Űrtörténelem – SpaceX 4. rész – A Falcon Heavy

A Falcon Heavy a SpaceX eddigi legerősebb rakétája, ami a világon jelenleg használt járműveket maga mögé utasítja hasznos teher kapacitásban, de a valaha épített rakéták közül is a 3. helyet foglalja el, csak az óriási Saturn V és N1 rakéták voltak képesek több hasznos terhet az űrbe juttatni. Ezért úgy gondoltuk, hogy egy külön rész illeti meg az óriási és csodálatos Falcon Heavy-t.

Eddig két fellövés áll mögötte. Az első, teszt- és bemutató repülést 2018. február 6-án hajtotta végre a SpaceX, amikor Elon Musk Tesla Roadsterjét juttatta az űrbe. A második fellövés pedig 2019. április 11-én, az Arabsat-6A misszió keretében volt.

Történet

A 3 darab egymáshoz rögzített Falcon 9 rakéta koncepciója már 2004-ben felmerült, amikor még maga a Falcon 9 sem tudhatott egy repülést sem maga mögött. A nyilvánosság először 2011-ben Washingtonban értesülhetett a Falcon Heavy terveiről, és már 2013-ra kitűzték az első felszállást. Alul egy videó a konferenciáról, ahol Elon Musk beszélt a jövőbeli tervekről.

Ám főleg a Falcon 9-et ért két baleset (2015. június 28-án a CRS-7 küldetés 139. másodpercében, illetve 2016. szeptember 1-jén az Amos-6 missziót megelőző statikus hajtóműteszt során, az indítóálláson történt robbanás), és egyéb tényezők miatt 5 évet csúszott az első fellövés időpontja. Maga Elon Musk is elismerte 2017 júliusában, hogy a 3 hordozórakéta összeállítása és hibátlan működtetése sokkal nagyobb kihívást jelent, mint amire számítottak.

Fejlesztés

Kezdetben a végül parkolópályára állított Falcon 5 koncepciójára alapult, ám végül a SpaceX belátta, hogy a 9 hajtóműves egységekből összeállított rakéta lehet az egyetlen megtérülő megoldás. Elon Musk saját vagyonából 500 millió dollárt ajánlott fel a Falcon Heavy fejlesztésére, külső források bevonása nélkül.
A SpaceX 2008-as tervei szerint már 2009-ben elkezdődtek volna a Falcon 9 tesztjei, ami maga után vonta volna a Heavy gyártását is. A két rakéta iránt várható nagyobb igény és érdeklődés miatt a cég a gyártási kapacitás megnövelését is bejelentette: a jövőben hetente készülne el egy Falcon 9 hordozórakéta / Falcon Heavy oldalsó gyorsítófokozat, míg egy rakéta második fokozat minden második héten kerülne ki a gyárból.
Végül 2015-re több módosítás után a Falcon Heavy fejlesztése párhuzamosan zajlott a Falcon 9 v1.1-el.

Dizájn

Ahogy korábban már említettük, a rakéta 3 fő részegységből áll: 1 darab középső, megerősített, illetve két oldalsó, módosított Falcon 9 hordozórakéta alkotja, a koncepció hasonlít a ULA (United Launch Alliance) által működtetett Delta IV Heavy és Atlas V, illetve az orosz Angara 5V rakétáéhoz, azonban ezek a járművek csak egyszer bevethetőek. A Falcon Heavy emellett kapacitásban túlszárnyal minden jelenleg működtetett rakétát a maga 64.000 kg hasznos teher alacsony Föld körüli pályára állításával, de egy marsi utazáshoz is képes 16.800 kg-ot az űrbe juttatni (egyszer használatos hordozórakéták esetén). Ez a teherbírás újra lehetőséget ad arra, hogy az emberiség ismét eljusson a Holdra, vagy akár még távolabb…

A rakétát 27 db Merlin 1D hajtja. Fellövéskor a középső egység egy ideig maximális tolóerővel működik, majd visszaveszik a teljesítményét, és csak a két oldalsó egység leválása után emelik újra maximális tolóerőre. Ez a program biztosítja, hogy a fellövéskor jelentkező óriási vibrációt és erőhatásokat képes legyen az egész rakétatest kibírni, akár több felszállásnál is. A legújabb Falcon 9 Block 5 verzióhoz hasonlóan titániumból készült kormányzó lapokkal és megerősített leszálló lábakkal látták el.

Tesztelés

A speciális teszthelyszín már 2013-ban megépült a texasi McGregorban, ahol a 27 Merlin hajtóműből álló rakéta statikus hajtóműtesztjeit el tudják végezni. Végül a fentiekben leírt okok miatt 2017 májusára tűzték ki az első tesztet. Azonban júliusban Elon Musk elismerte, hogy a rakéta bonyolult szerkezete és óriási mérete miatt lehetetlen végrehajtani egy földi hajtóműtesztet. Ezért szeptemberig a 3 részegységet egyenként vetették alá a tesztnek, és ezután jöhetett csak a végső összeszerelés. Az első fellövést pedig 2018. január 28-ra tűzték ki.

Az első fellövés

Elon Musk 2011 áprilisi tervei szerint a rakéta első fellövés 2013-ban történt volna meg az amerikai légierő vandenbergi támaszpontjáról. A Falcon 9 balesetei és a rakéta koncepciójában történt többszöri módosítás után először 2016 végére, majd további csúszások miatt 2017 végére tolódott a fellövés dátuma. Végül 2017. december 28-án állították fel a kilövőállásra első alkalommal az összeszerelt Falcon Heavy-t. A statikus hajtóműtesztet 2018. január 19-én tervezték végrehajtani, ám az amerikai kormányzati leállás miatt végül csak január 24-én zajlott le a teszt, szerencsére sikeresen. Még 2017 decemberében jelentette be Elon Musk, hogy rakományként saját Tesla személyautóját juttatják az űrbe, amire több kamerát is szerelnek, így “addig nem látott képeket” fognak közzétenni az érdeklődők számára.  

Egyrészt a sorozatos csúszások, másrészt a különleges rakomány miatt óriási várakozás előzte meg a kilövést. A rakéta végül 2018. február 6-án indult első útjára a történelmi 39A kilövő állásról a Kennedy Űrközpontból. A tervek szerint mindhárom részegység visszatér a Földre, a két oldalsó gyorsítórakéta a szárazföldi leszállási zónákra, míg a középső egység az Atlanti-óceánon várakozó drónhajóra száll le. Sajnos csak a terv egyik fele valósult meg, a két oldalsó rakéta gond nélkül leszállt a kijelölt zónákra, azonban a középső hordozórakéta a nem megfelelő lassítási manőver miatt a drónhajó mellett mintegy 420 km/órás sebességgel csapódott be az óceánba. A küldetés persze így is óriási siker volt a SpaceX számára (főleg, hogy Elon Musk egy konferencián úgy fogalmazott az első repüléssel kapcsolatban, hogy már annak is örülne, ha a rakéta nem robbanna fel rögtön a kilövő állványon), és az ígéretnek megfelelően lenyűgöző felvételeket tettek közzé.

Alul egy újabb videó, a fenti képen látható rakéta fellövéséről.

Újrahasználhatóság, kapacitás

Aszerint, hogy a rakéta részegységeit egyszer használják az adott küldetéshez, vagy egyes részeit, esetleg mindhárom gyorsító fokozatot később újra fel kívánják használni, a Falcon Heavy hasznos teherbírása az alábbiak szerint alakult az évek során. Kategória szempontjából 20-50 tonna teherbírás között nehéz, 50 tonna felett pedig szuper nehéz űripari járműről beszélhetünk.

Műszaki adatok

2013 augusztus és 2016 április közötti verzió

• 53.000 kg alacsony Föld körüli pálya esetén, egyszer használt hordozórakétákkal
• 21.200 kg geostacionárius pálya esetén, egyszer használt hordozórakétákkal
• 6.400 kg geostacionárius pálya esetén, újra felhasználható hordozórakétákkal
• 13.200 kg marsi küldetés esetén

2016 május és 2017 március közötti verzió

• 54.400 kg alacsony Föld körüli pálya esetén, egyszer használt hordozórakétákkal
• 22.200 kg geostacionárius pálya esetén, egyszer használt hordozórakétákkal
• 6.400 kg geostacionárius pálya esetén, újra felhasználható hordozórakétákkal
• 13.600 kg marsi küldetés esetén
• 2.900 kg a Plútóra történő repülés esetén

2017 áprilisa óta

• 63.800 kg alacsony Föld körüli pálya esetén, egyszer használt hordozórakétákkal
• 26.700 kg geostacionárius pálya esetén, egyszer használt hordozórakétákkal
• 8.000 kg geostacionárius pálya esetén, újra felhasználható hordozórakétákkal
• 16.800 kg marsi küldetés esetén
• 3.500 kg a Plútóra történő repülés esetén

Tervezett küldetések

• 2019. június 24: STP-2 misszió az Amerikai Védelmi Minisztérium megbízásából
• 2020 3. negyedév: az első titkosított misszió az amerikai légierő megbízásából
• 2020 4. negyedév: Ovzon misszió, egy svéd mobilipari cég megbízásából
• 2021 február: a második titkosított misszió az amerikai légierő megbízásából
• 2020-2022: ViaSat-3 misszió, az APAC, EMEA gazdasági régiók megbízásából