Catatan editor: Catatan tetamu ini ditulis oleh Lukas Davia & Marijn Achternaam.
Menaip "roket yang dapat digunakan semula" ke dalam mesin pencari, anda tidak boleh tidak tertarik dengan pautan yang berkaitan dengan SpaceX yang memenuhi skrin. Sebabnya dapat difahami: dengan kematian Space Shuttle dan kurangnya perancangan yang jelas untuk masa depan oleh kebanyakan pemain lama di lapangan penerbangan ruang angkasa, rancangan jangka pendek, jangka pendek dan ujian penerbangan sebelumnya SpaceX menjadikan mereka kegemaran semua orang untuk mengurangkan kos secara drastik orbit dengan roket yang pulang - siap digunakan semula.
Dan dengan pelancaran roket Falcon 9 ke-14 SpaceX yang akan datang pada 6 Januari yang membawa Dragon ke ISS, potensi penggunaan semula roket benar pasti dapat dicapai untuk pertama kalinya dalam hampir 90 tahun sejak Goddard melancarkan roket berbahan bakar cecair pertama di dunia dari Massachusetts pada tahun 1926. Namun, sekarang adalah masa yang lebih penting daripada sebelumnya untuk meredakan harapan liar kita terhadap kemungkinan roket yang terbang kembali ke landasan pelancaran. Walaupun revolusi roket mungkin ada di antara kita, ini adalah proses berulang langkah berulang yang melampaui mana-mana misi - dan kita tidak boleh mengharapkan untuk melihat penggunaan semula syarikat penerbangan seperti biasa dan penurunan kos yang besar dalam masa terdekat.
Harus diingat bahawa Elon Musk, untuk semua pencapaiannya yang luar biasa, tidak pernah meletakkan garis masa yang sukar dan pantas ketika roket murah dan mudah diakses, apalagi harga yang kukuh. Kenapa? Hanya kerana kita memasuki wilayah yang masih belum dipetakan.
Satu-satunya kenderaan pelancaran dalam sejarah yang pernah diterbangkan semula beberapa kali setelah mencapai orbit adalah Space Shuttle. Walaupun menggunakan jauh bahagian termahal dari roket mana pun - enjin dan sistem yang berkaitan - Shuttle berharga sekurang-kurangnya $ 450 juta untuk dilancarkan menurut NASA, dengan muatan yang agak kecil 24 metrik tan ke Low Earth Orbit, atau hampir $ 19,000 per kilogram . Termasuk kos pembangunan, dijumlahkan dan dibahagi setiap penerbangan, harga untuk pelancaran rata-rata setinggi $ 1.5 bilion, atau tiga kali jumlah yang dinyatakan NASA. Apa yang seharusnya dapat menurunkan biaya per kilogram muatan ke orbit secara drastik akhirnya menjadi salah satu kenderaan pelancaran termahal dalam sejarah manusia. Mengapa ia menjadi begitu mahal?
Konsepsi Space Shuttle adalah hasil perkahwinan antara NASA, Angkatan Udara, dan rakan-rakan lain. Masing-masing menginginkan spesifikasi reka bentuk mereka sendiri, yang akhirnya menghasilkan kenderaan yang lemah tanpa tujuan yang ditentukan dengan baik, dan menjadi "tangkapan semua" industri ruang angkasa. Terutama, jumlah penyelenggaraan yang diperlukan setelah setiap misi diremehkan oleh NASA. Selepas setiap penerbangan, keseluruhan kenderaan harus dibina semula: jubin diganti, mesin diperiksa, penguat diperbaiki. Khususnya, trio mesin utama RS-25 harus dipisahkan dan diperiksa untuk setiap kemungkinan kerosakan yang boleh menyebabkan kegagalan, dan ketika keadaan pecah, tidak ada saluran bekalan yang sihat yang dapat menggantikannya dengan mudah, menyebabkan kos alat ganti untuk meroket, dan mengekalkan tenaga kerja yang siap dan dapat membaik pulih Shuttle dengan cepat menjadi penyimpan wang yang tidak dapat dipulihkan oleh NASA.
SpaceX bukan NASA. Mereka telah memperkenalkan pendekatan pengembangan yang lebih tangkas dan responsif terhadap produk mereka yang telah berjaya. Mereka juga mempunyai tahun-tahun sebelumnya projek (dari pelbagai sumber) untuk belajar dari yang NASA tidak. Walau bagaimanapun, ini bukan masalah yang dapat dihapuskan. Sebaliknya, mereka adalah masalah mendasar yang perlu ditangani: tidak ada yang terlepas dari batasan fizik.
Tema umum pernyataan Musk adalah aspirasi berani untuk merevolusikan model "sekali pakai dan membuangnya" yang telah menguasai industri roket sejak awal, mengubahnya menjadi sesuatu yang lebih berkaitan dengan model syarikat penerbangan berasaskan perkhidmatan. Ini adalah tugas besar, walaupun mengikut standard Iron Man.
Ramai peminat menunjukkan penghargaan terhadap halangan masuk. Sebenarnya, dalam tinjauan baru-baru ini yang dilakukan terhadap komuniti peminat SpaceX di Reddit.com, ketika diminta untuk menebak mengenai harga pelancaran roket Falcon 9 dalam 5 tahun, sebahagian besar dari hampir 600 responden memilih nilai di bawah $ 20,000,000. Malah ada yang memilih harga di bawah $ 10,000,000. Walaupun COO SpaceX, Gwynne Shotwell telah menyebutkan bahawa pelancaran Falcon 9 yang dapat digunakan kembali akhirnya dapat memberi harga $ 5-7 juta, ini kemungkinan jauh di masa depan, jauh lebih awal dari awal roket yang dapat digunakan semula. Untuk beberapa perspektif, lima tahun yang lalu pada tahun 2010, SpaceX melancarkan dua roket Falcon 9. Tahun lalu, mereka melancarkan enam, dan tiba-tiba, pada tahun 2020, kos pelancaran Falcon 9 standard akan menjadi tiga kali lebih murah? Dari mana percepatan tambahan dalam pembangunan ini berasal? Mungkin itu muncul dari pemikiran beberapa peminat yang terlalu optimis.
Sebenarnya, sesuatu yang asasnya seperti penyelenggaraan enjin jangka panjang masih belum diketahui. Sebelumnya, SpaceX telah menjelaskan bahawa setiap enjin mempunyai jangka hayat sekitar 40 pemadaman, dan pemerhati biasa akan menganggap ini menghasilkan mesin yang dapat digunakan pada 40 misi. Namun, dengan tiga ujian enjin dinyalakan sebelum setiap pelancaran, pelancaran itu sendiri, dan tiga pembakaran yang diperlukan untuk menyelesaikan proses masuk semula dan pendaratan semula, mesin pusat sebenarnya diperlukan untuk menyalakan 7 kali untuk menyelesaikan misi, dan dengan sembilan enjin pada setiap tahap yang lebih rendah - walaupun dengan hanya menyala beberapa kali, itu menghasilkan sejumlah bahagian yang dapat rosak setelah setiap penerbangan. Memeriksa kegagalan ini dan membaikinya boleh menjadi lebih mahal dan memakan masa daripada yang diharapkan.
Sebagai contoh, dengan diameter 3.66m, dan ketinggian kira-kira 42 meter, terdapat permukaan 500 tahap persegi hampir pertama yang terdedah di satu sisi pada suhu sejuk oksigen cair dan minyak tanah sejuk, dan di sisi lain , pelbagai suhu dari masuk semula ke atmosfer yang rendah. Sebenarnya, penumpukan ais pada kulit luar kenderaan sahaja cukup ketara untuk mengubah jisim kenderaan dengan ketara! Dalam kawasan yang luas, keletihan tegangan, termodinamik, dan tekanan berpotensi terkumpul. Striations boleh menjadi inti dan membentuk keretakan garis rambut. Ini adalah bahaya yang dapat menyebabkan kegagalan kritikal dalam misi operasi, dan peristiwa seperti itu dapat secara permanen mengaitkan hubungan antara roket yang dapat digunakan kembali dan ketidakstabilan yang baru muncul dalam benak pengendali satelit dan industri insurans. Dan walaupun Falcon 9 dianggap terlalu direkayasa, SpaceX tidak mungkin akan memainkan roket roket.
Walaupun ketua jurutera roket itu mengira kebarangkalian kejayaan sebuah koin, setelah pendaratan CRS-5 yang menguntungkan di "kapal pendaratan drone autonomi" yang baru dibaptis, tahap pertama yang kosong kemungkinan akan dihantar kembali ke markas SpaceX's Hawthorne, California dan diperiksa dengan pelbagai kaedah analisis merosakkan dan tidak merosakkan untuk mengukur bagaimana ketegasan memecut hingga kecepatan hampir 2 kilometer sesaat dalam waktu kurang dari tiga minit dan kemudian melambatkan cukup, memasuki semula atmosfera, untuk mendarat berdekatan dengan laut dan garam , mempengaruhi kenderaan.
Contoh lain dari kemungkinan kos pengubahsuaian terletak pada bahan bakar pilihan SpaceX, minyak tanah. Ia terbakar agak kotor, seperti yang dibuktikan oleh tiang tembus jelaga coklat-hitam yang Falcon 9 naik, kemunduran pada zaman awal pesawat. Ini membawa kepada kesan yang terutama berkaitan dengan mesin kerolox yang dikenal sebagai "kokas" - di mana jelaga yang tidak lengkap melekat pada mesin dan muncung yang hampir cair, mengurangkan keupayaannya untuk memancarkan haba. Bersihkannya, kata anda? Tahniah, anda baru sahaja memperkenalkan pengubahsuaian ke dalam persamaan, sesuatu yang SpaceX berusaha untuk mengelakkan.
Walaupun mengabaikan kenderaan itu sendiri, pelancaran dan bahan kimia yang diperlukan mahal! Terdapat helium dengan harga yang sangat tinggi yang diperlukan agar tangki tetap tertekan, dan cecair penyalaan piroforik TEA-TEB yang digunakan untuk memulakan perkahwinan eksplosif antara RP-1 & LOX. Bukan hanya bahan kimia. Terdapat juga kos operasi pelancaran darat, mulai dari upah pekerja, hingga proses permohonan izin yang membosankan, hingga cat ablatif yang sedikit lebih menarik yang melapisi struktur Transporter-Erector yang memegang Falcon 9 menegak, hingga kos pengangkutan dan penempatan semula. Kemungkinan besar, perbelanjaan modal semasa pelancaran tunggal sahaja, mengabaikan nilai roket itu sendiri, berjumlah $ 3 juta.
Pada asasnya, kita mesti memutuskan pendaratan semula, pengubahsuaian, penggunaan semula, dan penggunaan kewangan yang pantas dan penggunaan semula yang cepat antara satu sama lain. Ini adalah konsep yang sukar untuk dipahami bahawa keempat-empatnya berbeza, dan kejayaan seseorang tidak menyiratkan langkah berikutnya dijamin. Oleh kerana itu, tanda tanya masih melebihi kos, masa, dan kerumitan langkah-langkah terakhir yang diperlukan bagi SpaceX untuk menyelesaikan rancangan induk roketnya yang boleh digunakan semula. Contohnya: mendarat semula roket tidak semestinya membuat pengubahsuaian tidak ada. Ini adalah kisah dibawa pulang dari Space Shuttle.
Pendaratan sahaja tidak merevolusikan roket; sebaliknya, kita mungkin hanya menyedari revolusi penyempurnaan roket menjadi model seperti syarikat penerbangan telah berlaku dengan baik hanya dengan melihat kembali cermin pandangan belakang.
Kami hidup dengan harapan bahawa SpaceX dapat mencapai apa yang semula ia lakukan hampir 13 tahun yang lalu. SpaceX telah datang jauh, lebih dekat daripada orang lain untuk mencapai tujuan ini, tetapi seperti yang dikatakan oleh Musk, "Roket itu sukar". Selamat maju jaya kepada pasukan di SpaceX untuk percubaan pelancaran dan pendaratan CRS-5 mereka yang akan datang, ini adalah permulaan sesuatu yang jauh lebih besar.
Ditulis oleh Lukas Davia & Marijn Achternaam
Bios: Apabila tidak menyulap menjadi pelajar kejuruteraan perisian & pembangun web sepenuh masa di New Zealand, Lukas Davia adalah penagih SpaceX yang diakui sendiri, dan didapati menyumbang kepada komuniti Reddit / r / SpaceX, menambah laman webnya SpaceXStats.com, dan membuat infografik. Percaya atau tidak, dia tidak mempunyai masa untuk pergi ke luar dan juga meluangkan masa lapang!
Marijn Achternaam adalah pelajar Belanda, jurutera kerusi berlengan diri dan fanatik ruang angkasa yang sering didapati menyumbang kepada komuniti / r / space dan / r / SpaceX Reddit.
