Űrhajózás 2018-ban

Összefoglaló az űrhajózás jelen állapotáról – avagy IAC 2018 összefoglaló helyett... – írta: Cifu, 2 hete

A nagyobb piaci szereplők összefoglalója

SpaceX


Két visszatérő 'Core' fokozat szimultán leszállása a Falcon Heavy 2018. február 6-ai indítása után

A SpaceX ismét mozgalmas éven van túl– kezdetnek ott van, hogy sikeresen tesztelte a Falcon Heavy rakétáját. Ugyebár tavaly azt írtam, hogy a Falcon Heavy kissé légüres térbe került, hiszen a Nemzeti Felderítő Hivatal (National Reconnaissance Office, NRO), amely az Egyesült Államok kémműholdjait felügyeli, egy huszáros vágással megbízta az ULA céget 6 indítással a Delta IV Heavy rakéták számára – azokra a terhekre, amikhez eredetileg a SpaceX a Falcon Heavy-vel pályázott volna. Ezen terhek nélkül a Falcon Heavy számára legalábbis jelenleg nem sok potenciális feladat maradt, a legtöbb kereskedelmi műholdra vonatkozó szerződést a SpaceX Falcon 9 FT vagy Block 5 rakétával teljesítette, vagy teljesíti majd, kivétel "mindössze" az Egyesült Államok Légierejének (United States Air Force, USAF) általi "minősítő", STP-2 jelölésű indítása és az egy szem ArabSAT-6A műhold pedig szükség esetén egyszer használatos Falcon 9 rakétaindítással is pályára állítható. Ez volt júniusig, amikor a USAF és a SpaceX bejelentette, hogy 130 millió dolláros szerződést írtak alá az AFSPC-52 (a rövidítés az Egyesül Államok Légierejének Űrparancsnokságát takarja) műhold pályára állítására, amelyre 2019-ben fog sor kerülni – ez egyébként az első eset, hogy a Falcon Heavy legyőzte a konkurens ULA cég Delta IV Heavy rakétáját. Ráadásul ott vannak a NASA tervek a Hold körüli űrállomással, és ehhez nagyszerűen lehetne használni a SpaceX nehéz rakétáját, így kezd úgy tűnni, hogy a Falcon Heavy-t megtalálják a feladatok...


A Merah Putih küldetés startja a már másodszor felhasznált B1046 core fokozattal 2018. augusztus 7-én

Hirdetés

A "hagyományos" Falcon 9 indításoknál a fő kérdőjel jelenleg, hogy mikor sikerül továbblépni az újrafelhasználás terén. Az összes eddigi újrafelhasznált első fokozat ugyanis csak egyszer repült ismét, ami a korábbi (Block 3, Block 4) fokozatoknál még nem volt annyira meglepő, hiszen ott maga az újrafelhasználás ténye is éppen elég fontos volt, illetve főleg tapasztalatszerzés volt a cél. Ezen fokozatokat aztán vagy selejtezték (ha a második útnál is visszahozták az első fokozatot), vagy pedig olyan indításnál használták fel, ahol nem történt kísérlet a visszahozásukra. A Block 5 változat lenne az első, amely kettőnél többször is repülhet, hogy egy-egy fokozat hányszor, az még nagy kérdőjel (a tervek szerint akár 10 alkalommal), de a pletykák szerint a november 18-án induló Falcon 9 // SSO-A küldetés (amely 71 kisebb műholdat visz fel egyszerre) lesz az első, ahol egy már kétszer repült első fokozat lesz felhasználva. Az ehhez felhasználni szándékozott B1046 azonosítójú (amúgy az első Block 5 változatú Falcon 9) fokozat 2018 májusában és augusztusában már sikeresen járt a világűrben, ami egyben jelzi, hogy jelenleg még 3-4 hónap szükséges, amíg egy fokozat újra repülésre kész lehet.


Caryn Schenewerk, a SpaceX állami kapcsolatokért felelős vezetője a 2018. június 18-ai meghallgatáson

A SpaceX egyik legnagyobb sirámja jelenleg egyébként a szigorú FAA (Federal Aviation Administration ~ Szövetségi Légügyi Adminisztráció) szabályozása. Ezek miatt ugyanis roppant körülményes a rakétaindítások és a rakétafokozatok visszahozatalakor szükséges jóváhagyások lepapírozása, ahol minden egyes indításra külön-külön kell az adott rakéta és annak terhének teljesítménye alapján engedélyeztetni. A SpaceX és a Blue Origin is egy júniusi kongresszusi meghallgatáson egybehangzóan elavultnak és túlhaladottnak nevezték az FAA vonatkozó elvárásait, és szeretnék, ha a jövőben egy adott rakétatípus esetében legyen egy általános engedélyeztetés, ami után már nem lenne szükséges minden indításhoz külön-külön engedélyekért folyamodni.

Persze az elmúlt időszak legfőbb eseménye a szeptember 17-ei volt, amikor Elon Musk és Juszaku Maezawa egy 2023-as Hold körüli útra vonatkozó bejelentést tett, amelyet BFS űrhajóval valósítanak majd meg. Ugyebár 2017 februárjában már volt egy bejelentés, akkor 2018 végére ígértek egy Hold-megkerülést egy Falcon Heavy rakétával indított Dragon személyszállító űrhajóval. Abból nem lett semmi, de a helyébe lépett az új és bővített verzió, amely esetében várhatóan 8 művésszel a fedélzetén repüli majd körbe a Holdat a japán üzletember és filantróp. A bejelentés egyben a BFR terveinek legújabb kiadásának bemutatása is volt, a fenti linken a főbb változtatások is bemutatásra kerültek.

Musk és Maezawa bejelentése persze ellopta a showt, mindenki az IAC 2018 előadásra várt, amit így ügyesen megelőztek. Így sokkal kevesebb figyelmet kapott a SpaceX IAC 2018 előadása, amit Hans Königsmann, a SpaceX gyártásért és biztonságért felelős alelnöke tartott. Megjegyzés: a német név nem véletlen, még az 1990-es években költözött az Egyesült Államokba, majd 2002 óta dolgozik a SpaceX-nél. Königsmann érdekes anekdotával kezdte, a 2003-as IAC előadást idézte fel, ami ugyanúgy Brémában volt, mint az idei, és a SpaceX akkor prezentálta első terveit Elon Muskkal és Gwynne Shotwellel (aki a SpaceX vezérigazgatója), de nagyjából semmi figyelmet nem kaptak. A Falcon 1 rakéta esetében viszont már bemutatták azt, hogy ejtőernyővel szeretnék az első fokozatot visszahozni, hogy később újra felhasználhassák (ez olyasmi, amiről amúgy nem sokat beszélnek). A háttérben lévő képen ráadásul egy 'Falcon Heavy' terv is látható – Falcon 1 fokozatokból "összelegózva".

A SpaceX két jelenlegi rakétája, a Falcon 9 és Falcon Heavy bemutatásakor mutatott egy érdekes képet (lásd fent), amely arról szól, hogy a GTO pályára (a GEO kommunikációs műholdak indításánál általánosan használt transzfer-pálya) 6,5 tonnát tud felvinni a Falcon 9 egyszer használatos módban, 5,5 tonnát, ha az első fokozatot hajóra hozzák vissza, és 3,5 tonnát, ha az első fokozat a szárazföldre tér vissza. A Falcon Heavy egyszer használatos módban 15 tonna feletti tömeget tud feljuttatni, ha mind a három (két gyorsítórakéta és a középső fokozat) tengerre tér vissza, akkor 10 tonnát, míg ha a két szélső a szárazföldre tér vissza, míg a középső a tengerre, akkor 8 tonnát.


Königsmann előadás közben, a háttérben az egyik áramvonalazó kúp visszahozataláról készült képek

Ekkor érkeztünk el az előadás valódi témájához, az újrafelhasználás kérdéséhez. Königsmann elmondta, hogy nekiállt keresni olyasmit, mint az egyszer használatos hordozórakéták – tehát egy 50 millió dolláros eszközt, amit egyszer használnak, majd eldobják. Nem nagyon talált ilyesmit. Márpedig alapvetően ez történik, és ettől el kellene szakadni, ha csökkenteni akarjuk az indítások árait. A fő cél az, hogy elég tapasztalat gyűljön össze ahhoz, hogy fel lehessen állítani egy listát, hogy hány repülés után kell X vagy Y alkatrészt lecserélni, és ezt leszámítva két repülés között csak egy átellenőrzésre kerülne sor. Itt a repülőgépeknél és helikoptereknél használt 'repült óra' alapú karbantartási előírásokra utal egyébként, például meg van határozva, hogy 500 repült óránként ellenőrizni kell a hajtóműveket, 1000 repült óránként a kormányrendszert, míg 3000 repült óránként darabjaira kell szedni az egészet, hogy a sárkányszerkezet meghatározott elemeit alaposan átnézhessék és lecseréljék. A SpaceX jelenleg azon dolgozik, hogy a jövőben valami ilyesmi megoldással lehessen az újrafelhasznált rakéták ellenőrzését megtenni (nyilván repült óra helyett az indítások száma lenne a meghatározó). A másik említett dolog az áramvonalazó kúp visszahozatala, ami paplanernyővel érkezik lefele és egy hatalmas hálóval felszerelt hajó (a Mr. Steven) igyekszik elkapni, hogy ne a tengerbe essen.


A Mr. Steven nevű hajó, a hatalmas hálójával égből érkező műanyag kúp elkapására készül

A SpaceX vitán felül lendületben van, idén megkapta az USAF és a NASA részéről is az igazolást, hogy bármilyen (nagyobb értékű) katonai illetve tudományos terhet indíthat, vagyis az állami megrendelések terén immár végképpen felzárkózott az ULA mellé. Eközben hiába gyűlnek a konkurensek, jelenleg mindegyik csak őket próbálja utolérni, és erre 2020-2021 előtt nem nagyon van esélyük. Ha beválik, amit elterveztek, akkor elképzelhető, hogy a jelenleg legyártott, vagy gyártásban lévő, cirka 10-12 (ha optimistábbak vagyunk, 15) darab Falcon 9 Block 5 'Core' (első fokozat) kitarthat 2022-2024-ig, amennyiben fokozatonként 10 indítással és évi 20 indítással számolunk, már ha tényleg leállnak a Core fokozatok gyártásával (Musk ugye ezt vázolta fel anno), és 2019-től már a BFR-re koncentrálnak. BFR-t írtam le? Oh, Elon Musk egy Tweetben jelentette be, hogy immár új elnevezést találtak: Starship (Csillaghajó) az űrhajó maga, illetve Super Heavy (Szupernehéz) a gyorsító fokozat. Személyes megjegyzés: visszasírom a BFR / BFS elnevezést...


Fantáziarajz a Falcon 9 - BFR tesztjárműről
(amit már el is kereszteltek "Small Falcon Rocket"-nek, vagyis SFR-nek)

A Starshiphez vezető következő lépcsőfokot pedig november 7-én egy Tweet bejegyzésben
közölte: egy Falcon 9 rakéta második fokozatát kísérletképen egy mini-Starshipnek építik át, amellyel majd egy szuborbitális repülés után visszatérnek a légkörbe, hogy a könnyű hővédő pajzsot illetve a nagy sebességű légköri manőverezés terén tapasztalatokat gyűjtsenek. A bejegyzés kommentje szerint 2019 júniusa körül kerülhet rá majd sor...

Az OrbitalATK felvásárlása, a Northrop Grumman belépése a piacra


Az OmegA hordozórakéta promóciós videója a Northrop-Grumman cégtől

Az elmúlt időszak egyik legfontosabb, ugyanakkor legkevésbé felszínre került híre az, hogy az OrbitalATK amerikai céget felvásárolta a Northrop-Grumman cég. A hír horderejéhez tudni kell, hogy a Northrop-Grumman a harmadik legnagyobb bevételű repülőgép- és űripari cég (az első a Boeing, a második a Lockheed-Martin) az Egyesült Államokban. A hordozórakéta- és műhold-, illetve űrinfrastruktúra terén a két nagy szereplő mögé felzárkózni szándékozó Northrop-Grumman az OrbitalATK felvásárlásával rátette a kezét a Pegasus, Minotaiur és Antares hordozórakétákra, a készülő OmegA elnevezésű rakétára és nem mellesleg az ISS kiszolgálására a CRS 2 tenderen is megbízást kapó Cygnus teherűrhajóra. Ettől sokan az Egyesült Államok piacán lévő verseny élesedését várják, mivel az OrbitalATK legfőbb problémája a tőkehiány volt (a Northrop-Grumman 7,8 milliárd dollárt fizetett a cégért, plusz átvállalta az 1,4 milliárd dolláros adósságát is), az új tulajdonos pedig erre gyógyírt jelenthet, így az OmegA esélyesen megvalósulhat, és más fejlesztésekre is sor kerülhet. Az OmegA érdekessége amúgy, hogy az Űrsikló szilárd hajtóanyagú gyorsítórakétájára épül az első és a második fokozata, egy folyékony-hidrogént égető harmadik fokozattal.


2017. október 31-én elindult Minotaur-C, orrában a Planet Labs cég műholdjaival

A NorthropGrumman folytatja az OrbitalATK által a NASA CRS / CRS-2 teherszállító tendereken elnyert feladatok végrehajtását, amelyet az Antares 230(+) hordozórakétával indított, módosított és fejlesztett Cygnus űrhajókkal teljesítenek. A rakéta portfóliója ugyanakkor széles spektrumot fed le: a levegőből indított Pegasus XL-től kezdve az átalakított Peacekeeper rakéták (Minotaur III., IV., V. és VI.), illetve Minuteman rakéták (Minotaur I. és II.), illetve a Pegasus és egy Peacekeeper gyorsító fokozat párosából született Minotaur-C jelű változat. Ugyanakkor mégis leginkább az állami megrendelésekre támaszkodnak, az Antares például csak a Cygnus indításoknál került eddig felhasználásra, a Minotaur és a Pegasus XL pedig az utóbbi időben eléggé visszafogott sikereket tudott csak felmutatni a piaci megrendelések terén. Relatíve új hír, hogy az Amerikai Légierő új hordozórakéta-fejlesztés céljára három cégnek nyújt 181 millió dolláros állami támogatást – az egyik pedig a Northrop-Grumman OmegA rakétája. A fejlesztés célja, hogy a SpaceX mellett legyen versenyben más cég is az olcsó hordozórakéták terén – magyarul az OmegA abban bízhat, hogy állami megrendelésekkel tartják "lélegeztetőgépen", hogy legyen alternatívája a Falcon 9-nek.

ULA és Lockheed-Martin

A Boeing és a Lockheed-Martin cég közös leányvállalata felett folyamatosan kongatják a vészharangot, de a helyzet az, hogy még mindig talpon van, és a helyzethez képest köszöni szépen, jól mennek a dolgaik. A tavalyi év volt az utolsó, amikor az Amerikai Légierő az EELV program keretében kvázi jól kitömhette az ULA-t, ők pedig éltek a lehetőségekkel, és például lefixálták 2023-ig a Delta IV Heavy indításokat, amelyek nagy tömegű kémműholdak indításáról szóltak – és amire a SpaceX a Falcon Heavy rakétával ácsingózott. Az Atlas V. rakéta 2019-re mindössze hat indítási megbízással rendelkezik, ebből kettő a Boeing Staliner űrhajó ISS-hez való útja, a maradék négy pedig a védelmi minisztérium megbízása. Némileg szebb az ezt követő időszak, mert 2020-ban Atlas V. indításra kerülhet sor, ebből egy Starliner, két DreamChaser és egy Cygnus teherűrhajó az ISS-hez, egy kereskedelmi kommunikációs műhold, a Viasat-3 indítása (2016 óta az első efféle indítás lesz az ULA számára), egy indítást a NASA rendelt meg a Mars2020 roverhez, a maradék három katonai megrendelés.


A Vulcan Centaur rakéta és főbb elemei

Az Atlas V. 2021 után nem indulhat a védelmi minisztérium megrendelésein, lévén orosz RD-180 hajtóműveket szerelnek az első fokozatba, ami nemzetbiztonsági kockázatnak lett minősítve. Eredetileg már 2017-ben sem kaphatott volna ilyen megbízást, de a politikai erőjátszmában sikerült az ULA-nak kitolnia annyira, hogy az új Vulcan rakéta megjelenéséig mégse kerüljenek a partvonalra. A Vulcan fejlesztése egy verseny is volt – 2015-től 2018-ig lebegtették az első fokozatban használt hajtómű kérdését, és párhuzamosan fejlesztettek egy 5,4 méter átmérőjű fokozatot a Blue Origin metánt égető Be-4 hajtóművéhez, illetve a konkurens AeroJet cég kerozint égető AR-1 hajtóművéhez egy vékonyabb, 3,81 métereset. Végül 2018 szeptemberében megállapodtak a Blue Originnel, hogy ők szállítják a Vulcan első fokozatához a hajtóművet. Ezzel mondjuk az AeroJet elég nehéz helyzetbe került, de eleve 2 éves késéssel álltak neki a fejlesztésnek, így szinte borítékolható volt a végeredmény. A Vulcan egyébként eddig 1,2 milliárd dolláros állami támogatást kapott, legutóbb 181 millió dollárt a Légierő jövőbeni hordozórakéták fejlesztésére szánt támogatás keretében (a másik két támogatott a Northrop-Grumman OmegA illetve a Blue Origin cég New Glenn rakétája). A Vulcan második fokozatnak jelenleg a Centaur fokozatot használja, amelyet az Atlas V. esetében is alkalmaztak. Viszont nagyon nagy csönd van az esetleges újrahasznosítás terén – igaz a korábbi tervek szerint is csak 2023 körül foglalkozik a cég a korábban felvázolt tervekkel, melyek szerint az első fokozat hajtóműveit ejtőernyővel hoznák vissza a későbbi újrafelhasználás céljából.


A Lockheed új Holdkompját bemutató videó

Az IAC 2018 egyik előadásán a Lockheed bemutatott egy saját koncepciót arról, hogy képzelik el a Gateway űrállomásról induló újrafelhasználható Holdkompot, amelyben az amúgy általuk épített Orion űrhajó legtöbb elemét is igyekeztek újrafelhasználni. Mivel nincs leszálló és felszálló fokozat, vagyis semmit sem dob el útközben (hogy ezzel csökkentse saját tömegét), így gigászi lett, még úgy is, hogy 4 űrhajós mellett 1 tonna hasznos terhet vihet le a Hold felszínére, illetve hozhat vissza. Itt jön ki amúgy a Gateway űrállomás koncepciójának problémája – olyan messzire van a Holdtól, hogy egy Gateway-Hold felszín-Gateway út 5000 m/s Delta-V igénnyel bír. Hogy ez mennyi? Viszonyításképpen: a Szojuz űrhajók cirka 390 m/s; Apollo űrhajó: 2804 m/s; Apollo holdkomp: 2220 + 2500 m/s (leszálló + felszálló fokozat).

Ez bizony azt jelenti, hogy folyékony hidrogén és folyékony oxigén hajtóanyag-párosra lesz szükség, mert ez a legjobb tömeghatékonyságú. Még így is 40 tonna hajtóanyag kell eme úthoz, és a Holdkomp száraz tömege 22 tonna körüli lenne. A koncepcióban persze van ráció, ám ugyanakkor hozzá kell tenni, hogy ez csak a Lockheed saját verziója a lehetséges holdraszálló jármű terén. Az viszont ebből is látszik, hogy nem lesz egyszerű és pláne nem olcsó egy-egy holdraszállás...

Blue Origin


A New Shepard űrugró-jármű kilencedig tesztrepülésére való felkészítés közben, 2018 júliusában

Jeff Bezos (az Amazon alapítója és fő részvényese, a világ (egyik) leggazdagabb embere) cége továbbra is sötét ló, egyfelől mert az elmúlt időszakban a tulajdonosa döntötte bele a pénzt, másfelől pedig mert a SpaceX Falcon 9-hez nagyon hasonló elven működő, és az első fokozatot újrahasznosító New Glenn rakétájuk öles lépésekkel halad a megvalósulás felé. Persze anno kisebb célokat tűztek ki maguk elé – a kereskedelmi űrugrást, vagyis hogy indításonként 6 turistát visznek a New Shepard rakétával 100 km fölé, hogy pár percig megtapasztalhassák a súlytalanságot, és hatalmas ablakokon élvezhessék a Föld látványát a magasból. Aztán a rakéta és a kabin is automatikusan visszatér a Földre. Nos, 2016-ban 2018 volt a terv, mármint arra, hogy már tényleg vihessen fel ilyen űrturistákat a New Glenn, de ez per pillanat 2019-re csúszott, idén két tesztrepülés volt eddig (áprilisban és júliusban), és bár azt ígérték, hogy emberrel a fedélzetén is megteszik az első indítást, eddig erre nem került sor. Ezzel együtt is jelenleg jóval előrébb járnak, mint a nagy konkurens Virgin Galactic.


A New Glenn három fokozatú változatának CGI képe, figyelemre méltó a 7 méteres áramvonalazó kúp

A nagyobb érdeklődést persze a New Glenn-t övezi, az alacsony Föld körüli pályára (LEO) 45 tonnát, Geoszinkron-transzfer pályára (GTO) 13 tonnát feljuttatni képes rakéta terveinek véglegesítése hírek szerint viszont csúszik, kockáztatva, hogy a 2020-ban valóban sor kerülhet a tervezett első indításra. Ugyanakkor megbízások terén jól állnak – a OneWeb műholdas internetszolgáltató 5 indításra szóló előszerződést kötött, valamint négy kereskedelmi kommunikációs műhold indítására kaptak eddig megbízást (legutóbb most a SKY Perfect JSAT japán szolgáltatótól). Jelenleg a már felépült floridai gyáregység felszerelését nagyrészt befejezték, és már az első rakétafokozatokon való munkálatok beindulásánál járhatnak. Az év közben két érdekesebb bejelentést tettek, az egyik, hogy a 6. New Glenn indítástól kezdve ők is lehetővé teszik, hogy két műholdat állítsanak a pályára – itt annyi csavart tettek, hogy azt ígérik, nem kell félni attól, hogy az indítás a másik műholddal kapcsolatos esetleges problémák miatt csúszni fog. Úgy tervezik, hogy évente legfeljebb nyolc indítást ütemeznek be, és itt az indítási időpont (a lehetőségekhez képest) fix lesz, vagyis ha például a két megbízó közül az egyiknek nem érkezik meg / nincs indítható állapotban a műholdja, akkor a másik műholdat egyedül is elindítják, külön költségek nélkül (hogy a késlekedő cég műholdja milyen feltételekkel és mikor indulhat, arról nem szólt a fáma). Ez csak azért érdekes, mert sok piaci szereplő azért kerüli az Ariane 5 indításokat, mert ott bevett szokás, hogy két műholdat indítanak egyszerre – és bizony volt már rá példa, hogy a "másik" műhold késése miatt kellett az indítást elcsúsztatni. A rakéta megjelenésének másik érdekessége, hogy például a Harris cég máris nekiállt olyan nagyobb, 5 méter átmérőjű fix kommunikációs műholdantennákat tervezni, amely profitálhat a nagy átmérőjű (7 méteres) áramvonalazó kúpból. A piaci szereplők többsége jelenleg 5-5,2 méteres áramvonalazó kúpokat kínál, amely meghatározza, hogy mekkora fix antennát lehet a műholdra tervezni (nagyjából 3 métereset), vagy pedig kinyíló antennákra kell bízniuk magukat, amely drágább és bonyolultabb megoldás. Az ilyen húzásokkal a Blue Origin ügyesen olyan piaci réseket nyit, amelyek (legalábbis még egy ideig) csak számukra nyitottak.


A New Glenn 2 fokozatú változatának repülésprofilja, ahogy a Falcon 9 kis energiájú indításoknál,
itt is egy hajóra hozzák vissza az első fokozatot

Azzal, hogy Blue Origin a harmadik cég, amely a Légierőtől támogatást kapott a LES tender keretében (181 millió dollár az első körben, és ha a második körbe is bekerülnek, összesen 500 millió dollárra nőhet eme összeg), egyben azt jelenti, hogy az amerikai katonai megbízásokra is pályázni kezdtek, vagyis az ULA, SpaceX és a Northrop Grumman mellett immár négy cég ácsingózik a hadsereg pénzére a hordozórakéta-megrendelések terén. Vagyis a jelek szerint Bezos cége sem veti meg az állami zsebből érkező dollárokat...

ArianeSpace / ESA

Itt egy kicsi oldalvágást kell tegyek, ugyanis 2018 májusában Jean-Marc Astorg, a francia űrügynökség (CNES) indítójárművekkel foglalkozó vezetője egy előadáson részletekbe menően igyekezett az Ariane rakétacsalád és az újrafelhasználás viszonyát tisztázni, és annyi érdekesség volt ebben, hogy talán érdemes röviden (ehmmm...) átfutni rajta.


Jean-Marc Astorg

Astorg 1985 után kezdett el dolgozni az Ariane programon, és az akkori általános vélekedés az újrafelhasználásról igen negatív volt – gyakorlatilag az amerikai űrsikló program volt ilyen téren az egyetlen élő példa, márpedig az űrsiklóprogram hiába indult onnan, hogy egy-egy indítás mindössze 30 millió dollár lesz, a végén indításonként 1 milliárdba fájtak – ráadásul ugye a Challenger-katasztrófa tovább erodálta a megoldás életképességébe vetett hitet.


Az STS-1 indítás, az első nagy részt újrafelhasználható űrjármű

Itt egy picit mindenképpen meg kell állni, és azért súlyozni kell a tényeket. Az űrsikló valóban nagyon drága megoldás lett, ám (függően a keringési magasságtól és a pályaszögtől) akár 27,5 tonnát is felvihetett a rakterében és 14,4 tonnát visszahozhatott a világűrből – miközben 7 utast is magával vitt. 1985-ben hozzávetőleg 350 millió akkori dollárba került mindez indításonként, nem számolva persze a kifejlesztés és megépítés költségeit, ami ebben a formában nem volt azért reménytelen – hiszen az Ariane 4 az akkori tervek szerint hozzávetőleg (fejlesztési költségeket nem számolva) 45-50 millió dollárért tudott volna alacsony Föld körüli pályára 5 tonnát vinni, és ezen kívül semmi extrát nem tudott (embert felvinni vagy hasznos terhet visszahozni), persze ha csak a feljuttatás szempontját nézzük, egy űrsiklóút áráért 7-8 darab Ariane 4 volt megváltható, ami 7-8 x 5 (vagyis 35-40) tonna terhet jelent. Csakhogy az Ariane-program még az 1970-es évek elején indult, és nagyon nehéz szülés volt, ráadásul a második összeurópai összefogási kísérlet volt ilyen téren (az első a kudarcot és keserűséget hozó Europa hordozórakéta-program volt). Vagyis itt azért Astorg ferdít némileg – valóban drága volt az amerikai űrrepülőgép-program, ám a CNES és az ESA éppen igyekezett az Ariane programját felépíteni, az újrafelhasználás fel sem merült, ha a Hermés űrrepülőgép-programot nem tekintjük annak, amelynél csak az űrrepülőgép volt újrafelhasználható – a rakéta nem...


Az Ariane-család, az Ariane 1-től a még csak tervezőasztalon létező Ariane 62 és 64 változatig

Astorg viszont rámutat, hogy az Ariane-család (az Ariane 1,2,3 és 4) váratlan piaci sikereket hozott, mivel egyszerűen nem nagyon volt alternatívája a geostacionárius (GEO) pályán keringő műhold-indításoknak – az űrsiklón a kereskedelmi indítások drágák voltak, ráadásul az indításra kerülés ütemezésében hátrányt szenvedett a tudományos célú űrrepülésekkel szemben, majd a Challenger-katasztrófa után hosszú ideig földre lett kényszerítve, ami miatt hatalmas csúszások következtek be. Emellett a hagyományos hordozórakéták fejlesztését elhanyagolták, illetve azokkal is gondok voltak (mind a Titan III, mind a Delta család balesetet szenvedett nem sokkal a Challenger-katasztrófa után). Az európai rakéta hirtelen a piaci igények középpontjában találta magát, kis túlzással minden kereskedelmi cég és sok tudományos szervezet az ajtó előtt állt, hogy Ariane indítást vásároljanak...


Az Ariane 5 ECA rakéta indítása 2014 decemberében

Innen egyenes út vezetett az Ariane 5 rakétáig, amelynél már eleve a kereskedelmi indításokra fókuszáltak, és tehették mindezt tiszta lappal, mivel úgy döntöttek, hogy az egymásra épülő Ariane 1-4 rakéták tapasztalatait felhasználva így nagyot léphetnek előre. Az Ariane 5 "légüres" térbe érkezett, hiszen a nyugati rakétatechnológia az 1970-es évek eleje óta kvázi megállt, mondván, hogy az űrsikló fogja megreformálni a világot, az Ariane 5 pedig az egyetlen modern hordozórakéta volt a piacon. Hosszú út vezetett idáig, de úgy tűnt, hogy Európa végre jó lóra tett. (Megj.: ez bizony önigazolás... Cifu)

Aztán 2009-ben jött a hír a Falcon 9-ről, amely relatíve nagy teljesítményt ígért olcsón – és amire válaszul az ArianeSpace előállt az Ariane 6 tervvel. A cél az, hogy az Ariane 5 árának feléért lehessen indítani, amihez első sorban gyártástechnológiai és üzemeltetési folyamatoptimalizációk segedelmével érnének el. Csakhogy 2014-ig nem született döntés arról, hogy támogatást kap-e a program. Az elkótyavetyélt évek pedig meghatározzák az ezt követő időszakot is. Az ArianeSpace részéről kedvelt "támadási" felület a SpaceX kapcsán az, hogy alapvetően a NASA finanszírozta a Falcon 9-et (ami egyébként részben igaz csak, és tegyük hozzá, hogy az Ariane rakétákat pedig az Európai Közösség pénzelte, tehát ez ismét egy kissé fals magyarázkodás – Cifu).


Az ArianeSpace által megvizsgált lehetőségek az első fokozat visszahozása terén, érdekesség a szárnyakkal felszerelt (winged) módszerek, melynél gázturbinás hajtóműves változat (F) is felmerül

Az ArianeSpace megvizsgált több lehetséges forgatókönyvet az újrafelhasználás terén, ám nem sikerült egyértelműen alátámasztani a létjogosultságát. A fő kritika az, hogy az ArianeSpace számára fontos GEO indításoknál bizony akár 50%-kal is kisebb lehet a rakéta teherbíró-képessége, mivel az első fokozatnak a visszatéréshez ideális helyen kell leválnia, és magával cipelnie a visszatéréshez szükséges tömeget (úgy hajtóanyag, mint az irányításhoz – aerodinamikai felületek – és a leszálláshoz szükséges plusz eszközök – leszállólábak – terén). Hátránya a bonyolultabb működés, az ebből fakadóan kisebb megbízhatóság és a sokkal összetettebb fejlesztési folyamat.


A jelenlegi elképzelés az ArianeSpace részéről az újrafelhasználásra: az első fokozatokat 2-3 alkalommal visszahozzák, majd egyszer használatos fokozatként használják fel

Ezek alapján dolgoztak ki egy forgatókönyvet arra, hogy milyen utat is kövessen az ArianeSpace. E szerint először nem fognak mindenhol újrafelhasználható első fokozatokat használni – csak a kis tömegű, illetve kis magasságú (LEO) indításoknál, ahol 2-3 újrafelhasználás után az első fokozatot egyszer használatos, nagy tömegű teher, illetve GEO műhold indítására használnák fel – immár úgy, hogy nem hozzák vissza.


A CALLISTO tesztjármű makettje, figyelemre méltó, hogy szinte egy-az-egyben lemásolták a Falcon 9 leszállólábait, viszont a vezérsíkok inkább a New Glenn esetében látottakhoz hasonlítanak

Itt jön a jövő kérdése, e téren két kísérleti fázist vezetnének be, mielőtt valóban rátérnének az újrafelhasználás útjára. Az első fázis a CALLISTO (Cooperative Action Leading to Launcher Innovation in Stage Toss back Operations, nagyon lazán fordítva: Együttműködési Akció (amely) az Indítójárművek (első) Fokozatának Visszahozatali Végrehajtásához Vezet. Reméljük az innováció nem merült ki a névadásban...) rakéta, amelyet Németország, Franciaország és Japán közösen dolgoznak ki – és nagyjából a SpaceX Grasshopper tesztjárművének felel meg. A 15 méteres jármű végső célja a 35 km-es magasság és a hangsebesség hatszorosának elérése, majd a Földre való biztonságos visszahozatala. A tesztjármű első útjának céldátuma 2020. A második fázis tesztjárművének elnevezése Thesis, és a jelenleg fejlesztés alatt álló Prometheus (és a SpaceX Raptorhoz hasonlóan) folyékony metánt égető hajtóműből 1-3 darabbal lesz majd felszerelve – a célja a teljes értékű tesztek végrehajtása. Céldátum hozzávetőleg 2025, függően attól, hogy a Prometheus mikorra készül el, és feltehetően, hogy lesz-e pénzügyi támogatás hozzá. Az újrafelhasználható európai rakéta csak ez után jöhet, hogy az Ariane 6, vagy az azt követő rakétacsalád esetében, az a ködös jövőbe vész még - a helyzet nehézségét viszont jól jellemzi, hogy a cirka 9000 embert foglalkoztató ArianeSpace nemrég bejelentette, hogy 2023-ig 2300 munkahelyet megszüntet...

Verseny vagy verseny?

A fentiekből úgy tűnik, hogy a jövőben nem lesz hiány hordozórakétákból, hovatovább egyes helyeken már a SpaceX által "lerabolt" piac problémáival riogatnak, mondván, hogy a cég egyszerűen a potenciális vevőket már kiszolgálta, az évi 30-40 indításról szóló terveket nem lehet teljesíteni egyszerűen a megrendelések hiánya miatt. Ezt a 'túl sok az eszkimó és túl kevés a fóka' képet azzal szokták ecsetelni, hogy a SpaceX-nek bizony először kezd el csökkenni a megrendelési állománya, jövőre (ha nincs csúszás) lehet, hogy csak 18-20 indításra szóló megbízásuk van. A többi szereplő előretörése (Blue Origin, ULA, ArianeSpace) pedig csak ezt erősíti.

Most még nehéz előre megmondani, valóban így lesz-e, de a tendenciához érdekes adalék, hogy a Blue Origin mindössze évi maximum nyolc New Glenn indítással számol...

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!

Előzmények