty Delty 4 Heavy po ekstremalnie wysokich cenach.
Pod koniec września przedstawiciel Sił Powietrznych potwierdził, że rakieta Falcon Heavy została certyfikowana do wynoszenia na orbitę ładunków związanych z bezpieczeństwem narodowym. Jednym z warunków było odbycie trzech lotów i został on spełniony w czerwcu 2019 roku. Okazuje się jednak, że Falcon Heavy nie posiada jeszcze certyfikacji na wszystkie orbity docelowe – jak na razie rakieta może być wykorzystywana podczas misji na dwie orbity referencyjne. Dwie misje, na które kontrakty zostały przyznane SpaceX – AFSPC-52 i AFSPC-44 – wymagają takich właśnie orbit. Trwają dalsze wspólne prace Sił Powietrznych oraz SpaceX mające na celu certyfikację Falcona Heavy do lotów na kolejne orbity.
W ośrodkach SpaceX w Boca Chica w Teksasie oraz w Cocoa na Florydzie wciąż trwają prace nad budową pierwszych egzemplarzy statku Starship (odpowiednio Mk1 oraz Mk2), mającego docelowo umożliwić stworzenie kolonii na Marsie. Trwa również przebudowa kompleksu startowego LC-39A w Centrum Kosmicznym im. Kennedy’ego, z którego mają odbywać się testowe loty statku. W nocy z 28 na 29 września w Boca Chica Elon Musk wygłosił prezentację na temat najnowszych planów oraz postępów w projekcie Starship, a także odpowiedział na serię pytań od dziennikarzy.
Pod koniec września NASA przyznała czternastu amerykańskim firmom kolejne kontrakty, które mają wspomóc inicjatywę eksploracji Księżyca oraz Marsa. Wartość wszystkich kontraktów wynosi ok. 43,2 miliona dolarów. Zwycięzcy mają współpracować z ośrodkami NASA nad rozwojem technologii w różnych obszarach, takich jak produkcja i zarządzanie paliwem kriogenicznym, zrównoważona produkcja, magazynowanie i dystrybucja energii, wydajne i tanie systemy napędowe, autonomiczna nawigacja, czy zaawansowana awionika. Jeden z kontraktów, na kwotę 3 milionów dolarów, został przyznany SpaceX. Firma ma wraz z Centrum Lotów Kosmicznych im. Marshalla rozwijać i testować prototypy łączników i dysz mających służyć do tankowania na orbicie pojazdów, np. statku Starship.
Źródła: Launch Photography by Ben Cooper, NASASpaceFlight.com, SpaceNews.com (1), (2), (3), (4), (5), (6), The Verge, ESA, Loren Grush, Jeff Foust (1), (2), NASA (1), (2), (3), (4), NASA Commercial Crew, The Atlantic, Jim Bridenstine (1), (2), Teslarati, Space.com, SpaceX, FCC, Peter B. de Selding, SES, Intuitive Machines (1), (2), Kor_Spaceflight, LabPadre, flying_briann