Jak dziś poinformował Elon Musk za pośrednictwem portalu Twitter, SpaceX ma w planach zbudowanie nowej wersji drugiego stopnia Falcona 9. Miałby on przypominać swoją budową statek Big Falcon Ship (BFS), który będzie drugim stopniem nowej rakiety Big Falcon Rocket (BFR). Firma planuje pierwszy lot orbitalny z użyciem zmodyfikowanego drugiego stopnia rakiety Falcon 9 do czerwca 2019 roku.

Dyrektor generalny SpaceX nie zdradził zbyt wielu szczegółów dotyczących nowej konstrukcji. Na pytanie odnośnie sposobu lądowania drugiego stopnia odpowiedział jedynie, że ze względu na m.in. zbyt duży stosunek ciągu do masy silnika Merlin Vacuum, który jest stosowany do napędzania drugiego członu rakiety, nie będzie on lądować z użyciem silnika, tak jak ma to miejsce w przypadku pierwszego stopnia rakiety. Dodał też, że o ile lądowanie „na silnikach” mają już stosunkowo dobrze opanowane, to wciąż nie byli w stanie przetestować technologii związanych z niezwykle lekkimi osłonami termicznymi oraz powierzchniami sterowymi przy naddźwiękowych prędkościach. Do tego potrzeba przeprowadzić testy polegające na powrocie z orbity na Ziemię. Nie ma jednak w planach symulowania pełnego profilu lądowania statku BFS przy pomocy zmodyfikowanego drugiego stopnia Falcona 9.

Ze względu na brak większej liczby szczegółów, na razie nie wiadomo do końca, do czego wykorzystywana będzie nowa wersja drugiego stopnia rakiety. Wielokrotne użycie poszczególnych elementów rakiet to coś, czym SpaceX zajmuje się od wielu lat. Dotychczas firma przeprowadziła 30 udanych lądowań boosterów rakiet Falcon 9 i Falcon Heavy na lądzie oraz na autonomicznych platformach na oceanie. Dodatkowo 16 razy pierwszy stopień Falcona 9 został użyty ponownie.

Poza tym SpaceX kilkukrotnie wykorzystało ponownie kapsuły Dragon, które używane są podczas misji zaopatrzeniowych na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Statki te po lądowaniu w oceanie są wyławiane na pokład statku, skąd trafiają na ląd w celu rozładowania i przygotowania ich do kolejnej misji.

Firma pracuje też nad odzyskiwaniem aerodynamicznych osłon ładunku, które chronią satelity w czasie startu. Plan zakłada, aby po oddzieleniu się od drugiego stopnia rakiety osłony wracały na Ziemię przy użyciu spadochronów. Tuż nad wodą mają one być łapane przy użyciu specjalnie do tego celu zmodyfikowanego statku Mr. Steven, na pokładzie którego zainstalowano cztery długie ramiona, pomiędzy którymi rozpięto sieć, w którą mają wpadać osłony. Dotychczas nie udało się jednak złapać żadnej osłony podczas powrotu z kosmosu. Najczęściej osłony, niektóre w nienaruszonym stanie, lądowały w wodzie niedaleko statku.

Odzyskiwanie drugiego stopnia rakiety było więc ostatnim elementem planu, który zakłada wielokrotne użycie praktycznie wszystkich części rakiety. O lądowaniu drugiego członu przedstawiciele SpaceX mówili od kilku lat. W ostatnim czasie mówił o tym Elon Musk podczas konferencji ISSRDC (International Space Station Research and Development Conference) w lipcu 2017 roku. Poinformował wtedy, że drugi stopień pochłania około 20% kosztów całej rakiety. Jego odzyskanie, a następnie ponowne użycie, przyniosłoby więc firmie znaczne oszczędności. Zaznaczył jednak, że to zadanie ma stosunkowo niski priorytet i że ważniejsze jest opanowanie i przyspieszenie odzysku oraz ponownego wykorzystania pierwszego stopnia rakiety, a także rozpoczęcie regularnych lotów załogowej kapsuły Dragon. Jako że oba te zadania są bliskie ukończenia, można założyć, że odzyskiwanie drugiego stopnia rakiety zyskało w ostatnim czasie wyższy priorytet.

W maju bieżącego roku zadebiutowała kolejna wersja rakiety Falcon 9, znana jako Block 5. Wtedy przedstawiciele firmy poinformowali, że będzie to ostatnia iteracja Falcona 9 i że w przyszłości w projekcie tym nie będą już wprowadzane żadne istotne zmiany. Miało to po pierwsze umożliwić pracownikom skupienie się nad pracami nad nową rakietą – BFR – która ma być priorytetem firmy na najbliższe lata. Wiązało się to także z wymaganiami NASA, aby podczas misji w ramach programu komercyjnych lotów załogowych wykorzystywana była sprawdzona wersja rakiety, bez kolejnych modyfikacji. Być może jednak uznano, że dzięki modyfikacji drugiego stopnia najłatwiej będzie przetestować technologie niezbędne do powstania BFR.

BFR – Big Falcon Rocket – ma być najpotężniejszą rakietą na świecie, a jej celem będzie dostarczanie ludzi na Marsa i umożliwienie założenia tam samowystarczalnej kolonii. W ciągu ostatnich trzech lat prezentowane były kolejne iteracje projektu BFR, a ostatnią nich Elon Musk przedstawił podczas ogłoszenia misji księżycowej we wrześniu 2018 roku. Rakieta, składająca się z boostera oraz drugiego stopnia, zwanego BFS (Big Falcon Spaceship), będącego załogowym statkiem kosmicznym, ma mieć długość 118 metrów i ma wynosić na niską orbitę okołoziemską (LEO) ponad 100 ton ładunku. Dzięki możliwości tankowania na orbicie, podobny ładunek ma być dostarczany przez rakietę na powierzchnię Marsa. Obydwa stopnie mają być wielokrotnie wykorzystywane, co ma doprowadzić do znaczącego obniżenia kosztów. Drugi stopień przy powrocie z orbity będzie musiał za pomocą hamowania aerodynamicznego wytracić bardzo dużo prędkości, aby móc następnie wylądować przy pomocy silników. Dzięki modyfikacjom drugiego stopnia Falcona 9, SpaceX uzyska możliwość przetestowania technologii powrotu z orbity w rzeczywistych warunkach.

Jeśli chodzi o BFR, SpaceX planuje rozpocząć testowanie rakiety od zbudowania prototypu drugiego stopnia, statku BFS. Ma on wykonywać „skoki” na coraz większą wysokość, podobnie jak wcześniej Grasshopper, za pomocą którego testowane były technologie niezbędne do lądowania pierwszego stopnia Falcona 9 za pomocą silników. Pierwsze testy mają zgodnie z planem rozpocząć się już w 2019 roku w Boca Chica, w Teksasie, gdzie obecnie trwają prace nad zbudowaniem pierwszej prywatnej platformy startowej należącej do SpaceX.

Źródła: Elon Musk (1), Elon Musk (2), Elon Musk (3), Elon Musk (4)