Rok 2020 był dla SpaceX wyjątkowy. Firma przeprowadziła rekordowe 25 startów orbitalnych, odbyły się dwie pierwsze misje załogowe, pobito także kolejne rekordy wielokrotnego użycia pierwszych stopni rakiety Falcon 9 – dwa boostery poleciały w tym roku po raz siódmy. Udało się wystrzelić kolejne 833 satelity konstelacji Starlink, na orbicie jest ich już obecnie prawie 900, i uruchomiono publiczne testy usługi dostępu do Internetu przy pomocy konstelacji. Kontynuowano budowę i testy kolejnych prototypów statku Starship – przeprowadzono jedenaście testów statycznych i trzy loty, ostatni na wysokość ponad 12 kilometrów. Po kolejnych rundach finansowania SpaceX jest już wyceniane na 44 miliardy dolarów.

Pierwsza misja

Pierwszy start 2020 roku odbył się 7 stycznia, kiedy Falcon 9 wystartował z platformy SLC-40 na Cape Canaveral i dostarczył na orbitę 60 satelitów konstelacji Starlink w ramach misji Starlink-3. Starlink to budowana przez SpaceX konstelacja satelitów na niskiej orbicie okołoziemskiej, która ma docelowo zapewniać dostęp do Internetu na całym świecie.

Start ten był o tyle istotny, że dzięki niemu SpaceX stało się największym operatorem satelitarnym na świecie, posiadając na orbicie 182 satelity. Poprzednim liderem była firma Planet, mająca w tamtym momencie około 150 satelitów. Przez resztę roku SpaceX umocniło jeszcze znacząco swoją pozycję, zwiększając liczbę satelitów Starlink do 892.

In-Flight Abort

19 stycznia wykonano jeden z ostatnich kroków na drodze do pierwszego lotu załogowego statku Dragon z astronautami na pokładzie – odbył się test systemu ewakuacji kapsuły w trakcie lotu. Sprawdzone zostało działanie systemu ewakuacji podczas symulowanej awarii rakiety Falcon 9 w momencie występowania największych obciążeń aerodynamicznych w czasie lotu.

Około 90 sekund po starcie rakiety z platformy LC-39A w KSC na Florydzie nastąpiło wyłączenie silników Merlin w pierwszym stopniu Falcona 9, co spowodowało aktywację systemu ewakuacji, separację statku Dragon i uruchomienie silników SuperDraco. W ciągu kilku sekund Dragon oddalił się od Falcona 9 na bezpieczną odległość, utrzymując przeciążenie na poziomie 3,5 g. Statek wylądował w wodach Oceanu Atlantyckiego około 9 minut po starcie, test zakończył się pełnym powodzeniem.

Kontrakty na prywatne loty załogowe

W lutym i w marcu ogłoszono, że SpaceX podpisało kontrakty na prywatne loty załogowe na orbitę przy pomocy kapsuły Dragon 2 z dwoma firmami. Pierwszy kontrakt, z firmą Space Adventures, zakłada wyniesienie maksymalnie czworo prywatnych astronautów na orbitę o apogeum ponad 1000 km. Preferowany czas trwania lotu wynosi trzy dni, start planowany jest na koniec 2021 roku lub początek 2022 roku.

Drugi kontrakt, na transport prywatnych astronautów na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS), podpisano z firmą Axiom Space, która planuje oferowanie potencjalnym klientom do dwóch takich misji rocznie. Podczas każdej z nich dowódca wyszkolony przez firmę Axiom Space oraz trzech prywatnych astronautów ma spędzać w przestrzeni kosmicznej co najmniej dziesięć dni, w tym osiem na pokładzie stacji.

Pierwszy lot planowany jest najwcześniej na czwarty kwartał 2021 roku. Misja ma nosić nazwę AX-1 i wykorzystana ma zostać kapsuła Dragon Resilience, zadokowana obecnie do ISS w ramach misji Crew-1. W listopadzie firma Axiom ogłosiła, że załoga misji została skompletowana. Dowódcą ma zostać Michael López-Alegría, były astronauta NASA, kolejnym uczestnikiem lotu będzie Eytan Stibbe, izraelski były pilot myśliwców. Nie potwierdzono jeszcze tego oficjalnie, ale na podstawie dostępnych informacji przypuszcza się, że ostatnie dwa miejsca zajmą aktor Tom Cruise oraz reżyser Doug Liman, którzy planują nakręcenie filmu w kosmosie. Możliwe też jednak, że ich lot odbędzie się później, a tym razem na orbitę trafią inni kosmiczni turyści.

Kontrakt na dostawy do stacji Gateway

W marcu ogłoszono, że SpaceX zostało wybrane jako pierwszy komercyjny dostawca ładunków na planowaną stację kosmiczną Gateway, która ma się znaleźć na orbicie Księżyca. W ramach kontraktu Gateway Logistics Services (GLS) firma będzie dostarczać na stację między innymi zapasy, sprzęt do eksperymentów naukowych, a także materiały potrzebne do pobierania próbek w czasie misji na powierzchnię Księżyca. NASA planuje przeprowadzenie wielu misji zaopatrzeniowych, podczas których statki towarowe będą zadokowane do stacji przez okres od sześciu do dwunastu miesięcy. W przyszłości możliwe jest przyznanie kontraktów kolejnym firmom, lecz obecnie nie ma na to określonego harmonogramu. Każdy z wybranych dostawców będzie miał zagwarantowane co najmniej dwie misje.

SpaceX ma wykorzystywać nową wersję statku Dragon o nazwie Dragon XL, która ma być wynoszona na orbitę na szczycie rakiety Falcon Heavy. Pojazd będzie jednorazowego użytku i nie będzie miał możliwości sprowadzenia ładunku na Ziemię. Dragon XL ma być oparty przede wszystkim na technologiach wykorzystywanych w poprzednich kapsułach Dragon, główną nowością będzie kształt hermetycznej powłoki pojazdu, która będzie jednak budowana z takich samych materiałów i przy użyciu tego samego sprzętu. Pojazd będzie dokował autonomicznie, wykorzystując systemy stosowane również w Dragonie 2.

Pierwsze dwa moduły stacji Gateway, PPE i HALO, które mają zostać zbudowane odpowiednio przez firmy Maxar i Northrop Grumman, według obecnych planów mają zostać wyniesione na orbitę podczas jednego startu w maju 2024 roku. Prawdopodobnie zostaną one wystrzelone na szczycie rakiety Falcon Heavy.

Zmniejszanie jasności satelitów Starlink

W ciągu 2020 roku ze względu na rosnącą liczbę satelitów Starlink na orbicie oraz widoczne gołym okiem przeloty coraz częściej poruszany był temat zanieczyszczenia nocnego nieba przez megakonstelacje satelitów, ze szkodą zarówno dla amatorów nocnego nieba, jak i zawodowych astronomów. W kwietniu, podczas publicznego spotkania w ramach dekadalnego badania Astro2020, Elon Musk wygłosił prezentację na temat wysiłków SpaceX dążących do zmniejszenia jasności satelitów Starlink na nocnym niebie.

Jednym z celów SpaceX było sprawienie, aby satelity były niewidoczne gołym okiem w ciągu tygodnia od startu. Postanowiono osiągnąć to poprzez zmianę orientacji satelitów podczas podnoszenia orbity, tak, aby były skierowane krawędzią w kierunku Słońca. Drugim celem była minimalizacja wpływu konstelacji Starlink na astronomię poprzez zmniejszenie jasności satelitów, aby nie powodowały one wysycenia detektorów w obserwatoriach. Problem ten miało rozwiązać zamontowanie w satelitach rozkładanej osłony, mającej blokować światło słoneczne tak, żeby nie odbijało się ono od najjaśniejszych elementów pojazdu. Pierwszy start, podczas którego wszystkie satelity były wyposażone w osłony, odbył się w sierpniu.

Kontrakt na rozwój załogowego lądownika księżycowego

Pod koniec kwietnia NASA wybrała trzy zespoły, które miały rozpocząć projektowanie i rozwijanie załogowego lądownika księżycowego, który ma zostać użyty podczas misji programu Artemis. Kontrakty otrzymały zespoły SpaceX, Dynetics (ze wsparciem firmy Sierra Nevada Corporation) oraz National Team (złożony z firm Blue Origin, Northrop Grumman, Lockheed Martin i Draper).

SpaceX zaoferowało zmodyfikowaną wersję statku Starship, między innymi pozbawioną osłony termicznej i powierzchni aerodynamicznych, które są zbędne przy lądowaniu na Księżycu. Ostatnia faza lądowania ma się odbywać za pomocą dedykowanych silniczków manewrowych zamiast silników Raptor, aby uniknąć oddziaływania na powierzchnię Srebrnego Globu silnikami o dużej mocy. Jim Bridenstine, administrator NASA, stwierdził, że rozwiązanie zaproponowane przez SpaceX różni się znacząco od pozostałych, jednakże jeśli firmie się powiedzie, może być ono przełomowe, jeśli chodzi o koszty i dostępność lotów w kosmos.

W październiku wszystkim zespołom udało się zaliczyć z sukcesem pierwszą serię ocen i przeglądów (tzw. Certification Baseline Review). Do końca lutego 2021 roku mają one współpracować z NASA podczas prac nad swoimi projektami, a następnie ma zapaść decyzja o wyborze zespołu lub zespołów, które mają kontynuować prace. NASA na rok fiskalny 2021 poprosiła o budżet na budowę lądownika w wysokości 3,2 miliardów dolarów, otrzymała jednak jedynie 800 milionów dolarów na ten cel. Może oznaczać to opóźnienia w harmonogramie lub wybór tylko jednej firmy. Administrator NASA uważa jednak, że konkurencja jest kluczowa – jej brak prowadzi do wzrostu kosztów i opóźnień.

Test statyczny Starshipa SN4

Przez cały 2020 rok w ośrodku SpaceX w Boca Chica w Teksasie rozwijane i testowane były kolejne prototypy statku Starship, będącego elementem nowej rakiety w pełni wielokrotnego użytku, nad którą pracuje obecnie SpaceX. Wraz z pierwszym stopniem o nazwie Super Heavy, rakieta, jako całość także nazywana Starship, ma pozwolić na znaczące obniżenie kosztów dostępu do niskiej orbity okołoziemskiej oraz na przeprowadzenie załogowych lotów na Marsa.

W kwietniu na platformę startową trafił Starship SN4. Stał się on pierwszym pełnowymiarowym prototypem (tzn. z docelowym rozmiarem zbiorników, lecz jeszcze bez elementów aerodynamicznych), który najpierw 27 kwietnia zakończył z powodzeniem kampanię testów ciśnieniowych, a następnie 5 maja przeszedł test statyczny. Podczas niego pojedynczy silnik Raptor zamontowany w pojeździe został uruchomiony na kilka sekund.

W ciągu maja Starship SN4 przeszedł trzy kolejne udane testy statyczne i był przygotowywany do lotu, jednak po piątym teście statycznym doszło do eksplozji spowodowanej nieudanym testem szybkiego odłączania przewodów paliwowych i na pierwszy lot pełnowymiarowego prototypu musieliśmy poczekać do kolejnego egzemplarza – Starshipa SN5.

Misja Crew Demo-2

Po wielu latach przygotowań i testów pod koniec maja odbył się start pierwszej misji załogowej w historii SpaceX, będącej także pierwszą misją programu komercyjnych lotów załogowych NASA (ang. Commercial Crew) z załogą na pokładzie. Wzięło w niej udział dwóch astronautów NASA – Robert Behnken i Douglas Hurley. Misja Crew Demo-2, będącą ostatnią misją testową przed certyfikacją systemu SpaceX do lotów załogowych, rozpoczęła się 30 maja o godzinie 21:22 czasu polskiego (19:22 UTC). Rakieta Falcon 9 z załogową kapsułą Dragon 2 na szczycie wystartowała z platformy LC-39A w KSC i po kilku minutach znalazła się na orbicie.

12 minut po starcie kapsuła odłączyła się od rakiety i rozpoczęła trwającą 19 godzin podróż do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Już będąc na orbicie załoga podała nazwę, która została nadana statkowi – Endeavour. Podczas lotu przeprowadzono między innymi testy komunikacji oraz testy manualnego sterowania pojazdem. Lot przebiegał bez problemów, statek autonomicznie zadokował do stacji 31 maja o godzinie 16:16 czasu polskiego (14:16 UTC) i astronauci dołączyli do załogi ISS.

Według pierwotnych planów misja miała potrwać około tygodnia, jednak ze względu na opóźnienia zdecydowano się na jej wydłużenie. Ostatecznie zdecydowano, że powrót na Ziemię nastąpi na początku sierpnia, co oznacza, że czas trwania misji wyniósł około trzech miesięcy. 2 sierpnia statek Dragon 2 odłączył się od ISS i po około 19 godzinach wszedł w atmosferę Ziemi, wyhamował za pomocą spadochronów i zakończył lot wodowaniem w Zatoce Meksykańskiej. Nieco ponad godzinę później astronauci opuścili kapsułę. Testowa misja załogowa zakończyła się pełnym powodzeniem i otworzyła drogę do rozpoczęcia misji operacyjnych.

Lot Starshipa SN5

Po zniszczeniu Starshipa SN4 kolejny egzemplarz – Starship SN5 – trafił na platformę startową pod koniec czerwca. Zamontowano w nim pojedynczy silnik Raptor i przeszedł on tylko jeden test statyczny, po którym przystąpiono do przygotowań do lotu na wysokość około 150 metrów. Odbył się on 5 sierpnia, kiedy pojazd wzniósł się na docelową wysokość, przemieścił się w kierunku oddalonej o około 200 metrów platformy, rozłożył nogi i wylądował. Był to pierwszy lot pełnowymiarowego prototypu statku Starship.

Po udanym teście Elon Musk zapowiedział, że przed lotami na wyższe wysokości planowane jest przeprowadzenie kilku kolejnych krótkich skoków. Ostatecznie odbył się jeszcze jeden taki lot, na początku września, kiedy Starship SN6 również wzniósł się na wysokość około 150 metrów.

Kontrakty na starty związane z bezpieczeństwem narodowym USA

Departament Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych, będący częścią Departamentu Obrony, ogłosił w sierpniu wybór dwóch firm, które podzielą się kontraktami na starty związane z bezpieczeństwem narodowym USA w latach 2022–2027. Około 60% kontraktów otrzyma firma United Launch Alliance (ULA), pozostałe 40% otrzyma natomiast SpaceX. O kontrakty w ramach drugiej fazy programu NSSL rywalizowały również firmy Blue Origin oraz Northrop Grumman. Można się spodziewać, że w sumie SpaceX otrzyma kontrakty na kwotę około 2,5 miliarda dolarów.

Poinformowano również o przydziale pierwszych trzech misji z drugiej fazy programu NSSL. ULA przyznano misje USSF-51 i USSF-106 za łączną kwotę 337 milionów dolarów, a SpaceX otrzymało misję USSF-67, planowaną na trzeci kwartał 2022 roku, za cenę 316 milionów dolarów. Wiele osób było zdziwionych wysokim kosztem misji USSF-67, lecz Gwynne Shotwell, dyrektor operacyjna (COO) i prezydent SpaceX, potwierdziła oficjalnie, że nie jest to koszt samego startu. Wyższa cena wynika z faktu, że SpaceX było jedynym oferentem w drugiej fazie programu NSSL, który nie otrzymał wcześniej funduszy na rozwój infrastruktury i firma jest zmuszona uwzględnić te koszty w cenie startu, aby całość była opłacalna. W cenie tej zawiera się koszt budowy ruchomej wieży serwisowej na platformie LC-39A, usprawnień platformy SLC-4E w Vandenberg Air Force Base, oraz przygotowanie większych osłon ładunku rakiety Falcon Heavy.

Kontrakt na budowę satelitów

W październiku agencja Departamentu Obrony Stanów Zjednoczonych odpowiedzialna za koordynowanie działań w kosmosie ogłosiła przyznanie SpaceX wartego 149 milionów dolarów kontraktu na budowę czterech satelitów, których zadaniem będzie wykrywanie i śledzenie pocisków balistycznych i hipersonicznych. SpaceX ma w tym celu wykorzystać linię produkcyjną satelitów Starlink. Jest to pierwszy w historii SpaceX kontrakt na budowę satelitów.

Oryginalnie satelity miały być dostarczone do września 2022 roku, jednak firmy Airbus i Raytheon oprotestowały decyzję agencji i dopóki protest nie zostanie rozstrzygnięty, SpaceX nie może kontynuować prac.

Publiczne testy usługi Starlink

Pod koniec października SpaceX rozpoczęło program publicznych beta testów usługi dostępu do Internetu za pomocą konstelacji Starlink. Na początku zaproszenia zostały wysłane do osób zamieszkujących północne stany USA, położone na szerokości geograficznej powyżej około 45 stopni. Obecnie koszt wynosi 99 dolarów miesięcznie za korzystanie z usługi oraz 499 dolarów za zamówienie zestawu startowego. Przez najbliższe miesiące prędkość połączenia ma wynosić od 50 do 150 Mbit/s, a opóźnienia od 20 do 40 ms, należy spodziewać się również krótkich przerw w dostępie do Internetu. System ma być cały czas usprawniany i firma spodziewa się, że do lata 2021 roku opóźnienia spadną do około 16–19 ms.

W listopadzie rozszerzono zasięg testów o południową część Kanady, miały zostać także rozesłane kolejne tysiące zaproszeń dla użytkowników w USA. W ciągu 2021 roku planowane jest uruchomienie usługi w kolejnych rejonach, w tym między innymi w Europie oraz w Indiach, a także, wraz ze wzrostem liczby satelitów na docelowych orbitach, rozszerzanie dostępu na coraz niższe szerokości geograficzne.

Misja Crew-1

W sierpniu, po zakończeniu testowej misji załogowej statku Dragon 2, przystąpiono do przeglądów i analizy danych, aby umożliwić certyfikację systemu złożonego z rakiety Falcon 9 i statku Dragon 2 do lotów załogowych i rozpoczęcie operacyjnych misji do ISS, podczas których regularna załoga stacji ma być transportowana na orbitę i z powrotem na Ziemię w ramach trwających ponad 5 miesięcy misji.

Oficjalnie NASA certyfikowała system rozwijany przez SpaceX 10 listopada, po zakończeniu oceny gotowości do lotu przed pierwszą misją operacyjną, Crew-1. W wyniku analizy danych z misji Crew Demo-2 wprowadzono kilka zmian, m.in. wzmocniono izolację osłony termicznej w niektórych obszarach, usprawniono system wyzwalacza spadochronów pilotów oraz wzmocniono panele kapsuły. Do misji Crew-1 zostało przydzielonych troje astronautów NASA – Michael Hopkins, Victor Glover i Shannon Walker – oraz astronauta japońskiej agencji JAXA – Soichi Noguchi. Nadali oni statkowi Dragon nazwę Resilience.

Start odbył się 16 listopada o godzinie 01:27 czasu polskiego (00:27 UTC). Rakieta Falcon 9 wystartowała z platformy LC-39A, a 12 minut później oddzieliła się od niej kapsuła Dragon. Autonomiczne dokowanie do ISS nastąpiło nieco ponad 23 godziny po starcie. Tym samym rozpoczęła się era operacyjnych misji komercyjnych na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Według obecnych planów statek ma pozostać na stacji do początku maja, natomiast wcześniej, bo już na koniec marca, planowana jest kolejna misja załogowa, Crew-2.

Rekordy ponownego użycia boosterów

W czasie całego roku firma SpaceX biła kolejne rekordy, jeśli chodzi o ponowne wykorzystanie pierwszych stopni rakiet Falcon 9. W roku 2020 po raz pierwszy pojedynczy booster został wykorzystany po raz piąty i po raz szósty. Obecny rekord, czyli siódmy lot boostera, ustanowiono 25 listopada podczas misji Starlink-16. W grudniu kolejny pierwszy stopień został użyty po raz siódmy, lecz tym razem po raz pierwszy podczas misji dla zewnętrznego klienta – SXM-7.

Pierwsza misja drugiej fazy programu CRS

W marcu odbyła się ostatnia, dwudziesta misja zaopatrzeniowa na ISS, która została przyznana SpaceX przez NASA w ramach pierwszej fazy programu komercyjnych lotów towarowych na stację (CRS). Tym samym wycofana z użytku została pierwsza wersja kapsuły Dragon, ponieważ w drugiej fazie programu SpaceX zaoferowało towarową wersję statku Dragon 2, budowaną na tej samej bazie, co kapsuła załogowa. W porównaniu do Dragona 1, nowy pojazd udostępnia o 20% więcej przestrzeni ładunkowej oraz można w nim umieścić dwa razy więcej zasilanych schowków. Dragon 2 zaprojektowany jest do odbywania do pięciu lotów na ISS i z powrotem na Ziemię.

Start z pierwszą misją drugiej fazy, CRS-21, odbył się 6 grudnia, kapsuła autonomicznie zadokowała do ISS ponad 26 godzin po starcie. Misja ta była również szczególna pod innym względem – po raz pierwszy podczas lotu dla NASA wykorzystany został pierwszy stopień rakiety Falcon 9, który brał wcześniej udział w trzech lotach. Obecnie SpaceX ma zagwarantowane co najmniej dziewięć misji w ramach drugiej fazy programu CRS.

Lot Starshipa SN8

Po dwóch lotach prototypów statku Starship na wysokość 150 metrów w sierpniu i wrześniu, kolejny pełnowymiarowy egzemplarz, Starship SN8, pierwszy zbudowany w większości ze stopu stali 304L, miał odbyć lot na wyższą wysokość. Trafił on na teren kompleksu startowego pod koniec września, a następnie stał się pierwszym prototypem, w którym zamontowano trzy silniki Raptor oraz wszystkie elementy aerodynamiczne.

Podczas kampanii testowej przeprowadzono kriogeniczne testy ciśnieniowe oraz cztery testy statyczne, w tym po raz pierwszy przy wykorzystaniu więcej niż jednego silnika Raptor. Podczas jednego z testów wystąpił problem, w efekcie którego jeden z silników został wymieniony.

Po zakończeniu wszystkich niezbędnych testów lot odbył się 9 grudnia. Prototyp wystartował z platformy w Boca Chica w Teksasie i wzniósł się na wysokość około 12,5 km, w czasie lotu wyłączając po kolei trzy silniki. Potem przeszedł on do fazy opadania w pozycji poziomej, kontrolując orientację za pomocą ruchomych powierzchni aerodynamicznych. W ostatniej fazie lotu silniki Raptor zostały uruchomione ponownie i Starship wykonał manewr obrotu do pozycji pionowej. Samo lądowanie nie powiodło się, przy kontakcie z platformą prędkość była zbyt wysoka ze względu na zbyt małe ciśnienie w dodatkowym zbiorniku z paliwem i doszło do eksplozji. Według Elona Muska zebrano wszystkie potrzebne dane i test można uznać za bardzo udany.

Na platformę startową trafił już kolejny egzemplarz, Starship SN9, pierwszy zbudowany w pełni ze stopu stali 304L. Ma on również odbyć podobny lot, który jest obecnie planowany na początek stycznia.

Ostatnia misja

Ostatnim startem orbitalnym w 2020 roku była misja NROL-108. Falcon 9 wystartował 19 grudnia z platformy LC-39A i dostarczył na orbitę tajny ładunek dla Narodowego Biura Rozpoznania (NRO). Była to pierwsza w historii misja dedykowana bezpieczeństwu narodowemu USA, podczas której użyty został sprawdzony w locie pierwszy stopień. SpaceX zakończyło rok z 25 startami orbitalnymi na koncie.

Co w roku 2021?

Rok 2021 także zapowiada się ekscytująco. Planowane są dwie kolejne misje załogowe do ISS oraz pierwszy lot załogowy z prywatnymi astronautami. Odbywać się będą kolejne loty prototypów statku Starship na coraz większe wysokości, być może po raz pierwszy w powietrze wzniesie się także prototyp boostera Super Heavy, pierwszego stopnia nowej rakiety. Usługa Starlink będzie rozszerzana na nowe rejony, być może czeka nas także debiut satelitów wyposażonych w możliwość komunikacji laserowej. SpaceX z pewnością będzie chciało pobić swój rekord liczby startów orbitalnych w ciągu roku, w dużej mierze poprzez wynoszenie na orbitę satelitów Starlink, planowane są także kolejne misje rakiety Falcon Heavy.