SpaceX

Vēsture

2001. gadā Elons Masks ierosināja projektu, kura mērķis bija uz Marsa izvietot nelielu siltumnīcu augu audzēšanai. Viņš teica: "Tas būtu tālākais, ko dzīvība jebkad ir aizceļojusi", tādējādi mēģinot atjaunot sabiedrības interesi par kosmosa izpēti un palielināt NASA budžetu. Masks mēģināja iegādāties lētas raķetes no Krievijas, bet atgriezās tukšām rokām, jo nespēja atrast raķetes par pieņemamu cenu. Vēlāk Masks saprata, ka viņš varētu dibināt uzņēmumu, kas varētu uzbūvēt viņam nepieciešamās raķetes. Saskaņā ar Tesla un SpaceX agrīnā investora Stīva Jurvetsona (Steve Jurvetson) teikto, Masks aprēķinājis, ka raķetes būvēšanai nepieciešamās izejvielas patiesībā veido 3 % no toreizējās raķetes cenas. Izmantojot vertikālo integrāciju, aptuveni 85 % no palaišanas aparatūras ražojot pašu spēkiem, un modulāro pieeju no programmatūras inženierijas, SpaceX varēja desmitkārtīgi samazināt palaišanas cenu un joprojām gūt 70 % bruto peļņu.

2002. gada sākumā Masks meklēja darbiniekus savam jaunajam kosmosa uzņēmumam, kas drīz vien ieguva nosaukumu SpaceX. Masks atrada raķešu inženieri Tomu Mūleru (vēlāk SpaceX dzinēju tehnoloģiju direktors). Viņš piekrita strādāt pie Maska. Tā radās SpaceX. Pirmā SpaceX galvenā mītne atradās noliktavā El Segundo, Kalifornijā. Kopš uzņēmuma dibināšanas 2002. gadā tā darbinieku skaits ir strauji audzis - no 160 darbiniekiem 2005. gada novembrī līdz 1100 darbiniekiem 2010. gadā, 3800 darbiniekiem un darbuzņēmējiem 2013. gada oktobrī, gandrīz 5000 darbiniekiem 2015. gada beigās un aptuveni 6000 darbiniekiem 2017. gada aprīlī. Līdz 2017. gada novembrim^{[atjauninājums]} uzņēmums bija pieaudzis līdz gandrīz 7000 darbinieku. 2016. gadā Masks uzstājās ar runu Starptautiskajā astronautikas kongresā, kurā paskaidroja, ka ASV valdība izmanto raķešu tehnoloģijas kā "modernu ieroču tehnoloģiju", tāpēc ir grūti pieņemt darbā neamerikāņus.

Nesējraķetes, kosmosa kuģi un raķešu dzinēji

Agrīnie transportlīdzekļi

Falcon 1 bija SpaceX pirmā nesējraķete. Tā startēja kopumā 5 reizes, taču tikai ceturtais un pēdējais lidojums bija veiksmīgs. Falcon 1, kā norāda nosaukums, darbināja 1 Kestrel dzinēju, un tā spēja uz orbītu nogādāt ne vairāk kā 670 kg.

Vēl viens agrīnais lidaparāts bija atceltais Falcon 5, kura pirmajā pakāpē bija 5 Merlin dzinēji, bet otrajā pakāpē - 2 Kestrel dzinēji. Tas tika atcelts 2007. gadā, kad tika svītrots no uzņēmuma lietotāja rokasgrāmatas.

Pašreizējās raķetes

Falcon 9 ir darba, atkārtoti lietojama divdaļīga raķete, kas tiek palaista, izmantojot deviņus Merlin dzinējus tās pirmajā daļā un īpašu Merlin dzinēju, kas ir radīts vietām, kur nav gaisa. To darbina šķidrais skābeklis un raķetēm paredzētā degviela RP-1. Tās kravnesība var sasniegt 22 800 kilogramus (50 300 mārciņas), un tā var arī atbalstīt SpaceX transportlīdzekli Dragon. Tā ir pirmā raķete, kas spēj nokļūt orbītā un var nogādāt tās pirmo daļu atpakaļ uz Zemes.

Falcon Heavy ir vēl viena funkcionējoša, atkārtoti izmantojama raķete, kas līdzinās Falcon 9. Tomēr Falcon Heavy pirmajai daļai ir trīs kodolu sistēma, nevis Falcon 9 vienkodolu konstrukcija. Ar trim kodoliem raķetes pirmajā daļā ir 27 Merlin dzinēji. Otrajai daļai joprojām ir tikai 1 Merlin (vakuuma versija) dzinējs. Pašlaik Falcon Heavy ir pasaulē jaudīgākā darbojošās raķete un 4. jaudīgākā raķete pasaulē. Pateicoties šai papildu jaudai, raķete spēj nogādāt 63 800 kg (140 660 lb) zemajā Zemes orbītā un 26 700 kg (58 860 lb) ģeosinhronajā orbītā.

2018. gada 6. februārī plkst. 20:45 UTC Kenedija Kosmosa centrā Floridā no 39A platformas pirmo reizi pacēlās Falcon Heavy. Šajā misijā "Falcon Heavy testa lidojums" SpaceX nolēma izmantot Elona Maska (Elon Musk) automašīnu (2008. gada Tesla Roadster) kā fiktīvu kravnesību. Šajā kravnesībā bija arī zem tās novietota plāksnīte ar pašreizējiem SpaceX darbiniekiem, kā arī kameras stiprinājumi, lai tiešraidē youtube pārraidītu tiešraidi no automobiļa.

Dragon

Kosmosa kuģis Dragon ir kravas kapsula, kas paredzēta, lai tajā ievietotu aprīkojumu un krājumus astronautiem uz SKS. Kapsulu uzliek uz Falcon 9 raķetes (jo Dragon nav pietiekami lielas raķetes, lai pats lidotu kosmosā) un nogādā orbītā. No orbītas tā atdalās no nesējraķetēm, un tad kapsula izmanto savas mazākās raķetes, lai nokļūtu uz SKS. Tad kapsula tiek piepildīta ar vecām iekārtām, zinātnisko eksperimentu rezultātiem un atkritumiem. Pēc tam tā atkal ielido Zemes atmosfērā un ar izpletņiem nokāpj okeānā. Pirmais Dragon lidojums notika 2010. gada jūnijā. Pēdējais lidojums notika 2020. gada 6. martā, un visiem turpmākajiem lidojumiem plānots izmantot Dragon 2.

Pūķis 2

2014. gada 29. maijā SpaceX prezentēja Dragon V2 prototipa versiju, kurā varēja pārvadāt gan kravu, gan astronautus. Lai aizsargātu apkalpes dzīvību Falcon 9 avārijas gadījumā, šī uzlabotā Dragon versija bija aprīkota ar SuperDraco dzinējiem, kas spiež kapsulu prom no raķetes. Cargo Dragon, V2 variants, aizstās pašreizējo Dragon versiju, kas var pārvadāt tikai kravu.

Raķešu dzinēji

Kopš SpaceX darbības sākuma 2002. gadā uzņēmums ir radījis trīs veidu raķešu dzinējus - Merlin un no ekspluatācijas izņemto Kestrel, kas paredzēti nesējraķešu piedziņai, un Draco vadības dzinējus. SpaceX pašlaik strādā pie vēl diviem raķešu dzinējiem: SuperDraco un Raptor. Merlin ir raķešu dzinēju grupa, ko SpaceX ražo savām raķetēm. Sākotnēji Merlin dzinējs bija paredzēts izmantošanai jūrā un atkārtotai izmantošanai. Kestrel ir šķidrā skābekļa/raķešu degvielas raķešu dzinējs ar spiediena padevi, un to izmantoja kā Falcon 1 raķetes otrās pakāpes galveno dzinēju. Abi dzinēju nosaukumi Merlin un Kestrel ir atvasināti no Ziemeļamerikas sākonu sugām: ķīvīte un merlins.

Draco ir hipergoliskie šķidrā propelenta raķešu dzinēji, kuros izmanto monometilhidrazīna degvielu un slāpekļa tetroksīda oksidētāju. Katrs Draco dzinējs rada 400 ņūtonu (90 lbf) vilces spēku. Tos izmanto kā reakcijas vadības sistēmas (RCS) dzinējus kosmosa kuģī Dragon. SuperDraco dzinēji ir daudz jaudīgāka Draco dzinekļu versija, kurus sākotnēji bija paredzēts izmantot kā nosēšanās dzinējus un veidu, kā avārijas gadījumā nogādāt kapsulu kosmosa kuģa Dragon 2 versijas Dragon 2 kosmosa kuģī. Koncepcija izmantot šos SuperDraco dzinējus nosēšanās vajadzībām tika atcelta 2017. gadā, kad tika nolemts veikt tradicionālo nolaišanos ar izpletni un nosēšanos jūrā.

Raptor ir jauna ar metānu darbināmu dzinēju grupa, kas tiks izmantota nākotnes Starship raķetēs. Testēšanas versijas tika izmēģinātas 2016. gada beigās. 2019. gada 3. aprīlī SpaceX veica veiksmīgu testu, kurā dzinējs tika iedarbināts, bet raķete tika noturēta Teksasā uz tās transportlīdzekļa Starhopper, kas aizdedzināja dzinēju, kamēr transportlīdzeklis palika piestiprināts pie zemes. 2019. gada 24. jūlijā SpaceX veica veiksmīgu izmēģinājuma lidojumu 20 metru augstumā ar savu Starhopper izmēģinājuma transportlīdzekli. 2019. gada 28. augustā SpaceX Starhopper prototips veica veiksmīgu izmēģinājuma lidojumu 150 metru augstumā.

Falcon 9 misijā GRACE-FO


Ekipāža Dragon piestāja stacijā, veicot demo-1 misiju


SpaceX visizplatītākā dzinēja Merlin 1D testēšana SpaceX raķešu izstrādes un testēšanas rūpnīcā Makgregorā, Teksasas štatā.

Pētniecība un attīstība

Atkārtoti izmantojamība

SpaceX sekundārais uzdevums ir atkārtoti izmantot raķetes, līdzīgi kā lidmašīnas. Pirmo reizi tā 2012. gadā sāka testēt atkārtotas izmantošanas iespējas ar prototipu Grasshopper, kā arī ar kontrolētu mīkstu nolaišanos ūdenī Falcon 9 palaišanas laikā. Grasshopper 2014. gadā tika aizstāts ar F9R, kas bija Grasshopper modernizēta versija, kurā bija ievelkama šasija un 3 dzinēji salīdzinājumā ar Grasshopper ar vienu dzinēju. Decembrī Falcon 9 tika nolaists uz zemes platformas, bet nākamajā gadā sekoja nolaišanās uz bezpilota kuģa. Pašlaik SpaceX ir veiksmīgi nolaidusi 48 raķetes. Atkārtoti tiek izmantotas arī Dragon kapsulas, kā arī faringi. Raķešu daļu atkārtota izmantošana ievērojami samazina izmaksas.

Satelīta internets

2015. gada janvārī SpaceX vadītājs Elons Masks (Elon Musk) paziņoja par jaunas satelītu konstelācijas izstrādi, lai nodrošinātu interneta pakalpojumus visā pasaulē. Uzņēmums 2015. gada jūnijā lūdza federālajai valdībai atļauju sākt testēšanu projektam, kura mērķis ir izveidot 4425 satelītu tīklu, kas spētu pārraidīt internetu uz visu zemeslodi, tostarp attāliem reģioniem, kuros pašlaik nav interneta piekļuves. Interneta pakalpojums izmantotu 4425 savstarpēji saistītus sakaru satelītus 1100 km orbītā. To sāka veidot 2015. gadā, un 2017. gadā ar SpaceX PAZ misiju tika palaisti izmēģinājuma satelīti. Sākotnējā konstelācijas darbība varētu sākties jau 2020. gadā. SpaceX iesniedza ASV regulatīvajām iestādēm plānus izvietot konstelāciju ar papildu 7518 satelītiem neģeosinhronās orbītās, lai sniegtu sakaru pakalpojumus" sauktajā "V joslas zemās Zemes orbītas (VLEO) konstelācijā", tā sastāvētu no "7518 satelītiem, kas sekotu [iepriekš] ierosinātajiem 4425 satelītiem, kuri darbotos Ka un Ku joslā". 2019. gada februārī SpaceX izveidoja radniecīgu uzņēmumu SpaceX Services, Inc. , lai licencētu līdz 1 000 000 fiksēto satelītu zemes staciju izveidi un palaišanu, kas sazināsies ar tās Starlink sistēmu. 2019. gada maijā SpaceX no Kanaveralas raķetes Cape Canaveral, Floridas štatā, palaida pirmo 60 satelītu partiju ar Falcon 9 kuģi.

Starship un SuperHeavy

SpaceX izstrādā supersmagās pacelšanās raķeti Starship. Starship ir raķete ar divām daļām, ko var izmantot atkal un atkal. Plānots, ka līdz 2020. gadu sākumam tā aizstās visas uzņēmuma esošās raķetes.

Sākotnēji 2016. gadā SpaceX iecerēja 12 metru diametra starpplanētu transporta sistēmas (ITS) koncepciju, kas bija paredzēta tikai ceļošanai uz Marsa un citām starpplanētu vajadzībām. 2017. gadā SpaceX izstrādāja mazāku, 9 metrus diametra "Lielo Falcon raķeti", kas aizstātu visas SpaceX palaišanas iespējas - Zemes orbītā, Mēness orbītā, starpplanētu misijas un, iespējams, pat Zemes tranzītu -, bet to veiktu ar pilnībā atkārtoti izmantojamu transportlīdzekļu komplektu ar zemāku izmaksu struktūru. Liela daļa Starship sastāvdaļu ir izgatavotas no 301 nerūsējošā tērauda. Privātais pasažieris Yusaku Maezawa ir noslēdzis līgumu par lidojumu ap Mēnesi ar Starship 2023. gadā.

Maska ilgtermiņa vīzija uzņēmumam ir radīt tehnoloģijas un līdzekļus, kas būtu piemēroti cilvēku kolonizācijai uz Marsa. Viņš ir paudis interesi kādu dienu doties uz šo planētu, paziņojot: "Es gribētu mirt uz Marsa, tikai ne trieciena brīdī." Reizi divos gados raķete varētu nodrošināt bāzi cilvēkiem, kas ieradīsies 2025. gadā pēc palaišanas 2024. gadā. Saskaņā ar Stīva Jurvetsona teikto, Masks uzskata, ka vēlākais līdz 2035. gadam uz Marsu lidos tūkstošiem raķešu, kas nogādās miljons cilvēku, lai nodrošinātu pašpietiekamas cilvēku kolonijas izveidi.

Es'hail-2 Misijas pirmais posms uz bezpilota kuģa Of Course I Still Love You

Līgumi

NASA līgumi

COTS

2006. gadā NASA paziņoja, ka SpaceX ir ieguvusi NASA komerciālo orbitālo pārvadājumu pakalpojumu (COTS) 1. fāzes līgumu par kravas nogādāšanu uz SKS, ar iespēju noslēgt līgumu par apkalpes lidojumiem. Saskaņā ar šo līgumu, ko NASA izstrādāja, lai ar Space Act Agreements palīdzību nodrošinātu "sākuma naudu" jaunu kosmosa iespēju attīstīšanai, NASA samaksāja SpaceX 396 miljonus ASV dolāru par darbu pie Dragon kosmosa kuģa kravas konfigurācijas, savukārt SpaceX iztērēja vairāk nekā 500 miljonus ASV dolāru, lai izstrādātu Falcon 9 nesējraķeti. Ir pierādīts, ka šie Space Act nolīgumi ir ietaupījuši NASA miljoniem dolāru izstrādes izmaksu, padarot raķešu izstrādi ~4-10 reižu lētāku nekā tad, ja raķešu izstrādi veiktu NASA viena pati.

2010. gada decembrī, uzsākot COTS 1. izmēģinājuma lidojuma misiju, SpaceX kļuva par pirmo privāto uzņēmumu, kas veiksmīgi palaida, palaida orbītā un nogādāja kosmosa kuģi. Dragon tika veiksmīgi nogādāts orbītā, divas reizes aplidoja ap Zemi un pēc tam veica kontrolētu pacelšanu, lai nolaistos Klusajā okeānā. Pēc Dragon drošas atgūšanas SpaceX kļuva par pirmo privāto uzņēmumu, kas palaida, palaida orbītā un atguva kosmosa kuģi; pirms šīs misijas orbitālo kosmosa kuģu atgūšanu bija spējušas veikt tikai valsts aģentūras.

2012. gada maijā tika palaists COTS 2. demonstrācijas lidojums, kura laikā Dragon veiksmīgi savienojās ar SKS, tādējādi pirmo reizi veicot šo uzdevumu ar privātu kosmosa kuģi.

Komerciālā krava

Komerciālie apgādes pakalpojumi (CRS) ir līgumu grupa, ko NASA no 2008. līdz 2016. gadam piešķīrusi par kravu un krājumu piegādi uz SKS ar komerciāli ekspluatētiem kosmosa kuģiem. Pirmie CRS līgumi tika parakstīti 2008. gadā, un 1,6 miljardi ASV dolāru tika piešķirti SpaceX par 12 kravu nosūtīšanas misijām, kas aptvēra piegādes līdz 2016. gadam. SpaceX CRS-1, pirmā no 12 plānotajām apgādes misijām, tika palaista 2012. gada oktobrī, sasniedza orbītu, izveidoja savienojumu ar staciju un noturējās tajā 20 dienas, pēc tam atgriezās atmosfērā un nogrima Klusajā okeānā. Kopš tā laika CRS misijas uz SKS lido aptuveni divas reizes gadā. 2015. gadā NASA pagarināja 1. fāzes līgumus, pasūtot vēl trīs papildu piegādes lidojumus no SpaceX. Pēc papildu pagarinājumiem 2015. gada beigās pašlaik ir plānots, ka SpaceX kopumā veiks 20 lidojumus. Otrā līgumu grupa (pazīstama kā CRS2) tika uzaicināta un ierosināta 2014. gadā. Tie tika piešķirti 2016. gada janvārī par kravu pārvadāšanas lidojumiem, kas sāksies 2019. gadā un kuru ilgums paredzēts līdz 2024. gadam.

Komerciālā apkalpe

Komerciālās apkalpes attīstības (CCDev) programmas mērķis ir izstrādāt komerciāli izmantojamus kosmosa kuģus, kas spēj nogādāt astronautus uz SKS. SpaceX pirmajā kārtā (CCDev 1) neizdevās noslēgt līgumu par Kosmosa aktu, bet otrajā kārtā (CCDev 2) NASA piešķīra SpaceX līgumu 75 miljonu ASV dolāru vērtībā, lai turpinātu izstrādāt savu palaišanas evakuācijas sistēmu, testētu apkalpes izmitināšanas maketu un turpinātu attīstīt Falcon/Dragon apkalpes transportēšanas konstrukciju. CCDev programma vēlāk kļuva par Commercial Crew Integrated Capability (CCiCap), un 2012. gada augustā NASA paziņoja, ka SpaceX ir piešķirti 440 miljoni ASV dolāru, lai turpinātu Dragon 2 kosmosa kuģa izstrādi un testēšanu.

2014. gada septembrī NASA izvēlējās SpaceX un Boeing kā divus uzņēmumus, kas saņems finansējumu, lai izstrādātu sistēmas ASV apkalpju transportēšanai uz un no SKS. SpaceX ieguva 2,6 miljardus ASV dolāru, lai līdz 2017. gadam pabeigtu un sertificētu Dragon 2. Līgumi paredz vismaz vienu apkalpes lidojumu izmēģinājumu ar vismaz vienu NASA astronautu uz klāja. Kad Crew Dragon iegūs NASA sertifikātu, līgums paredz, ka SpaceX veiks vismaz divus un pat sešus lidojumus ar apkalpi uz kosmosa staciju. 2017. gada sākumā NASA piešķīra SpaceX četrus papildu apkalpes misijas uz SKS, lai nogādātu astronautus turp un atpakaļ. 2019. gada sākumā SpaceX veiksmīgi veica Crew Dragon izmēģinājuma lidojumu, kuru tas pietauvojās (Dragon 1 pietauvošanās metodes vietā, izmantojot Canadarm 2) un pēc tam šļakstīja Atlantijas okeānā.

2020. gada janvārī SpaceX veica lidojuma pārtraukšanas testu, kas demonstrēja spēju izvairīties no raķetes problēmu gadījumā. Pēc testa Elons Masks paziņoja, ka lidojums ar astronautiem tajā, iespējams, varētu notikt no aprīļa sākuma līdz jūnija beigām. Pašreizējais "Demo-2" darba datums ir 2020. gada 7. maijs.

COTS 2 Dragon tiek piestiprināts pie SKS ar Canadarm2.


Crew Dragon testēšana pirms lidojuma