Elon Musk pokazał Falcona Heavy

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Elon Musk opublikował na Twitterze pierwsze zdjęcia rakiety Falcon Heavy. Pojazd jest obecnie składany w hangarze na Przylądku Canaveral, a jego inauguracyjny start ma odbyć się w styczniu przyszłego roku. Jeśli start się powiedzie, Falcon Heavy będzie – przez jakiś czas – najpotężniejszą używaną rakietą. Ma ona na tyle dużą moc, że może zostać wykorzystana do załogowej podróży na Marsa.

Falcon Heavy korzysta z 27 silników Merlin, zdolnych do osiągnięcia ciągu rzędu 22 819 kN. Rakieta ma wysokość 70 metrów, a jej masa całkowita wynosi niemal 1421 ton. Będzie ona w stanie wynieść na niską orbitę okołoziemską (LEO) ładunek o masie 63,8 ton, na orbitę geostacjonarną ładunek o masie 26,7 ton, a na Marsa ma zawieźć ładunek o masie 16,8 ton.

Najpotężniejszą z obecnie używanych rakiet jest amerykańska Delta IV Heavy. Generuje ona ciąg 8670 kN, wynosi na LEO ładunek o masie 28,4 tony, na GEO 13,8 t. Z kolei najpotężniejszą rakietą w historii była również amerykańska Saturn V, która zawiozła ludzi na Księżyc. Jej ciąg wynosił 35 100 kN, a rakieta wynosiła na LEO ładunek o masie 140 ton.

W ciągu najbliższego dziesięciolecia czeka nas prawdziwy wyścig w przemyśle rakietowym. Falcon Heavy ma już po roku stracić miano najpotężniejszej używanej rakiety, gdyż w 2019 roku ma zadebiutować budowany przez NASA i Boeinga Space Launch System (SLS) zdolny do wyniesienia na LEO masy 70 ton. W roku 2022 SLS ma zostać wzmocniony tak, by móc wynieść na LEO masę 105 ton. Na ten sam rok SpaceX zapowiada system BFR zdolny do wyniesienia na LEO masy rzędu 150 ton. Jeśli SpaceX zrealizuje i te zapowiedzi, to na godnego konkurenta firma będzie musiała poczekać wiele lat. Równie potężne systemy są planowane bowiem dopiero na lata 2028-2029. Zapowiadają je Chiny (Long March 9, 140 ton na LEO), Rosja (Energia-5V, do 150 ton na LEO) oraz USA (SLS Block 2, 130 ton na LEO).

« powrót do artykułu

[radar 104]

Co złego było w Saturnie V (oprócz normalnej wtedy jednorazowości), że nie można wykorzystać tej samej (unowocześnionej/przerobionej) konstrukcji dzisiaj? Poczytałem wiki i chwalą za niezawodność, solidność... nie rozumiem.

[rahl 26]

Głównie dwie cechy:

- koszt (około 1mld obecnych $/start)

- jednorazowość.

Łatwiej i znacznie taniej było opracować nowy pojazd, opierając się oczywiście na doświadczeniach zdobytych podczas startów poprzedników (Musk jeździł wszędzie gdzie go wpuścili zanim rozpoczął pracę nad pierwszymi rakietami)

 

P.S. Poza tym co byś chciał przerabiać w jednorazowej rakiecie ?  Kupę złomu jaką wyłowili z morza ? 

Edytowane 21 grudnia 2017 przez rahl

[PiotrekZ 0]

Mnie ciekawi czy dożyjemy chwili, gdzie przeciętny Kowalski będzie w stanie polecieć w kosmos, z kosztem na poziomie biletu lotniczego

[tempik 82]

Mnie ciekawi czy dożyjemy chwili, gdzie przeciętny Kowalski będzie w stanie polecieć w kosmos, z kosztem na poziomie biletu lotniczego

Nie dożyjesz... Chyba że w te 20 lat dopracują fuzję jądrową, następnie pobudują potężne elektrownie, które będą produkować dowolną ilość darmowej energii.wtedy z CO2 atmosferycznego będzie można też za darmo robić węglowodory do napędu rakiet.

Więc porzuć nadzieję...

[Jajcenty 314]

 

 

tedy z CO2 atmosferycznego będzie można też za darmo robić węglowodory do napędu rakiet.

Sądzisz, że ogranicza nas koszt węglowodorów? Technika rakietowa ma jakieś 1000 lat. Faktyczny rozwój to od lat 40 XXw. W tym czasie w technologii materiałów uczyniliśmy znacznie większy postęp niż w sztuce latania okrakiem na beczce z paliwem. Obstawiam windy kosmiczne.

[tempik 82]

Do windy kosmicznej nie ma materiałów, i na horyzoncie ich nie widać

[Jajcenty 314]

 

 

Do windy kosmicznej nie ma materiałów, i na horyzoncie ich nie widać

Jeszcze bardziej nie widać fuzji. Zatem pozostają techniki neurobalistyczne

[tempik 82]

No fuzja już iskrzy. Trochę niestabilnie, niewydajne ale już coś tam jest.

[OtByt 11]

Czyli tak samo jak w kwestii materiałów do windy kosmicznej. Nanorurki i takie tam.

[rahl 26]

E... tam fuzja, mamy wielki reaktor na niebie - całe tony energii, tylko opanować przetwarzanie CO2. Do produkcji paliwa rakietowego słoneczko to idealne rozwiązanie.

[radar 104]

Głównie dwie cechy:

- koszt (około 1mld obecnych $/start)

- jednorazowość.

Łatwiej i znacznie taniej było opracować nowy pojazd, opierając się oczywiście na doświadczeniach zdobytych podczas startów poprzedników (Musk jeździł wszędzie gdzie go wpuścili zanim rozpoczął pracę nad pierwszymi rakietami)

 

P.S. Poza tym co byś chciał przerabiać w jednorazowej rakiecie ?  Kupę złomu jaką wyłowili z morza ? 

 

To są właśnie te argumenty, podnoszone na wielu stronach, które nijak do mnie nie przemawiają. Zaczynając od najmniej istotnego elementu:

 

Musk jeździł "wszędzie", bo chciał kupić gotowy silnik, ale nikt nie chciał mu sprzedać (na poważnie), więc był zmuszony zbudować od podstaw.

 

Jednorazowość. Dopiero Spacex zaczyna odzyskiwać pierwszy stopień, wszystkie inne też są jednorazowe, ale przy obecnym poziomie techniki, dałoby się chyba odzyskiwać?

 

Koszt, rozumiem, ale wynikało to z małej liczby startów, braku automatyzacji produkcji, komputeryzacji etc. etc. Inżynieria materiałowa, symulacje komputerowe, etc. etc. To właśnie coś czego nie rozumiem, skoro przy mniejszych rakietach tak bardzo trzeba kombinować z ładunkiem, a to się musi składać, rozkładać, nie może być za ciężkie, za szerokie, a to a tamto.

 

Z tym "łatwiej było opracować" to też tak sobie, skoro tamte nie miały  żadnej awarii, a obecne w dalszym ciągu zagrożone są awarią dużo bardziej to czego się niby nauczyliśmy?

 

Na innych stronach, anglojęzycznych, podnosi się też argument, że nie mamy już planów rakiety, poddostawców, inżynierowie pomarli etc., ale tu też dziwi mnie, że przy obecnym stanie techniki, reverse engineering, skanery 3D, etc. Ile czasu zajęłoby odtworzenie szczegółowych planów silnika i całej rakiety? I ile kasy? Nie mniej czasem niż opracowywanie (trwające latami) ciągle nowych "bubli"?

 

W całym tym poście chodzi mi o jedno, czy inżynieria rakietowa (budowy rakiet) nie próbuje czasem wymyślać koła na nowo?

[Adas L 1]

Dlaczego nie momma zbudowac SaturnaV? To było już dosyć dawno.

1. Nie ma juz know how.

2. Nie istnieje infrastruktura, ktorej uzywano do budowy tej rakiety.

 

Błąd w artykule - nie, Falcon Heavy nijak się nie nadaje do załogowej misji na Marsa. Nie twierdzi tak ani SpaceX ani Musk, ani NASA ani nikt poważny.

[thikim 119]

 

 

No fuzja już iskrzy. Trochę niestabilnie, niewydajne ale już coś tam jest.

 

To już od dawna. To nie wystarczy.

 

 

Nie dożyjesz...

 

Niekoniecznie. Obecnie koszty są rzędu kilkuset tysięcy dolarów. Przy biletach lotniczych dochodzących do powiedzmy tysiąca dolarów. A więc przebicie kilkaset razy. 

No więc jak uwzględnimy wiek nieznany ale zakładam młody i postęp medyczny to można założyć że mówimy tu o 50 latach do przodu nawet. Loty w kosmos oczywiście nie staną się tak tanie jak podróż lotnicza ale zakładam że nakład kilka razy też spełnia warunki ceny porównywalnej.

Tak więc niektórzy z tego forum myślę że dożyją cen na poziomie dzisiejszych 5 tysięcy dolarów.

[rahl 26]

Jednorazowość. Dopiero Spacex zaczyna odzyskiwać pierwszy stopień, wszystkie inne też są jednorazowe, ale przy obecnym poziomie techniki, dałoby się chyba odzyskiwać?

No właśnie i tutaj jest problem, który wiele osób pomija. Przerobienie rakiety z jednorazowej na wielorazową to nie tylko kwestia terminologii, ale zasadniczo to dwie całkowicie różne koncepcje silnika, sterowania, zasilania paliwem itp.

 

Koszt, rozumiem, ale wynikało to z małej liczby startów, braku automatyzacji produkcji, komputeryzacji etc. etc. Inżynieria materiałowa, symulacje komputerowe, etc. etc. To właśnie coś czego nie rozumiem, skoro przy mniejszych rakietach tak bardzo trzeba kombinować z ładunkiem, a to się musi składać, rozkładać, nie może być za ciężkie, za szerokie, a to a tamto.

Automatyzacja robi właśnie dużą różnicę, ale także zmienia sposób produkcji silnika, przy druku 3D (a takiej technologii używa SpaceX), można ominąć wiele ograniczeń jakie narzucał system montażowy - co zmienia w bardzo znaczący sposób jego konstrukcję. Kombinowanie z ładunkiem wynika tylko i wyłącznie z ograniczeń przestrzennych i stosunku masy. Bardzo trudno wpakować na rakietę obiekt o średnicy większej niż cześć napędowa rakiety (ograniczenia aerodynamiczne).

 

 

Z tym "łatwiej było opracować" to też tak sobie, skoro tamte nie miały  żadnej awarii, a obecne w dalszym ciągu zagrożone są awarią dużo bardziej to czego się niby nauczyliśmy?

 

Na innych stronach, anglojęzycznych, podnosi się też argument, że nie mamy już planów rakiety, poddostawców, inżynierowie pomarli etc., ale tu też dziwi mnie, że przy obecnym stanie techniki, reverse engineering, skanery 3D, etc. Ile czasu zajęłoby odtworzenie szczegółowych planów silnika i całej rakiety? I ile kasy? Nie mniej czasem niż opracowywanie (trwające latami) ciągle nowych "bubli"?

 

W całym tym poście chodzi mi o jedno, czy inżynieria rakietowa (budowy rakiet) nie próbuje czasem wymyślać koła na nowo?

Znowu wracamy do punktu pierwszego czyli różnicy miedzy rakietą jednorazową a wielorazową. Przeróbka "sprawdzonej" jednorazówki wiąże się ze znacznie większym nakładem pracy i środków niż budowa nowej wielorazówki niż to się wydaje na pierwszy rzut oka.

 

 

P.S. W literaturze i terminologii popularnej dominuje termin "wydostanie się ze studni grawitacyjnej" i w to najczęściej w sposób nieświadomy zabarwia nasze myślenie. Ale w naszym przypadku grawitacja to pikuś, najwięcej problemów sprawia atmosfera.

Edytowane 27 grudnia 2017 przez rahl

[radar 104]

1. Nie ma juz know how. 2. Nie istnieje infrastruktura, ktorej uzywano do budowy tej rakiety.

Hmm, zdaje się, że oba te punkty podważyłem wyżej, a Ty jakbyś tak nie do końca przeczytał. Know-how można odzyskać, a infrastruktura i tak by się nie nadała, teraz można to zrobotyzować (i choćby użyć druku 3D).

 

 

 

Ale w naszym przypadku grawitacja to pikuś, najwięcej problemów sprawia atmosfera.

... i m.in. dlatego silniki na paliwo płynne (możliwość sterowania ciągiem) są bardziej praktyczne niż na paliwo stałe, ale jak to się ma do tego tematu? No i jednak siła ciągu ma znaczenie jeśli potrzebujemy wynieść większą masę w kosmos (i to jeszcze poza orbitę Ziemi).

 

 

Bardzo trudno wpakować na rakietę obiekt o średnicy większej niż cześć napędowa rakiety (ograniczenia aerodynamiczne).

Nie mniej jednak jak trzeba to się tak robi:

http://images.gildia.pl/nauka/news/2006/01/pluton1/w200

 

 

 

Ja wiem, że to nie jest łatwo i tanio, ale wydaje się setki milionów jeśli nie miliardy na opracowywanie od nowa czegoś co działało. Można i trzeba unowocześniać konstrukcję, ale opóźniać o kilkanaście lat misje załogowe, bo "trzeba zbudować odpowiednią rakietę" to wydaje się... nieodpowiednie.

Edytowane 28 grudnia 2017 przez radar

[Jajcenty 314]

P.S. W literaturze i terminologii popularnej dominuje termin "wydostanie się ze studni grawitacyjnej" i w to najczęściej w sposób nieświadomy zabarwia nasze myślenie. Ale w naszym przypadku grawitacja to pikuś, najwięcej problemów sprawia atmosfera.

chyba nie. Problemem jest to, że tak naprawdę rzucamy kamieniem więc musimy przeskoczyć I kosmiczną i pojawia się problem tarcia. Gdybyśmy mieli silnik jonowy na pedały z ciągiem 1,1kN, to zajęłoby mi ze 20 minut dotarcie na setny kilometr, ale ani przez chwilę nie miałbym problemu z tarciem. To jednak odległość od środka masy determinuje energię a przez to koszt. Przy okazji: dlaczego nie budujemy kosmodromów w Tybecie? Start z Mount Everest zaoszczędziłby nam jakieś 9% drogi i jakieś 70% tarcia.

A jednak siedzimy głęboko w... studni.

 

edit: "zajęłoby mi ze 20 minut dotarcie na setny kilometr,"

 

fcuk, wielokrotnie dłużej ze względu na znikomą moc Jajcentego.

Edytowane 28 grudnia 2017 przez Jajcenty

[ww296 10]

Jajcenty czy chcesz powiedzieć, że jakby silnik był odpowiednio mocny to można powoli wspiąć się na te 100km?

[Jajcenty 314]

 

 

Jajcenty czy chcesz powiedzieć, że jakby silnik był odpowiednio mocny to można powoli wspiąć się na te 100km?

Oczywiście tak. Prędkości kosmiczne dotyczą sytuacji spadku swobodnego. Jak masz napęd to obowiązuje tylko grawitacja, a ta maleje z kwadratem odległości.

Niestety problemem jest paliwo https://pl.wikipedia.org/wiki/Wz%C3%B3r_Cio%C5%82kowskiego

[rahl 26]

Nie mniej jednak jak trzeba to się tak robi:

http://images.gildia.pl/nauka/news/2006/01/pluton1/w200

 

Robi się, ale nie jest to łatwe bez atmosfery rakieta mogła by to wyglądać tak:

 

 

Ja wiem, że to nie jest łatwo i tanio, ale wydaje się setki milionów jeśli nie miliardy na opracowywanie od nowa czegoś co działało. Można i trzeba unowocześniać konstrukcję, ale opóźniać o kilkanaście lat misje załogowe, bo "trzeba zbudować odpowiednią rakietę" to wydaje się... nieodpowiednie.

No właśnie w tym problem, że przeróbka jest droższa i bardziej problematyczna niż budowa nowego silnika/rakiety od podstaw. Z kilku względów:

1.Druk 3D - pozwala budować wiele elementów w całości i wyklucza użycie tradycyjnie budowanych komponentów

2.Nowe i ulepszone materiały - patrz pkt.1

3.Znacznie bardziej zaawansowane metody kontroli i sterowania.

4.Lepsze rozumienie fizyki i chemii pracy silników rakietowych, szczególnie dzięki zaawansowanemu modelowaniu, które nie było dostępne w latach 60 ubiegłego wieku.

Pewnie jest jeszcze kilka innych, ale te są całkiem oczywiste.

 

 

chyba nie. Problemem jest to, że tak naprawdę rzucamy kamieniem więc musimy przeskoczyć I kosmiczną i pojawia się problem tarcia. Gdybyśmy mieli silnik jonowy na pedały z ciągiem 1,1kN, to zajęłoby mi ze 20 minut dotarcie na setny kilometr, ale ani przez chwilę nie miałbym problemu z tarciem. To jednak odległość od środka masy determinuje energię a przez to koszt. Przy okazji: dlaczego nie budujemy kosmodromów w Tybecie? Start z Mount Everest zaoszczędziłby nam jakieś 9% drogi i jakieś 70% tarcia.

A jednak siedzimy głęboko w... studni.

 

edit: "zajęłoby mi ze 20 minut dotarcie na setny kilometr,"

 

fcuk, wielokrotnie dłużej ze względu na znikomą moc Jajcentego.

No właśnie z tym napędem o wystarczającym ciągu jest największy problem - nie posiadamy czegoś takiego.

Obecność atmosfery wymusza taki a nie inny kształt rakiet, znacząco podnosi ich masę (osłony termiczne i aerodynamiczne) oraz powoduje całą grupę innych problemów, które mają największy wpływ na potencjalne problemy przy starcie:

1.Starty są wykonywane tylko przy korzystnych warunkach pogodowych - da się startować przy niekorzystnych ale wnosi to niepotrzebny element ryzyka

2.Max Q - często określany jako najbardziej krytyczny moment przy starcie

3.Tarcie aerodynamiczne - stąd osłony termiczne przy elementach które wracają na ziemię.

Edytowane 29 grudnia 2017 przez rahl

[darekp 80]

Dlaczego nie można wrócić do rakiety Saturn V? Wygląda na to, że Amerykanie się nieźle wykosztowali na program Apollo:

 

https://en.wikipedia.org/wiki/File:NASA_budget_linegraph_BH.PNG

 

Wtedy to była kwestia polityczna, tego, żeby nie ponieść porażki prestiżowej w pojedynku z ZSRR, zatem pieniądze musiały się znaleźć, teraz nie ma konkurencji, więc...

[rahl 26]

Poczytaj wątek od początku do końca to się dowiesz.

Edytowane 30 grudnia 2017 przez rahl

[darekp 80]

Rahl, czytałem, ale po przeczytaniu czułem jakiś niedosyt i zacząłem szukać w Google dokładniejszych informacji o kosztach, wtedy trafiłem na ten wykres. Wydawało mi się, ze warto zamieścić link do niego, jako pewnego rodzaju uzupełnienie do tego co m. in. Ty napisałeś. Być może powinienem jakoś inaczej sformułować komentarz, ale nie chce mi się teraz już łamać nad tym głowy, i tak nie wyedytuję go i nie zmienię.

Edytowane 31 grudnia 2017 przez darekp

[radar 104]

1.Druk 3D - pozwala budować wiele elementów w całości i wyklucza użycie tradycyjnie budowanych komponentów 2.Nowe i ulepszone materiały - patrz pkt.1 3.Znacznie bardziej zaawansowane metody kontroli i sterowania. 4.Lepsze rozumienie fizyki i chemii pracy silników rakietowych, szczególnie dzięki zaawansowanemu modelowaniu, które nie było dostępne w latach 60 ubiegłego wieku. Pewnie jest jeszcze kilka innych, ale te są całkiem oczywiste.

Tylko kto broni wykorzystać te same technologie teraz? Czy ja pisałem o klepaniu tego silnika młotkiem?

Nie, pisałem o skopiowaniu go, a nie o skopiowaniu również metod jego produkcji.

 

Nie, obecne rakiety nie są lepsze to wynoszenie "dziesiątek ton" poza LEO. Owszem, są "lepsze" (ekonomiczniejsze) do wynoszenia małych satelitów albo trochę większych na LEO, ale nie grzeszą niezawodnością.

A tutaj chce się opracować coś od nowa za setki mln $, a budżet pewnie i tak zostanie przekroczony (ile razy?), opóźnić projekt o dekadę (co najmniej) i nie wiadomo z jakim skutkiem (a w przypadku Saturna V niezawodność zostało niejako potwierdzona wcześniej, pozostaje sprawdzić czy nowe technologie produkcji nie zaszkodziły).

 

zacząłem szukać w Google dokładniejszych informacji o kosztach, wtedy trafiłem na ten wykres

Tylko gdzie jest pokazane jaki z tego koszt to koszt rakiety?

Program Apollo to dziesiątki nowych technologii (opracowywanych nie za pomocą symulacji komputerowych, ale za pomocą prób i błędów, a to kosztuje), masa zatrudnionych ludzi, masa nowej infrastruktury, naukowej, badawczej, moduł księżycowy, etc,etc, a Wy sugerujecie, że to rakieta była droga?

No proszę Was

 

Więc nie, nie kupuję Waszych, wyświechtanych, argumentów.

[darekp 80]

Tylko gdzie jest pokazane jaki z tego koszt to koszt rakiety?

 

Mówisz i masz:

 

Saturn V - koszt projektu prawie 50 mld dolarów we współczesnych pieniądzach (uwzględniając inflację) (https://en.wikipedia.org/wiki/Saturn_V)

Koszt pojedynczego startu to - jak już pisał Rahl - ponad milard dolarów (tamże).

 

W przypadku Falcona Heavy planowany koszt pojedynczego startu to 90 mln dolarów (http://spacenews.com/spacexs-new-price-chart-illustrates-performance-cost-of-reusability/) przy czym Falcon Heavy ma wynosić na LEO ładunek 63,8 ton, a Saturn V wynosił ok. 2 razy większy (artykuł na Wikipedii w wersji angielskiej podaje 140 ton, polskiej 118 ton). Nawet jeśli w rzeczywistości Falcon Heavy okaże się droższy, to i tak jest duży zapas na korzyść Falcona.

Edytowane 10 stycznia 2018 przez darekp