23 października na subreddicie /r/spacex odbyło się AMA z Elonem Muskiem dotyczące architektury marsjańskiej oraz SpaceX. Poniżej dostępne jest tłumaczenie wszystkich pytań, na które odpowiedział Elon Musk oraz jego odpowiedzi.
AMA miało być w zamyśle uzupełnieniem dla wystąpienia Elona Muska na Międzynarodowym Kongresie Astronautycznym (IAC 2016) w Meksyku. Można je zobaczyć tutaj.
Tekst został uzupełniony o linki wyjaśniające niektóre bardziej skomplikowane lub potencjalnie niejasne pojęcia.
/u/El-Psy-Kangaroo Jaki sprzęt i procedury będą niezbędne do przeprowadzania tankowania statku na Marsie? Czy będzie to zaprojektowane tak aby funkcjonować autonomicznie podczas pierwszego testowego lotu bezzałogowego? Czy są plany wprowadzenia trzeciego wariantu ITS z dużą ładownią, podobną jak w promach kosmicznych, aby umożliwić transport większych ładunków?
Elon MuskWciąż jesteśmy daleko od nakreślenia wszystkich szczegółów, ale obecny plan wygląda tak:
- Wysyłamy Dragony na misje zwiadowcze, na początku żeby upewnić się, że potrafimy wylądować bez wybicia krateru, a następnie aby sprawdzić jaki jest najlepszy sposób na pozyskiwanie wody do Reakcji Sabatiera (CH4/O2).
- Statek kosmiczny “Złote Serce” (ang. Heart of Gold) leci na Marsa załadowany wyłącznie sprzętem do budowy fabryki paliwa.
- Pierwsza misja załogowa leci ze sprzętem do budowy podstawowej bazy i ukończenia fabryki paliwa.
- Próbujemy zwiększyć liczbę lotów dwukrotnie w każdym kolejnym oknie startowym z Ziemi na Marsa, czyli co 26 miesięcy, do czasu aż miasto będzie mogło samo się rozwijać.
/u/Ulysius Biorąc pod uwagę planowane wielokrotne użycie ITS, jaką stałą formę zamieszkania przewidujesz? Moduły dostarczane z Ziemi czy (ostatecznie) przejście na wykorzystanie lokalnych zasobów, np. budowę wzmocnionych tworzywami sztucznymi betonowych konstrukcji z marsjańskiego regolitu?
Elon MuskNa początku, szklane panele i stelaże z włókien węglowych, aby zbudować na powierzchni kopuły geodezyjne, do tego wiele robotów kopiących tunele. Dzięki nim można stworzyć ogromną ilość hermetycznej przestrzeni do działalności przemysłowej, a szklane kopuły pozostawić jako zieloną przestrzeń do życia.
/u/MINDMOLESTER Jaka technologia lub materiał wciąż wymaga najwięcej pracy, aby ITS mógł odnieść sukces?
Elon MuskDo tej pory było to wytworzenie nowego stopu metali, nadzwyczaj odpornego na utlenianie, do turbopompy zasilanej paliwem bogatym w tlen, która pracuje pod szalonym ciśnieniem aby zasilić główną komorę spalania o ciśnieniu 300 barów. Wszystko co może się palić, będzie się palić. Wydaje nam się, że mamy to już pod kontrolą, turbopompa w Raptorze nie wykazała erozji po testowych uruchomieniach silnika, ale wciąż istnieje pole do optymalizacji.
Obecnie najistotniejszą kwestią jest uszczelnienie zbiorników z włókien węglowych przeciw kriogenicznym materiałom pędnym z autogenicznym utrzymywaniem ciśnienia. Zbiornik na tlen jest również narażony na utlenianie, jako że ciśnienie w nim jest utrzymywane przy pomocy czystego, gorącego tlenu. Prawie na pewno konieczne będzie zastosowanie jakiejś warstwy pasywnej, najlepiej z czegoś czym można spryskać zbiornik. Jeśli będzie taka konieczność, użyjemy cienkich arkuszy inwaru zespawanych razem od środka.
/u/Rohishimoto Jaką technologię (jeżeli taka istnieje) opanowaliście już w tym momencie do perfekcji?
Elon MuskNie sądzę żebyśmy tak naprawdę opanowali do tej pory cokolwiek. Być może uruchamianie silników…
/u/Zucal Na jakim poziomie ukończenia znajduje się projekt układu wnętrza części mieszkalnej ITS i kiedy możemy spodziewać się pokazania renderów?
Elon MuskMyślę, że potrzebujemy nowej nazwy, ITS po prostu się nie sprawdza. Ja używam nazw BFR i BFS (Big F*****g Rocket i Big F*****g Spaceship), odpowiednio dla rakiety i statku, co sprawdza się wewnątrz firmy, ale…
Będziemy chcieli ujawnić szczegóły sekcji mieszkalnej, kiedy będziemy mieli makiety. Być może za rok lub dwa.
/u/theZcuber Jakie będą różnice między wewnętrznym rozplanowaniem ITS przeznaczonego dla małej załogi (np. w przypadku pierwszego lotu załogowego) w porównaniu do pełnej 100-osobowej wersji?
Elon MuskPrawdopodobnie po prostu w pozostałej przestrzeni będzie umieszczony ładunek. Początkowe loty będą silnie nastawione na ładunek. W pierwszej misji poleci około tuzina ludzi, jako że celem będzie budowa i przetestowanie fabryki paliwa oraz systemu zasilania pierwszej bazy marsjańskiej (ang. Mars Base Alpha).
/u/TheVehicleDestroyer Mam trzy pytania dotyczące specyfikacji technicznej ITS:
- Czy możesz wyjawić wartości ciągu w próżni oraz impulsu właściwego w próżni dla wersji Raptora przeznaczonej do działania w atmosferze?
- Pierwszy stopień ITS będzie w stanie zawisnąć w powietrzu. Czy będzie korzystał z tej możliwości żeby zagwarantować udane lądowanie kosztem niewielkich strat związanych z grawitacją, czy będzie zawsze lądował w najbardziej wydajny sposób (ang. hoverslam)?
- Jakie jest spodziewane największe przyspieszenie jakie pierwszy stopień ITS będzie w stanie wytrzymać podczas wejścia w atmosferę i lądowania?
Elon Musk
- Ok. 360 s impulsu właściwego w próżni i 290 ton ciągu w próżni.
- Lądowanie z dużym przeciążeniem jest dużo bardziej wydajne, więc nie będzie żadnego unoszenia się w powietrzu dopóki booster nie natrafi na problem lub niespodziewane warunki wietrzne. Rakieta lądująca powoli marnuje mnóstwo paliwa.
- Celujemy w 20 g.
/u/Tesla_X_City Jeżeli dobrze pamiętam, na jednym ze slajdów było wspomniane o przeciążeniach 4 do 6 g przy wejściu w atmosferę. Nie jest jednak sprecyzowane czy będzie to przeciążenie podczas ostatecznej fazy lądowania przy pomocy silnika czy podczas hamowania aerodynamicznego w atmosferze. Chciałbym, żebyś to doprecyzował.
Elon MuskStatek (drugi stopień) będzie nominalnie ograniczony do 5 g, ale powinien wytrzymać 2 do 3 razy większe wartości szczytowe nie rozpadając się. Booster (pierwszy stopień) będzie miał nominalnie 20 g, i być może 30 do 40 bez rozpadania się.
/u/termderd Mamy dość dobre pojęcie o tym jak będzie wyglądało wejście w atmosferę i lądowanie na Marsie, ale czy mógłbyś wyjaśnić jak ITS i statek-cysterna mają to robić na Ziemi? Podczas Twojej prezentacji na IAC dotyczącej wejścia w atmosferę Marsa dowiedzieliśmy się że statek będzie posiadał bardzo mocne silniki sterujące, które będą sterować orientacją statku. Takie rozwiązanie działa świetnie w przypadku marsjańskiej atmosfery, ale co w przypadku Ziemi? Nie wygląda żeby drugi stopień posiadał lotki sterowe, a silniki sterujące w oczywisty sposób działają gorzej w ziemskiej atmosferze, więc jak ma to działać?
Elon Musk Dobre pytanie - nie było to pokazane na IAC. Drugi stopień ITS i statek-cysterna będą posiadały klapy na kadłubie do kontroli obrotu w dwóch osiach (pitch, roll), w trzeciej osi (yaw) prawdopodobnie wykorzystamy silniki sterujące.
/u/nalyd8991 Myślę, że dla wielu ludzi najbardziej szokującą częścią Twojej prezentacji był zbiornik na paliwo z włókien węglowych w pełnym rozmiarze, zbudowany przez SpaceX. Tutaj można go zobaczyć, jeśli ktoś nie widział. Czy mógłbyś nam powiedzieć nieco więcej o projektowaniu, powstawaniu i roli tego konkretnego egzemplarza testowego?
Elon MuskTak, dla ludzi którzy się na tym znają, to były naprawdę ważne wieści. :)
Zbiornik używany podczas lotu może być w rzeczywistości nieco dłuższy, ale tej samej średnicy.
Został on zbudowany z najnowszych i najlepszych prepregów z włókien węglowych. W teorii, powinien utrzymać kriogeniczne paliwo bez przeciekania, bez dodatkowej wewnętrznej powłoki uszczelniającej. Początkowe testy są obiecujące.
Testowy zbiornik zostanie poddany ⅔ granicznego ciśnienia na barce na oceanie w nadchodzących tygodniach.
/u/FoxhoundBat
- Czy w ogólności, architektura lądowania pierwszego stopnia ITS i odległości konieczne do pokonania będą takie same jak w przypadku Falcona 9? Trzy odpalenia silników (boostback, re-entry burn, landing burn)?
- Czy mógłbyś nam przybliżyć jakie będą zmiany w “ostatecznej” wersji Falcona 9 (“v1.3”) o której wspominałeś? Oczywiście silniki z ciągiem zwiększonym ze 170 do 190 tysięcy lbf (z ok. 756,2 kN do ok. 845,2 kN), ale co jeszcze? Czy zmiany są nastawione głównie na ponowne użycie, nie na osiągi?
- Gwynne wspominała 2 tygodnie temu, że Falcon 9 v1.2 będzie używany ponownie tylko raz lub dwa razy, a “v1.3” powinien być używany nawet do 10 razy. Czy mógłbyś powiedzieć jakie są czynniki ograniczające ponowne używanie Falcona 9?
Elon MuskDuży booster będzie miał łatwiej niż Falcon, ponieważ jego masa będzie proporcjonalnie mniejsza, będzie miał mniejszą gęstość. W efekcie nie będzie wchodził w atmosferę tak gwałtownie i szybko jak Falcon, więc warunki jakich doświadcza Falcon powinny być górnym ograniczeniem dla dużego boostera ITS.
Ostateczna wersja Falcona 9 ma wiele małych usprawnień, które sumarycznie są ważne, ale zwiększony ciąg i usprawnione nogi do lądowania to najbardziej znaczące zmiany.
Tak właściwie myślę, że boostery Falcona 9 mogą być używane praktycznie bez końca, dopóki będzie prowadzona odpowiednia konserwacja i staranna inspekcja. Falcon 9 Block 5 - ostateczna wersja w tej serii - ma najlepsze osiągi i jest zaprojektowana do łatwego ponownego użycia, więc największy sens ma skupienie się na tej wersji w dłuższej perspektywie i wycofanie starszych modeli. Produkcja wersji Block 5 ruszy za ok. 3 miesiące, a pierwszy lot odbędzie się za 6 do 8 miesięcy, więc nie ma większego sensu w testowaniu naziemnym wersji Block 3 albo 4 poza kilkoma lotami.
/u/__Rocket__ Drugi stopień ITS posiada dwa tajemnicze kuliste zbiorniki, oznaczone na obrazku na zielono. Projekt całości wygląda ekscytująco i pojawiają się coraz bardziej wybujałe spekulacje na temat przeznaczenia tych kulistych zbiorników:
- Czy będzie w nich paliwo do lądowania?
- … Czy może mają w nich być przechowywane “gorące” gazowe materiały pędne jako część autogenicznego systemu utrzymywania ciśnienia?
- … Czy może mają być używane do zagęszczania paliwa na orbicie żeby przechowywać w nich parę zanim zostanie ponownie upłynniona?
A być może wszystko wyżej wymienione?
Elon MuskSą to zbiorniki zawierające paliwo do lądowania. Są wydzielone, żeby zapewnić lepszą izolację, zminimalizować “wygotowywanie się” paliwa, uniknąć chlupotania paliwa podczas wejścia w atmosferę i uniknąć konieczności utrzymywania całego głównego zbiornika pod ciśnieniem.
/u/_rocketboy W nawiązaniu do poprzedniego pytania, czemu pierwszy stopień posiada tylko jeden taki zbiornik?
Elon MuskRura do transportu ciekłego tlenu służy jako taki zbiornik dla tlenu.
/u/__Rocket__ Ciasny klaster 42 silników w pierwszym stopniu ITS (fajna liczba ;) ) wywołał spekulacje, że być może silniki są upakowane tak ciasno żeby wytworzyć efekt “wirtualnej dyszy”, lub “wirtualnego stożka powietrznego”, który mógłby zostać wykorzystany: silniki mogłyby mieć krótsze dysze, a większość gazów wydechowych wewnętrznych silników dalej poruszałaby się wzdłuż osi rakiety. Czy te spekulacje są chociaż częściowo prawdziwe, czy też ciasne upakowanie ma służyć wyłącznie zwiększeniu stosunku ciągu do masy podczas startu?
Elon MuskTo musiało być 42, z ważnych naukowych oraz fikcyjnych powodów!
Ciasne upakowanie służy wyłącznie zmaksymalizowaniu stosunku ciągu do masy, ale byłoby fajnie gdyby dodatkowo powstał efekt wirtualnej dyszy.
/u/__Rocket__ Według Twojej prezentacji, drugi stopień ITS posiada całkowite Δv wynoszące 7,5 km/s wracając z Marsa na Ziemię, z ładunkiem o masie 150 ton. Ze znacząco mniejszym ładunkiem posiada ponad 9,0 km/s Δv - wspaniale! Czy ta niespotykana ilość Δv mogłaby zostać użyta do lotu z Marsa na Ziemię nawet poza oknami startowymi wynikającymi z okresów orbitalnych jeżeli masa ładunku nie byłaby głównym czynnikiem? Można by to wykorzystać w sytuacjach awaryjnych, np. do dostarczania zaopatrzenia, przyrządów medycznych i ekspertów, lub dla innych krytycznych dostaw o wysokim priorytecie, ale niskiej masie.
Elon MuskTak.