Etter årevis med forsinkelser skal SpaceX’ Falcon Heavy-rakett etter sigende blir skutt opp i november.
Etter årevis med forsinkelser skal SpaceX’ Falcon Heavy-rakett etter sigende blir skutt opp i november. (Bilde: SpaceX)

SpaceX

Dansk ekspert: Falcon Heavy kan avgjøre framtiden til SpaceX

Men nå snakker Musk bevisst ned denne til fordel for mer høytflygende planer, mener en forsker ved Danmarks Tekniske Universitet (DTU).

  • Industri

Elon Musks romfartsbedrift, SpaceX, har den siste måneden fått store overskrifter med nyheter om framtidens enorme rakettsystem, BFR. Planen er at systemet, i tillegg til å transportere mennesker til Mars, om få år skal kunne tilby rakettreiser mellom de store byene på Jorden. For eksempel bare 39 minutter for de 12.000 kilometerne mellom New York og Shanghai, heter det.

Nyheten om jordreisene kom fram ved verdens viktigste romfartskonferanse, og Elon Musk har siden supplert med detaljer omkring BFR.

Det er stor ståhei rundt dette, men egentlig burde alle snakke om SpaceX’ Falcon Heavy-rakett, som etter årevis med forsinkelser etter sigende blir skutt opp i november. For den kan avgjøre framtiden til SpaceX, mener forsker Jonas Bækby Bjarnø ved DTU Space.

Tre raketter koblet sammen

Hvis Falcon Heavy blir operativ etter en eller flere tester, blir det den største raketten som er tilgjengelig på markedet, slik det ser ut nå, sier Jonas Bækby Bjarnø.

Falcon Heavy er i prinsippet tre av de godt testede SpaceX Falcon 9-rakettene koblet sammen.

I dag kan Falcon 9 sende satellitter på opptil 6000 kilo ut på satellittenes geostasjonære motorvei i rommet, GTO – Geostationary Transfer Orbit. Når satellittene kommer opp til 36.000 km, finner de selv fram til denne geostasjonære banen, hvor de kan gjennomføre kommunikasjon eller foreta overvåkning.

Skal inn på det lukrative markedet

Mars-drømmene til SpaceX med BFR

I september 2016 offentliggjorde SpaceX planene sine om kolonisering av Mars ved hjelp av ITS – Interplanetary Transport System. Et år senere fortalte SpaceX om sin rakett BFR – Big Falcon Rocket – eller Big Fucking Rocket.

Ifølge planen skal BFR allerede i begynnelsen av 2020-tallet frakte mennesker til Mars.

Rakettsystemet skal også kunne gjennomføre jordreiser. For eksempel vil en reise fra New York til Shanghai ta omkring 39 minutter, og man letter og lander på plattformer i havnene.

31 stykker av den nye rakett­motoren Raptor skal løfte den 122 meter lange raketten ut i rommet.

Raptormotoren drives av metan i stedet for oljebasert drivstoff (parafin).

Metan (CH4) minner om hydrogen – det ultimate drivmiddel når det gjelder kraft – men er enklere å håndtere. Metan kan utvinnes på Mars med vann fra grunnen og karbondioksid fra atmosfæren ved hjelp av den såkalte Sabatier-reaksjonen.

Metan har en renere forbrenning enn parafin, og det vil gjøre det lettere å rengjøre motorene til gjenbruk. Gjenbruket er essensielt for systemet for å redusere driftsutgiftene.

– Men de store pengene tjener man på klassen av tunge kommunika­sjonssatellitter som veier over 6000 kilo, og da trenger man en rakett av typen «heavy-lift». Det vil si den europeiske Ariane 5, USAs Delta IV Heavy, russernes Proton, kinesernes Long March 5 – og altså Falcon Heavy, forteller Jonas Bækby Bjarnø.

– Det er en svært lukrativ del av markedet, fordi satellittene er svindyre å produsere, og blir bygd for å kunne vare i 15-20 år. De er også svært godt forsikret. Det vil si at man normalt ikke tar noen risiko når de skytes opp. Og det finnes folk som er villige til å betale hva det koster, sier han.

I dag koster en billett til Ariane 5 cirka 220 millioner dollar, mens verdens største rakett akkurat nå, Delta IV Heavy, har en billettpris på omkring 400 millioner dollar.

Men i motsetning til de to, skal Falcon Heavy gjenbruke rakettens første trinn, og derfor vil en oppskyting med den koste 90 millioner dollar. Det er 25 prosent av prisen til den nærmeste konkurrenten i USA, og mer enn en halvering av prisen med Ariane 5.

– Det kommer til å forskyve markedet god del. Men de andre rakettene har i motsetning til SpaceX et ess i ermet, og det er pålitelighet, for de har blitt skutt opp mange ganger, og man skal mange år tilbake for å finne feil. Og det liker folk som betaler for svært dyre kommunikasjonssatellitter, sier Jonas Bækby Bjarnø.

Men SpaceX har valgt dette markedet, samtidig med at romfartskonsernet takket være et monopolbrudd i USA kan få oppgaver til Falcon Heavy fra kunder under National Reconnaissance Office (NRO); et slags spionagentur som holder øye med bevegelser av tropper og våpen verden over. Hittil har United Launch Alliance hatt enerett på disse satellittene.

(Artikkelen fortsetter etter illustrasjonen).

Suksesskriteriet er satt lavt

Falcon Heavy skal være klar til oppskytning i november i år – men uten dato. Det er heller ikke blitt offentliggjort noe om nyttelast eller rekkevidde.

I juli uttalte Elon Musk til mediet The Verge, at suksessskriteriet for ham er at Falcon Heavy letter fra plat­tformen og ikke forårsaker skader.

– Det er alltid greit å legge lista lavt. Dermed kan du nesten bare overraske positivt. Mitt tips vil nok være at med den ballast SpaceX har fra Falcon 9, vil jeg forvente at den gjør det bedre enn som så, sier Jonas Bækby Bjarnø.

Men mye kan gå galt, og spesielt i de første 100 sekundene. Når man har en rakett formet som én sylinder, er aerodynamikken veldefinert, og man vet hvordan raketten oppfører seg. Når man kobler rakettene sammen i toppen, flytter man på ekstremt store krefter.

– Nyttelasten din, satellitten, sitter på den midterste. Og den løftekraften som sitter på de to ytterste, skal jo påvirke den. Dermed må man ha rettet løftekreftene inn mot midtpunktet, og det er ikke så veldig enkelt når de sitter parallelt. Så parallellogrammet til alle disse kreftene blir svært utsatt.

Materialene blir påført svært store belastninger både mekanisk og funksjonsmessig, akustisk og termisk. Så det er en del nytt, sier Jonas Bækby Bjarnø.

Fra ni til 27 motorer

Ved siden av dette går man fra å ha ni motorer (i én Falcon 9) til å ha 27 motorer, og alle skal tenne samtidig.

Allerede der har man statistikken mot seg. For det er alltid et spørsmål om pålitelighet, sier rom­forskeren, og leker litt med tallene:

– Hvis rakettmotoren, Merlin, er 99,9 prosent pålitelig, vil det gå galt én av 1000 ganger. Setter du ni av dem ved siden av hverandre, blir påliteligheten 99 prosent – og dermed vil det gå galt én av 100 ganger. Har du 27, er du nede på 97,3 prosent pålitelighet. Der er nå tre prosent risiko for at det går galt.

– Du har mange komponenter og mye maskinvare som kjøres på samme tid. Du har vibrasjoner og akustiske påvirkninger mellom motorene. Du har aerodynamikken, som er annerledes. Det er nye ting på nesten alle parametere når man kobler sammen raketter på denne måten, sier Jonas Bækby Bjarnø.

Selv om Delta IV Heavy konstruksjonsmessig ligner på Falcon Heavy, har den bare én stor motor under hver av de tre sammenkoblede rakettene.

– Så når Elon Musk helst snakker om BFR, dekker det nok over en veldig bevisst strategi, for Elon Musk oppfatter naturligvis selv Falcon Heavy som risikabel. Og for ikke å skulle gå på et stort nederlag, er det klokt å underspille kortene sine. Og om det går bra, kan man jo bare overraske positivt, sier Jonas Bækby Bjarnø.

– Jeg tror at Falcon Heavy er nøkkelen til å få SpaceX til å lykkes økonomisk på litt lengre sikt. Spesielt hvis den kommende utviklingen av BFR har noe for seg, trenger du mange penger, og i dagens oppskytningsmarked er det altså de store kommersielle og nasjonale kommunikasjonssatellittene som gjelder, sier han.

Men BFR har også bruk for en hype, erkjenner Jonas Bækby Bjarnø:

– Vi må huske på at presentasjonen av BFR også er et salgsframstøt. SpaceX snakker fremdeles bare om raketten. Ingen har lagt planer for infrastrukturen på Mars. Han skal jo ha noen med seg for å finansiere dette, og skape et behov, sier han.

Artikkelen ble opprinnelig publisert på Ing.dk

Kommentarer (12)

Kommentarer (12)