W dniach 24-27 maja w Los Angeles odbyła się konferencja ISDC (International Space Development Conference), podczas której nagrodę dla pioniera w branży kosmicznej (Space Pioneer Award) odebrał Tom Mueller, dyrektor techniczny ds. napędu w SpaceX. Przy tej okazji wygłosił on krótkie przemówienie, podczas którego podzielił się z publicznością ciekawymi informacjami.

Tom Mueller pracuje w SpaceX od maja 2002 roku – był jednym z pierwszych pracowników – i od początku jego celem było stworzenie silników, które miały zasilać rakiety SpaceX. Wcześniej pracował w firmie TRW, gdzie również zajmował się napędem, reakcjami spalania i brał udział w pracach nad silnikiem rakietowym na paliwo ciekłe. Jak powiedział Mueller, wśród pierwszych dziewięciu pracowników SpaceX był on jedyną osobą odpowiedzialną za napęd rakietowy i początkowo bardzo trudno było znaleźć i zatrudnić odpowiednich ludzi. Mueller próbował przekonać byłych współpracowników z firmy TWR, aby do niego dołączyli, jednakże byli oni przekonani, że SpaceX poniesie porażkę i prędzej czy później Mueller do nich wróci. Przekonało to Muellera, aby zatrudniać młodych i ambitnych ludzi, świeżo po zakończeniu edukacji, którzy nie obawiali się stojących przed nimi wyzwań. Dzięki temu, w miarę rozwoju kolejnych iteracji silnika Merlin (1A, 1B, 1D), do firmy dołączyło wielu świetnych inżynierów.

Pierwszym zadaniem, przed jakim stanął Mueller w SpaceX, było zaprojektowanie i stworzenie generatora gazu (tzw. preburner). Pierwsze testy odbywały się na stanowisku firmy XCOR na pustyni Mojave, w Kalifornii. Udało się tam przeprowadzić 90-sekundowy test, jednakże ze względu na ograniczenia w częstotliwości testów, zdecydowano się na przejęcie dawnego ośrodka testowego firmy Beal Aerospace w Teksasie. Tam też pierwotnie firma napotykała wiele problemów, np. ze względu na brak wodnego systemu tłumienia. Początkowo każdy z testów silnika Merlin pozostawiał po sobie ogromny krater w betonowej platformie i za każdym razem trzeba było ją wymieniać, aż do momentu, kiedy odpowiedni system został zamontowany. Szybko nauczono się również, że w żadnym wypadku nie należy znajdować się na otwartej przestrzeni w okolicy stanowiska testowego – podczas kilku wczesnych nieudanych testów części potrafiły polecieć bardzo daleko.

Tom Mueller podzielił się także historią nazwy silnika Merlin, a więcej informacji na ten temat przedstawił już wcześniej, w lutym, na łamach serwisu Quora. Elon Musk chciał uniknąć nazwy, która byłaby po prostu literami i cyframi (np. RD-180, RS-68) i poprosił Toma o jej wymyślenie. Jeden z pracowników firmy Barber Nichols, która współpracowała ze SpaceX nad rozwojem turbopomp, był sokolnikiem. Zaproponował on, aby nazwać silnik na cześć sokoła i podał Muellerowi nazwy kilku gatunków sokoła. W efekcie niewielki silnik, zasilający drugi stopień Falcona 1, otrzymał nazwę Kestrel (pol. pustułka), pochodzącą od małego gatunku sokoła. Większy silnik, Merlin (pol. drzemlik), zawdzięcza swoją nazwę nieco większemu gatunkowi. Największe gatunki, takie jak sokół wędrowny (ang. peregrine) czy białozór (ang. gyrfalcon), Mueller postanowił zostawić sobie niejako „na później”, wiedząc, że SpaceX będzie w przyszłości budować większe silniki. Jednakże, jak się później okazało, kolejny silnik bardzo różnił się od Merlina, więc Mueller postanowił nazwać go inaczej. Ostatecznie wybrana została nazwa Raptor, pod którą w języku angielskim kryje się zbiór wszystkich ptaków drapieżnych. Sama rakieta Falcon otrzymała swoją nazwę na cześć statku kosmicznego Millennium Falcon z Gwiezdnych Wojen.

Do tej pory stworzono kilka wersji silnika Merlin. W najnowszej wersji – 1D – silnik ma wyższy ciąg niż poprzednik. Dodatkowo postawiono na niezawodność i łatwość produkcji, która z kolei sprawia, że jego budowa jest bardzo tania. Merlin 1D został również zaprojektowany tak, aby mógł szybko i w szerokim zakresie regulować generowany ciąg. Precyzyjne regulowanie ciągu pozwala na lądowanie pierwszymi stopniami rakiet Falcon, które w ostatniej fazie lotu mają bardzo niską masę, więc silnik generujący zbyt wysoki ciąg mocno utrudniałby lądowanie i mógłby powodować uszkodzenia rakiet. 

Tom Mueller wspomniał, że chociaż silnik Merlin obecnie jest liderem, jeśli chodzi o współczynnik ciągu do ciężaru, to można się spodziewać, że Raptor uzyska jeszcze lepszy wynik. 

Zespół pracujący nad silnikami Merlin przewiduje, że będą one mogły zostać użyte dziesięciokrotnie przed ich wymianą na nowe. Mueller porównał to do branży motoryzacyjnej, do „problemów po przejechaniu 160 000 km”. Po kilku lotach pojawiają się pęknięcia łopatek turbiny, nieszczelności oraz pęknięcia komory spalania. Mueller jest pewien, że wszystko to da się poprawić. Jak sam mówi, nie można mu przypisywać zasług za powstanie silnika Merlin 1D używanego w wersji Block 5 rakiety Falcon 9, lecz z pewnością jego zasługą jest zbudowanie odpowiedzialnego za to zespołu. Jego uwaga jest obecnie skupiona na silniku Raptor.

Ten zasilany metanem i ciekłym tlenem silnik ma generować ciąg na poziomie około 1800 kN – dwa razy tyle, co Merlin 1D. 31 takich silników ma zostać zainstalowanych w rakiecie BFR, która w przyszłości ma posłużyć m.in. do transportu astronautów na Marsa. Mueller pracował nad nim przez ostatnie cztery lata. Zapewnił, że rozwój Raptora jest na dobrej drodze do zaplanowanych na przyszły rok testowych „skoków” górnego stopnia (który jednocześnie będzie statkiem załogowym / transportowym) nowej rakiety. Firma SpaceX buduje obecnie stanowisko testowe dla tego silnika w ośrodku w McGregor, w Teksasie. Do tej pory udało się wielokrotnie przetestować wczesną, rozwojową wersję Raptora. Teraz jednak firma przygotowuje się do testów silnika w wersji, która będzie mogła zostać zainstalowana w rakiecie.

Źródła: Reddit, GeekWire, Quora