Del:
10 Fakta om SpaceX og hvordan det revolutionerer Space Travel
Iværksætter og futurist Elon Musk, hjernebarn, blev grundlagt i 2002 som et forsøg på at genopbygge den offentlige interesse i rumforskning og tilskynde til finansiering til NASA. Musk ville også virkelig lancere skyskraber-store missiler i Jordens kredsløb. Og ærligt, hvem ville det ikke?
Den sydafrikanske fødte visionærs ultimative mål er at muliggøre multiplanetisk menneskelig eksistens ved drastisk at reducere omkostningerne ved at lancere materiale i rummet. Med vores nuværende teknologi er det ikke let at undslippe Jordens tyngdekraft, og det kommer med et voldsomt pris.
For eksempel vil det koste omkring 500 millioner dollars at sende NASA's Space Launch System (SLS) - den mest magtfulde raket, der nogensinde vil blive udviklet - til en lav jordbane med omkring 70.000 kilo (150.000 lb) nyttelast.
SpaceXs nyeste og største, Falcon Heavy, kan gøre det samme for omkring $ 90 millioner dollars-mindre end en femtedel af SLS og dets ækvivalenter. Så hvad er hemmeligheden bag denne hidtil usete effektivitet, og hvad har Elon Musk lige i tankerne for fremtiden?
Udvalgte billedkredit: wired.com10 SpaceX
Rocky begyndelser til brølende succes
I 2002 var et luftfartsteknologiselskab objektivt en high-stake gamble. I et klima, som allerede domineres af industriens giganter som Boeing og Lockheed Martin, fik en opstart fra jorden mange udfordringer, med finansieringschef blandt dem.
Elon Musk havde hidtil lavet et navn for sig selv ved at tåle oddsene, idet han efter et par dage havde slået ud af et ph.d.-program i Stanford for at forfølge sine iværksætterinteresser under dot-com-boblen. Tidlige fejl i 2006 og 2007 for at lancere beta versioner af SpaceX flagskibet Falcon 9 forlod imidlertid virksomheden næsten destitute.
Musk havde allerede investeret op til 100 millioner dollars i hans personlige økonomi til at se rumteknologiselskabet lykkes, og i 2008 var det gør eller dø. Heldigvis gik milliarder-iværksætter og venturekapitalist Peter Thiel, også medstifter af PayPal, ind i sidste øjeblik og blev SpaceXs første udenfor investor. Thiels hovedstad pustede nyt liv i selskabets skæveben, og fremskridtene har været stabile siden da.
Nu skal dette ikke sige, at SpaceX ikke har haft mange problemer siden foryngelsen. Hvis det ikke havde det, ville det ikke være meget af et rumfartsselskab nu, ville det? Krasning og brænding kommer simpelthen med territoriet.
I 2014-15 førte SpaceX et lovligt slag sammen med De Forenede Staters Luftvåben for at tildele lanceringskontrakter i det væsentlige uden konkurrence til United Launch Alliance, et joint venture mellem Boeing og Lockheed Martin. Tilføj til dette er utallige af lancering og landingsfejl i løbet af slutningen af 2000'erne og begyndelsen af 2010'erne.
Men dens succeser synes nu langt at opveje sine fejltagelser. Virksomheden har flere offentlige, militære og private satellitkontrakter og har lanceret omkring 50 Falcon 9-raketter (nogle af dem genanvendte). Virksomheden er nu værdsat over 20 milliarder dollar. Fra alt dette er det sikkert at antage, at fremtiden for SpaceX hviler i stjernerne.
9 The Merlin 1D
En sand troldmand i verden af raketter
Merlin 1D er den fjerde booster-motor i familien af Merlin-motorer, der driver Falcon 9. I februar 2018 blev Falcon Heavy lanceret hundredvis af kilometer over jordens overflade. En enkelt Merlin-motor ved maksimal effekt udsender 845 kilonewtons (190.000 lb) stød, mens den kun vejer ca. 470 kg (1,030 lb). Dette giver det det største tryk-til-vægt-forhold for enhver boostermotor, der nogensinde er designet eller bygget. I et vist perspektiv svarer en enkelt Merlins drivkraft til vægten af 17 voksne afrikanske elefanter.
Hver motor er faktisk selvkølet af raketens brændstofforsyning af højtryksfotogen. Dette er en af de faktorer, der har bidraget til at reducere den samlede masse af motoren, da separate kølevæsker ikke er påkrævet. Falcon 9 booster er udstyret med 9 Merlin motorer, hvoraf to kan mislykkes midtflyvning og ikke hindre missionens resultat.
Ud over dette er motorerne klassificeret til at udføre inden for de strukturelle og termiske grænser, der kræves for at bære astronauter. Det betyder, at vi uundgåeligt vil se et privat firma, der sender mænd og kvinder til International Space Station (ISS) inden for de næste par år!
8 Skyl og gentag
Dreje Rockets Into Airplanes
I begyndelsen af 2000'erne besluttede Musk at bygge sine egne raketter efter at have indset, at køber renoverede russiske ICBM'er til at drive sine ambitioner i kredsløb ikke være økonomisk levedygtige. Ideen var at producere omkring 85 procent af de nødvendige materialer internt, hvilket ville medvirke til radikalt at reducere produktionsomkostningerne på grund af den dyre art af underentrepriser.
Det næste skridt i retning af større effektivitet kommer med total genbrugelighed af raketen. Dette giver også fuld mening. Hvis du går i besværet med at designe og opbygge en multimillion dollar raket, er det logisk at forsøge at genoprette hele ting i modsætning til at kollidere det i havet. Bare forestil dig, hvordan dyre flyrejser ville være, hvis du flyver på et nyopkaldt fly hver gang du tog en tur.
Mens genanvendelighed ikke er noget nyt for en materiel økonomi, er det ret sværere at anvende på 20-etagers raketter. SpaceX er den første til at anvende propulsiv landing i Jordens atmosfære. Hver Falcon booster bruger en kombination af indbyggede telemetri computere, indtrækbare gitterfinner og landingsben og boostermotorer, der er i stand til at fyre deres retning af tryk for at lande sikkert.
Den 21. december 2015 lavede Falcon 9 sin første vellykkede landing efter flere nærliggende misser tidligere samme år.Siden da har SpaceX landet 21 ud af 26 forsøg, hvor de seneste 17 landinger er på hinanden følgende (herunder Falcon Heavy).
Musks håb er i sidste ende at kunne genbruge Falcon boosters tusindvis af gange for at reducere kapitalkostnaden pr. Lancering fra omkring $ 60 til $ 90 millioner til under $ 50.000. Ved at insistere på et 100 procent genanvendeligt system vil de eneste omkostninger, som hver flyvning ville pådrage, være brændstof (hvis pris falder i forhold til bygning af raket) og nogle andre overhead, herunder prelaunch-inspektioner.
Med en temmelig imponerende track record i 2017 og i 2018 ser det ud til, at SpaceX er godt på vej til at imødekomme denne efterspørgsel.
7 Lastlevering til den internationale rumstation
Det vil være $ 150 millioner
Fra og med 2009 tildelte NASA SpaceX en kontrakt på 1,6 mia. Dollars for at påbegynde resupply-missioner til ISS. Kom på hælene i rumskibsspensionen, denne aftale markerede første gang, at NASA ville stole på en privat virksomhed for at levere last til stationen.
I løbet af en otteårsperiode var SpaceX forpligtet til at sende mindst 20 tons forsyninger - herunder mad, vand og videnskabeligt udstyr - til rendezvous med ISS i lav jordbane. I 2015 sagde SpaceX-præsident Gwynne Shotwell, at hver af de tre planlagte missioner for det pågældende år blev værdiansat til omkring 150 millioner dollars. Siden 2016 har NASA underskrevet yderligere 14 resupply missioner med SpaceX.
Kontrakten mellem NASA og SpaceX er en standard penge-for-service stil af interaktion. Selvom 150 millioner dollars pr. Mission kan virke som en masse, er det en brøkdel af, hvad NASA og USA skatteyderne ville betale, hvis de skulle overvåge udviklingen af deres egne lancerings- og nyttelastbiler. NASA hjælper også SpaceX med udviklingen af sin crewed Dragon-kapsel. I kombination med Falcon 9 vil Dragon tage astronauter til ISS inden for flere år.
Som med de langt billigere resupply-missioner forventes udviklingen af den bemandet Dragon-kapsel at koste NASA omkring 17 milliarder dollars mindre end design og konstruktion af deres eget køretøj, Orion. Per lancering forventes det, at dragen igen vil være billigere med en betydelig margen. Det ser ud til, at fremtiden for rumrejser i øjeblikket ligger i et partnerskab mellem private rumkunder og offentlige myndigheder.
6 Planlagt kolonisering af Mars
Hvornår kan jeg købe min billet?
Alt, hvad SpaceX har arbejdet indtil videre, har været i brug for dets grundsyn: gør menneskeheden til en multiplanetisk art. I 2017 sagde Musk: "Du vil vågne om morgenen og tænke fremtiden bliver stor - og det er det, som en rumfarvande civilisation handler om. Det handler om at tro på fremtiden og tænker på, at fremtiden bliver bedre end fortiden. Og jeg kan ikke tænke på noget mere spændende end at gå derude og være blandt stjernerne. "
I de sidste 10 år har virksomheden arbejdet for at fremstille propulsiv landingsteknologi, optimere boostere, så de bliver så tæt på 100 procent som muligt, og eksperimentere med kulstoffiberrammer til at producere lettere stærkere køretøjer, der koster mindre end dem, der fremstilles af traditionelle materialer.
Formålet med alle disse fremskridt er at gøre en tur til Mars økonomisk gennemførlig, som i $ 500.000 pr. Billet i stedet for flere milliarder. Musk mener, at prisen kan dyppe under $ 100.000 med en fortsat forfining af genanvendelig teknologi.
Tidslinjen til Mars er hurtig og rasende, med mindst to lastmissioner til den røde planet planlagt så snart som 2022. To år senere har Musk og hans team til hensigt at sende fire skibe til Mars, to med yderligere forsyninger og to transportbesætninger af astronauter. Enableringen af disse ambitioner er den massive raketkode, der hedder BFR.
5 BFR
En Rocket At Afslutte Alt
Når den er bygget, vil Big F-King Rocket (BFR) være den mest kraftfulde raket nogensinde lavet - og med god grund. Det skal kunne løfte ækvivalenten af en blåhvales vægt i last og folk i kredsløb. Raketten er et enkelt trin til kredsløbsdesign. (Til sammenligning er de nuværende Falcon 9 og Heavy raketter to trin.) Det betyder, at hele raketen er fuldstændig genanvendelig.
Som følge heraf vil BFR, et design, der er næsten 12 gange så kraftigt som Falcon 9, være billigere at starte og langt mere alsidigt. Endgame er for BFR at erstatte alle SpaceXs køretøjer i øjeblikket i drift: Falcon 9, Heavy og Dragon kapslen.
Et rumskib eller et tankvogn kan monteres oven på booster. Rumskibet kan lande hvor som helst i solsystemet og har en planlagt kapacitet på 100 personer, deres last og andre forsyninger til en samlet masse på 150 tons. Det har et trykvolumen på 825 kubikmeter (29.000 ft), hvilket er større end hoveddækket på et A380-flyselskab.
I sin Mars transit konfiguration er det planlagt at have 40 hytter (som komfortabelt kan rumme to til tre personer hver), et køkken, flere store fællesarealer, et underholdningscenter, et sol storm husly og et stort lastrum.
Hvis det ikke ser ud til at være imponerende nok, kan du give den førnævnte blåhval en partner og en baby og passer dem alle sammen inde i rumskibet. Tankvognene vil have samme rumramme som rumskibet, men det vil blive fyldt med flydende methan og flydende oxygenbrændstof.
BFRs design er virkelig monstrøs. Booster med vedhæftet lastbil står 106 meter fra jorden og 9 meter i diameter, på niveau med Saturn V-raketen, der bar mænd til månen. Det foreslåede system sender rumskibet og alle dets beboere og fragt til en "parkeringsplads".
Mens rumskibet venter, vil booster vende tilbage til dens startplade via fremdrivende landing og monteres med tankskibet. Derefter blokerer booster igen og fremdriver tankskibet til rendezvous med rumskibet. Tankskibet vil genoplive rumskibet og vende tilbage til jorden med booster som rumskibet afgår til Mars.
Med en hastighed på 100.000 kilometer i timen (62.000 km / t) vil passagererne ombord på rumskibet blive de hurtigste mennesker, der nogensinde har boet og kommer til Mars inden for tre måneder.
4 Rockets For International Transit
Fly overalt i verden i løbet af en time!
Ved siden af Elon Musks Mars-plan har han stillet dette spørgsmål: Hvis SpaceX bygger en raket for at rejse til Månen og Mars, så hvorfor ikke bruge BFR til at rejse til andre steder rundt omkring i verden? På grund af BFRs 100 procent genbrugelighed er det tænkeligt, at det kunne bruges til utrolig hurtig rejse fra land til land.
Musk siger, at det ville være nødvendigt at finde pletter til raketten at tage ud og lande, der er noget fjernet fra store byer, fordi "raketter er ret støjende". Men det meste af din rejsetid vil blive brugt til at komme til launchpad. Derfra ville det være en ganske kort flyvning. Ud over dette, når du ikke er fri for Jordens atmosfære, vil dit fly være "silkeblødt" uden luft for at forårsage turbulens eller dårligt vejr.
Mest trafikerede kommercielle flyruter som LA til New York, London og Paris til New York, LA til London og London til Hong Kong kunne gennemføres via BFR i alt fra 25 til 35 minutter. Der har ikke været noget officielt citat på prisen på billetter til disse flyvninger, men det kan antages, at de vil være relativt dyre i starten på grund af den teknologiske barndom af denne type luft ... er, undskyld os ... rumrejse.
3 Den kraftigste raket i verden
Falcon Heavy 6 februar Launch
Falcon Heavy er en forlængelse af Falcon 9 og er i øjeblikket det tungløftende køretøj til Musks firma. Siden Saturn V har ingen raket været så magtfuld. Lignende i højden til Falcon 9, men prale af to yderligere Falcon 9 første-fase boostere, er Falcon Heavy sammensat af tre motorkerner og en anden trinlasterraket monteret oven på midtkernen.
Dens tryk på liftoff er 22.819 kilonewtons (5.13 million pounds), og det er i stand til at transportere 64.000 kilo (ca. 140.000 lb) - omkring 10 afrikanske elefanter - af materiale til lav jordbane, 17.000 kilo (37.000 lb) til Mars og næsten 3.600 kilo (8.000 lb) til Pluto!
Den 6. februar 2018 tog SpaceX's Falcon Heavy raket ud fra historiske Pad 39a ved Cape Canaveral lanceringscenter i Florida, den samme lanceringsplads, der så Apollo-missioner sende mænd til månen. Missionen var en stor milepæl for SpaceX, som nu er det eneste kommercielle rumfartsselskab, der har sendt en nyttelast ud over Jordens tyngdekraft.
Den samtidige landing af de to yderste Falcon boosters er en demonstration af SpaceXs øgede styring af genanvendelig raketteknologi. Ved yderkernens reentry var det muligt at høre seks soniske bomme, der stammer fra hver af boosterens nedre sektioner, landingsben og gitterfinner.
Den midterste kerne savnede sit landemærke på en af SpaceXs autonome oceandroner med omkring 100 meter og kolliderede med Stillehavet med omkring 485 kilometer i timen (300 km / t). Musk senere præciseret, at center kernen havde været ude af stand til at reignite to af sine motorer til den afgørende landing brænde, der ville sænke booster fra supersonisk hastighed til en blid touchdown.
I den typiske lunefuld SpaceX-mode var den dummy nyttelast, der blev brugt til at teste raketens løfteevne, Elon Musks egen Tesla Roadster. En astronaut mannequin affectionately mednavnet "Starman" (til hyldest til David Bowie sang) er dens passager. Mannequin bærer den rumfartøj, SpaceX er ved at udvikle.
Roadster blev sendt på en omkreds i Mars, hvilket betyder, at der er en bil, der rejser gennem rummet mod Mars ved omkring ni gange lydens hastighed. Dens projicerede kredsløb tager den på en elliptisk sti flere millioner kilometer ud over Mars, før den slår rundt om Solen.
På grund af bilens carbon-sammensatte struktur og forekomsten af stråling og mikroskopiske affald i rummet siger kemikere imidlertid, at det meste af bilen sandsynligvis vil opløses inden for et år.
2 Du kan spore Starman's fremskridt gennem solsystemet
På hælene den 6. februar 2018 oprettede Falcon Heavy launch, elektrotekniker og luftfartsindustriarbejder Ben Pearson et websted, www.whereisroadster.com, der sporer Starman og hans kirsebærrøde roadster, da de springer gennem rummet.
Webstedet giver hastigheds- og positionsdata i forhold til Jorden, Mars og Solen. Det giver også en simulering af Starman's kredsløb rundt om Solen og endda quippy bits af data som den estimerede gaskilometer og hvor mange gange roadster har hidtil overskredet sin levetidsgaranti.
Pearson simulering er baseret på data, han modtager fra JPL HORIZONS systemet, som er et online kompendium af solsystem objekt objektsporing bruges til asteroider, kometer, satellitter og rumfartøjer. Pearson har også beregnet en række tætte tilgange, eller når roadster vil være inden for en del brøkdel eller flere af en astronomisk enhed af Jorden eller Mars. En astronomisk enhed er afstanden fra jorden til solen eller omkring 150 millioner kilometer (93 millioner mi).
Pearson oprettede hjemmesiden kort efter lanceringen. Han indså, at der sandsynligvis ville være en betydelig publikum, selv inkluderet, for at spore den ret komiske skærm.
1 Starlink-initiativ og en forsøg på at genvinde Falcon 9's næse
Den 22. februar 2018 blev PAZ- og Starlink-satellitterne lanceret i omløb ombord på en Falcon 9-booster. PAZ er en spansk militær satellit til sikkerhed og forsvar. Starlink-satellitterne er det foreløbige testfartøj til SpaceXs Starlink-initiativ, der sigter mod at levere global bredbåndsinternetadgang inden 2024.
Kodenavnet Tintin A og B vil disse to satellitter fungere som et bevis på konceptet, mens SpaceX venter på FCC-godkendelse for at starte mange hundrede og til sidst tusindvis mere. Satellitterne kommunikerer med hinanden og jordstationer via optiske lasere, der bevirker internetadgang overalt fra Antarktis til en afrikansk landsby.
Efter lanceringen forsøgte SpaceX at genvinde halvdelen af den øvre scenes fairing ved hjælp af deres fairing recovery båd opkaldt Hr. Steven. Fairing er raketens næsekegle, som beskytter nyttelasten på stigning og er afgørende for køretøjets aerodynamiske ramme.
Efter at den anden fase har forladt Jordens atmosfære, er der ingen luft at modstå rumfartøjets bevægelse, og så splitter splittelsen i to stykker og falder tilbage til jorden. Hvert stykke værdiansættes til ca. $ 3 millioner, sammen til ca. 10 procent af lanceringen.
I omhyggelige bestræbelser på at gøre hver del af raketgenanvendelig, skal udstillingen sammen med booster genvindes. Det er der Hr. Steven kommer ind. Båden positionerer sig under fairing som den falder og bruger et kæmpe net (som en baseballhandske) for at fange den.
Fældningen selv bruger koldgasstrålere og en stor faldskærm til at lede det til et bestemt punkt over havet og at bremse ned fra dens tilbagegående hastighed på otte gange lydens hastighed. Uheldigvis, Hr. Steven gik glip af fairing ved blot flere hundrede fod denne gang, men det til sidst genoprettede næse kegle og stolt sejlede tilbage i havnen med det i slæb.
SpaceX har til hensigt i sidste ende at have flere Hr. Stevens, men sandsynligvis under forskellige navne, for at hjælpe med deres mere travle lanceringsplan.