Delen:
10 Feiten over SpaceX en hoe het is een revolutie in de ruimtevaart
Als het brein van ondernemer en futurist Elon Musk, werd SpaceX in 2002 opgericht als een poging om de publieke belangstelling voor ruimteverkenning nieuw leven in te blazen en financiering voor de NASA te stimuleren. Ook wilde Musk echt wolkenkrabber-sized raketten lanceren in de baan van de aarde. En eerlijk gezegd, wie niet?
Het ultieme doel van de uit Zuid-Afrika afkomstige visionair is het mogelijk maken van een multiplanetair menselijk bestaan door de kosten van het lanceren van materiaal in de ruimte drastisch te verlagen. Met onze huidige technologie is het ontsnappen aan de zwaartekracht van de Aarde niet eenvoudig en komt het met een behoorlijk prijskaartje.
Het kost bijvoorbeeld ongeveer $ 500 miljoen om het Space Launch System (SLS) van NASA, momenteel de krachtigste raket die ooit is ontwikkeld, naar een lage baan om de aarde te sturen met ongeveer 70.000 kilogram nuttige lading.
De nieuwste en beste SpaceX, de Falcon Heavy, kan ongeveer hetzelfde doen voor ongeveer $ 90 miljoen dollar - minder dan een vijfde van de SLS en zijn equivalenten. Dus wat is het geheim achter deze ongekende efficiëntie, en wat heeft Elon Musk precies in gedachten voor de toekomst?
Toegewezen afbeeldingstegoed: wired.com10 SpaceX
Rocky Beginnings To Roaring Succes
In 2002 was de oprichting van een ruimtevaarttechnologiebedrijf objectief een gok met hoge inzetten. In een klimaat dat al werd gedomineerd door industriegiganten als Boeing en Lockheed Martin, zorgde een opstart van de grond voor veel uitdagingen, met financiering als belangrijkste onder hen.
Elon Musk had tot dusverre een naam gemaakt door de kansen te negeren, nadat hij na slechts twee dagen zijn promotietraject bij Stanford had beëindigd tijdens de dot-com-bubble. Door vroege mislukkingen in 2006 en 2007 om bètaversies van het SpaceX-vlaggenschip Falcon 9 te lanceren, was het bedrijf echter bijna berooid.
Musk had al tot $ 100 miljoen van zijn persoonlijke financiën geïnvesteerd in het slagen van het ruimtevaarttechnologiebedrijf en in 2008 was het doen of sterven. Gelukkig kwam de miljardair-ondernemer en venture capitalist Peter Thiel, ook medeoprichter van PayPal, op het laatste moment binnen en werd SpaceX's eerste externe investeerder. Thiel's hoofdstad ademde de gammele poten van het bedrijf nieuw leven in en de vooruitgang is sindsdien constant gebleven.
Nu wil dit niet zeggen dat SpaceX niet genoeg problemen heeft gehad sinds de verjonging. Als dat niet het geval was, zou het nu niet echt een ruimtevaartbedrijf zijn, toch? Crashen en branden komt eenvoudigweg bij het territorium.
In 2014-15 voerde SpaceX een juridisch gevecht uit met de luchtmacht van de Verenigde Staten voor het toekennen van lanceringscontracten, hoofdzakelijk zonder concurrentie van de United Launch Alliance, een joint venture tussen Boeing en Lockheed Martin. Voeg hieraan toe zijn talloze mislukkingen van lancering en landing in de late 2000s en vroege 2010s.
Maar de successen ervan lijken nu veel groter te zijn dan de misstappen. Het bedrijf heeft meerdere overheids-, militaire en privé-satellietcontracten en heeft ongeveer 50 Falcon 9-raketten gelanceerd (waarvan sommigen hergebruikt). Het bedrijf heeft nu een waarde van meer dan $ 20 miljard. Van dit alles is het veilig om aan te nemen dat de toekomst voor SpaceX in de sterren ligt.
9 De Merlin 1D
Een echte tovenaar in de wereld van raketten
De Merlin 1D is de vierde versterkermotor in de familie van Merlin-motoren die de Falcon 9 voortstuwt. In februari 2018 werd de Falcon Heavy honderden kilometers boven het aardoppervlak gelanceerd. Een enkele Merlin-motor met maximaal vermogen stoot 845 kilonewton (190.000 lb) stuwkracht uit en weegt slechts ongeveer 470 kilogram (1.030 lb). Dit geeft hem de grootste stuwkracht / gewichtsverhouding van elke booster-engine ooit ontworpen of gebouwd. Voor een bepaald perspectief is de stuwkracht van een enkele Merlijn gelijk aan het gewicht van 17 volwassen Afrikaanse olifanten.
Elke motor is eigenlijk zelfgekoeld door de brandstoftoevoer van hogedrukkerosine door de raket. Dit is een van de factoren die heeft bijgedragen tot het verminderen van het totale volume van de motor, aangezien afzonderlijke koelmiddeltanks niet nodig zijn. De Falcon 9-booster is uitgerust met 9 Merlin-motoren, waarvan er twee halverwege kunnen uitvallen en de uitkomst van de missie niet hinderen.
Verder zijn de motoren geschikt om te presteren binnen de structurele en thermische limieten die vereist zijn om astronauten te vervoeren. Dit betekent dat we onvermijdelijk een particulier bedrijf zullen zien dat in de komende jaren mannen en vrouwen naar het International Space Station (ISS) stuurt!
8 Spoelen en herhalen
Raketten draaien in vliegtuigen
In het begin van de jaren 2000 besloot Musk om zijn eigen raketten te bouwen nadat hij zich realiseerde dat het kopen van opgeknapte Russische ICBM's om zijn ambities in een baan om de aarde te brengen niet financieel levensvatbaar zou zijn. Het idee was om ongeveer 85 procent van de benodigde materialen in eigen huis te produceren, wat zou helpen om drastisch in te boeten op productiekosten vanwege de dure aard van uitbestedingsonderdelen.
De volgende stap naar meer efficiëntie komt met totale herbruikbaarheid van de raket. Dit is ook volledig logisch. Als je de moeite neemt om een raket van meerdere miljoenen dollars te ontwerpen en te bouwen, is het logisch om te proberen het hele ding terug te krijgen in plaats van het in de oceaan te laten crashen. Stelt u zich eens voor hoe duur vliegreizen zou zijn als u zou vliegen op een nieuw gedoopt vliegtuig elke keer dat u een reis maakte.
Hoewel herbruikbaarheid niets nieuws is voor een materiële economie, is het een beetje moeilijker om toe te passen op raketten met 20 verdiepingen. SpaceX is de eerste die voortstuwende landing in de atmosfeer van de aarde gebruikt. Elke Falcon-booster maakt gebruik van een combinatie van onboard telemetriecomputers, intrekbare roostervinnen en landingspoten en booster-motoren die in staat zijn om hun richting van stuwkracht te kantelen om veilig te landen.
Op 21 december 2015 maakte de Falcon 9 zijn eerste succesvolle landing na meerdere bijna-ongelukken eerder dat jaar.Sindsdien heeft SpaceX 21 van de 26 pogingen uitgevoerd, met de meest recente 17 landingen die opeenvolgend zijn (inclusief de Falcon Heavy).
Musk's hoop is om de Falcon boosters duizenden keer te kunnen hergebruiken om de kapitaalkosten per lancering te verlagen van ongeveer $ 60- $ 90 miljoen naar minder dan $ 50.000. Door aan te dringen op een 100% herbruikbaar systeem, zouden de enige kosten die elke vlucht zou maken brandstof zijn (waarvan de prijs verbleekt in vergelijking met het bouwen van de raket) en een aantal andere overheadkosten, inclusief prelaunch-inspecties.
Met een vrij indrukwekkende staat van dienst gedurende 2017 en tot 2018, lijkt SpaceX goed op weg om aan die vraag te voldoen.
7 Vrachtlevering aan het internationale ruimtestation
Dat zal $ 150 miljoen zijn
Vanaf 2009 heeft NASA SpaceX een contract ter waarde van $ 1,6 miljard toegekend om te beginnen met bevoorradingstaken voor het ISS. Na de pensionering van de spaceshuttles, was deze overeenkomst de eerste keer dat NASA zou vertrouwen op een privébedrijf om vracht naar het station te bezorgen.
Gedurende een periode van acht jaar werd SpaceX belast met het verzenden van minimaal 20 ton aan benodigdheden, waaronder voedsel, water en wetenschappelijke apparatuur, om het ISS in een lage baan om de aarde te ontmoeten. In 2015 zei SpaceX-president Gwynne Shotwell dat elk van de drie geplande missies voor dat jaar werd geschat op ongeveer $ 150 miljoen. Sinds 2016 heeft NASA zich aangemeld voor nog eens 14 bevoorradingsmissies met SpaceX.
Het contract tussen NASA en SpaceX is een standaard interactiestijl voor geld. Hoewel $ 150 miljoen per missie veel lijkt, is het een fractie van wat NASA en Amerikaanse belastingbetalers zouden betalen als ze toezicht zouden houden op de ontwikkeling van hun eigen start- en laadvermogen. NASA helpt ook SpaceX bij de ontwikkeling van zijn bemande Dragon-capsule. In combinatie met de Falcon 9 neemt de draak binnen enkele jaren astronauten naar het ISS.
Net als bij de veel goedkopere bevoorradingsmissies, wordt verwacht dat de ontwikkeling van de bemande Dragon-capsule NASA ongeveer $ 17 miljard minder zal kosten dan het ontwerp en de constructie van hun eigen voertuig, de Orion. Per lancering wordt verwacht dat de Dragon opnieuw aanzienlijk goedkoper zal zijn. Het lijkt erop dat de toekomst van ruimtevaart momenteel ligt in een partnerschap tussen particuliere ruimtevaartbedrijven en overheidsinstellingen.
6 geplande kolonisatie van Mars
Wanneer kan ik mijn kaartje kopen?
Alles waar SpaceX tot nu toe voor heeft gewerkt, heeft de basisvisie gestand gedaan: de mensheid tot een soort met meerdere planeten maken. In 2017 zei Musk: "Je wilt 's morgens wakker worden en denken dat de toekomst groot zal worden - en dat is waar het bij een ruimteschipbeschaving om draait. Het gaat over geloven in de toekomst en denken dat de toekomst beter zal zijn dan het verleden. En ik kan niets opwindender bedenken dan er naar toe te gaan en tussen de sterren te zijn. '
De afgelopen 10 jaar heeft het bedrijf gewerkt aan het perfectioneren van voortstuwende landingstechnieken, het optimaliseren van boosters om zo veel mogelijk voor 100 procent herbruikbaar te worden, en experimenteren met koolstofvezel ruimteframes om lichtere, sterkere voertuigen te produceren die minder kosten dan die gemaakt van traditionele materialen.
Het doel van al deze vorderingen is om een reis naar Mars financieel haalbaar te maken, zoals in $ 500.000 per ticket in plaats van enkele miljarden. Musk gelooft dat de kosten tot onder de $ 100.000 kunnen dalen met een voortdurende verfijning van de herbruikbare technologie.
De tijdlijn voor Mars is snel en furieus, met minstens twee vrachtmissies naar de rode planeet gepland voor zo snel als 2022. Twee jaar later zijn Musk en zijn team van plan om vier schepen naar Mars te sturen, twee met extra benodigdheden en twee dragende bemanningen van astronauten. De enabler van deze ambities is de enorme raketcode, genaamd de BFR.
5 De BFR
Eén raket om ze allemaal te beëindigen
Eenmaal gebouwd, zal de Big F-King Rocket (BFR) de meest krachtige raket zijn die ooit is gemaakt - en met goede reden. Het moet in staat zijn het equivalent van het gewicht van een blauwe vinvis in vracht op te tillen en mensen in een baan om de aarde te brengen. De raket is een eentraps naar baanontwerp. (Ter vergelijking: de huidige Falcon 9 en Heavy raketten zijn twee fasen.) Dit betekent dat de hele raket volledig herbruikbaar is.
Als gevolg hiervan zal de BFR, een ontwerp dat bijna 12 keer zo krachtig is als de Falcon 9, goedkoper zijn om te lanceren en veel veelzijdiger. Het eindspel is dat de BFR alle voertuigen van SpaceX die momenteel in bedrijf zijn vervangt: de Falcon 9, Heavy en Dragon-capsule.
Op de booster kan een ruimteschip of een tankvoertuig worden gemonteerd. Het ruimteschip kan overal in het zonnestelsel landen en heeft een geplande capaciteit van 100 mensen, hun lading en andere benodigdheden voor een totale massa van 150 ton. Het heeft een onder druk gezet volume van 825 kubieke meter (29.000 ft), wat groter is dan het hoofddek van een A380 commercieel passagiersvliegtuig.
In de Mars-doorvoerconfiguratie is het de bedoeling om 40 hutten te hebben (die comfortabel twee tot drie personen kunnen huisvesten), een kombuis, verschillende grote gemeenschappelijke ruimtes, een entertainmentcentrum, een zonnestormschuilplaats en een groot vrachtruim.
Als dat niet indrukwekkend genoeg lijkt, kun je de bovengenoemde blauwe vinvis een partner en een baby geven en ze allemaal in het ruimteschip passen. Het tankvoertuig heeft hetzelfde ruimteframe als het ruimteschip, maar het zal worden gevuld met vloeibaar methaan en vloeibare zuurstof.
Het ontwerp van BFR is echt monsterlijk. De booster met bijbehorende laadbak staat 106 meter (348 voet) van de grond en 9 meter (30 voet) in diameter, vergelijkbaar met de Saturn V-raket die mannen naar de maan vervoerde. Het voorgestelde systeem stuurt het ruimteschip en alle inzittenden en vracht naar een 'parkeerbaan'.
Terwijl het ruimteschip wacht, keert de booster via een voortstuwende landing terug naar het startpunt en wordt hij met de tankwagen gemonteerd. Dan springt de booster weer af en drijft de tanker naar rendez-vous met het ruimteschip. De tanker zal het ruimteschip van brandstof voorzien en met de booster naar de aarde terugkeren wanneer het ruimteschip naar Mars vertrekt.
Met een snelheid van 100.000 kilometer per uur (62.000 mph) worden de passagiers aan boord van het ruimteschip de snelste mensen die ooit hebben geleefd en zullen Mars binnen drie maanden bereiken.
4 raketten voor internationale doorvoer
Vlieg overal in de wereld in minder dan een uur!
Naast het Mars-plan van Elon Musk stelde hij deze vraag: Als SpaceX een raket bouwt om naar de maan en Mars te reizen, waarom dan niet de BFR gebruiken om ook naar andere plaatsen in de wereld te reizen? Vanwege de 100% herbruikbaarheid van de BFR is het denkbaar dat het kan worden gebruikt voor ongelooflijk snelle reizen van land tot land.
Musk zegt dat het nodig zou zijn om plekken te vinden waar de raket kan opstijgen en landen die enigszins verwijderd zijn van grote steden omdat "raketten behoorlijk luidruchtig zijn." Maar het grootste deel van je reistijd zou besteed worden aan het bereiken van het lanceerplatform. Vanaf daar zou het een vrij korte vlucht zijn. Bovendien, als je eenmaal vrij bent van de atmosfeer van de aarde, zou je vlucht "zijdezacht" zijn zonder lucht om turbulentie of slecht weer te veroorzaken.
De zwaarst verhandelde commerciële routes van luchtvaartmaatschappijen zoals LA naar New York, Londen en Parijs naar New York, LA naar Londen en Londen naar Hong Kong konden via BFR worden voltooid in een periode van 25 tot 35 minuten. Er is geen officieel citaat op de prijs van kaartjes voor deze vluchten geweest, maar aangenomen kan worden dat ze in eerste instantie relatief duur zullen zijn vanwege de technologische kleutertijd van dit soort lucht ... eh ... excuseer ons ... ruimtevaart.
3 De meest krachtige raket ter wereld
Falcon Heavy 6 februari Lancering
De Falcon Heavy is een uitbreiding van de Falcon 9 en is momenteel het zware voertuig voor het bedrijf van Musk. Sinds de Saturnus V is geen enkele raket zo krachtig geweest. De Falcon Heavy is qua hoogte vergelijkbaar met de Falcon 9 maar beschikt over twee extra Falcon 9 boosters voor de eerste trap en bestaat uit drie motorkernen en een raket van de tweede trap met nuttige lading bovenop de middelste kern.
De stuwkracht bij de lancering is 22.819 kilonewton (5.13 miljoen pond), en het is in staat 64.000 kilogram (140.000 lb) - ongeveer 10 Afrikaanse olifanten - van materiaal naar een lage baan om de aarde, 17.000 kilogram naar Mars en bijna 3600 te transporteren. kilo's (8.000 lb) naar Pluto!
Op 6 februari 2018 vertrok de Falcon Heavy-raket van SpaceX van het historische Pad 39a in het lanceringscentrum van Cape Canaveral in Florida, hetzelfde lanceerplatform dat Apollo-missies mannen naar de maan stuurde. De missie was een enorme mijlpaal voor SpaceX, dat nu het enige commerciële ruimtevaartbedrijf is dat een payload heeft verzonden die verder gaat dan de zwaartekracht van de aarde.
De gelijktijdige landing van de twee buitenste Falcon-boosters is een demonstratie van SpaceX's toenemende beheersing van herbruikbare rakettechnologie. Bij de terugkeer van de buitenste kernen was het mogelijk om zes sonische knallen te horen die afkomstig waren van de onderste delen van elk van de boosters, de landingspoten en de rastervinnen.
De middelste kern miste zijn landingsteken op een van de autonome oceaan-drones van SpaceX met ongeveer 100 meter (330 ft) en botste met de Pacific op ongeveer 485 kilometer per uur (300 mph). Musk verduidelijkte later dat de middenkern twee motoren niet opnieuw kon ontsteken voor de cruciale landverbranding die de booster zou vertragen van supersonische snelheid naar een zachte landing.
Op typische grillige SpaceX-manier was de dummy-lading die werd gebruikt om de hefcapaciteit van de raket te testen de Tesla Roadster van Elon Musk. Een astronautenpop met een liefdevolle bijnaam "Starman" (ter ode aan het lied van David Bowie) is zijn passagier. De mannequin draagt het ruimtepak dat SpaceX momenteel aan het ontwikkelen is.
De roadster is verzonden in een trans-Mars baan, wat betekent dat er een auto door de ruimte reist naar Mars met ongeveer negen keer de snelheid van het geluid. De geprojecteerde baan neemt het op een elliptisch pad enkele miljoenen mijlen voorbij Mars voordat het terugkoppelt rond de zon.
Echter, vanwege de koolstofcomposietstructuur van de auto en de prevalentie van straling en microscopisch puin in de ruimte, zeggen chemici dat het grootste deel van de auto waarschijnlijk binnen een jaar zal desintegreren.
2 Je kunt de voortgang van Starman volgen door het zonnestelsel
Op 6 februari 2018 creëerde Falcon Heavy-lancering, elektrisch ingenieur en ruimtevaartindustrie, Ben Pearson, een website, www.whereisroadster.com, die Starman en zijn kersenrode roadster volgt terwijl ze door de ruimte razen.
De site geeft de snelheids- en positiegegevens ten opzichte van de aarde, Mars en de zon. Het biedt ook een simulatie van de baan van Starman rond de zon en zelfs quippy-bits van gegevens zoals de geschatte benzineverbruik en hoeveel keer de roadster tot nu toe zijn levenslange garantie heeft overschreden.
De simulatie van Pearson is gebaseerd op gegevens die hij ontvangt van het JPL HORIZONS-systeem, een online compendium van object-tracking van zonnestelsels dat wordt gebruikt voor asteroïden, kometen, satellieten en ruimtevaartuigen. Pearson heeft ook een reeks van nabije benaderingen berekend, of wanneer de roadster zich binnen een fractie van of een veelvoud van een astronomische eenheid van de aarde of Mars bevindt. Een astronomische eenheid is de afstand van de aarde tot de zon of ongeveer 150 miljoen kilometer (93 miljoen mijl).
Pearson heeft de website kort na de lancering gemaakt. Hij realiseerde zich dat er waarschijnlijk een aanzienlijk publiek zou zijn, inclusief hijzelf, voor het volgen van het nogal komische beeldscherm.
1 Starlink Initiative en een poging om de neus van Falcon 9 te herstellen
Op 22 februari 2018 werden de PAZ- en Starlink-satellieten in een baan om de aarde gebracht aan boord van een Falcon 9-booster. PAZ is een Spaanse militaire satelliet voor veiligheid en defensie. De Starlink-satellieten zijn het eerste testhandwerk voor het Starlink-initiatief van SpaceX, dat in 2024 wereldwijd toegang tot breedbandinternet wil bieden.
Met de codenaam Kuifje A en B dienen deze twee satellieten als bewijs van concept terwijl SpaceX wacht op goedkeuring door de FCC om vele honderden - en uiteindelijk duizenden - meer te lanceren. De satellieten communiceren met elkaar en grondstations via optische lasers en stralen internettoegang uit van Antarctica tot een Afrikaans dorp.
Na de lancering probeerde SpaceX de helft van de kuip van de bovenste trap te herstellen met behulp van de naam van zijn kuipherstelboot Mr. Steven. De kuip is de neuskegel van de raket die de nuttige lading tijdens de opstijging beschermt en die van vitaal belang is voor het aerodynamische frame van het voertuig.
Nadat de tweede fase de atmosfeer van de aarde heeft verlaten, is er geen lucht om de beweging van het ruimtevaartuig te weerstaan en zo splitst de kuip zich in twee stukken en valt terug naar de aarde. Elk stuk wordt geschat op ongeveer $ 3 miljoen, samen goed voor ongeveer 10 procent van de lanceringskosten.
In nauwgezette pogingen om elk deel van de raket herbruikbaar te maken, moet de stroomlijnkap, naast de booster, worden hersteld. Dat is waar Mr. Steven komt binnen. De boot positioneert zichzelf onder de kuip terwijl hij valt en gebruikt een gigantisch net (zoals een honkbalhandschoen) om het te vangen.
De kuip zelf maakt gebruik van koude gasstuwraketten en een grote parachute om hem naar een specifiek punt boven de oceaan te leiden en te vertragen van zijn terugkeersnelheid van acht keer de snelheid van het geluid. Helaas, Mr. Steven miste deze kuip deze keer maar een paar honderd meter, maar uiteindelijk herstelde hij de neuskegel en zeilde trots terug de haven in waarmee hij op sleeptouw ging.
SpaceX is van plan om uiteindelijk meerdere te hebben Mr. Stevens, hoewel waarschijnlijk onder verschillende namen, om te helpen met hun steeds drukkere lanceringsschema.