2018.09.22.

Az új SpaceX BFR (Big Falcon Rocket) tervek

Életem során többször is úgy éreztem, szép lassan az sok korszakalkotó technikai vívmány eltűnik az életünkből és semmi sem váltja fel őket. Legkiemelkedőbb példája talán a Concorde repülők és az Űrsikló program nyugdíjazása, hatalmas üres betöltetlen teret hagyva maguk után. Űrutazás tekintetében a NASA öngólt rúgott az űrsiklók alternatíva nélküli leállításával. Elég kényes helyzetbe hozták saját magukat, az az űrhivatal ami ember vitt valaha a Holdra arra képtelen, hogy embert juttasson a világűrbe valamint a Nemzetközi Űrállomásra. Remélhetőleg 2019 lesz az az év, amikor helyrebillen ismét az egyensúly és a SpaceX (Crew Dragon) valamint a Boeing (Starliner) képes lesz végre  újból emberek biztonságos szállítására.

A SpaceX részéről tudjuk, hogy a nemrég “ráncfelvarráson” átesett Falcon-9 rakétájuk (Block 5) a cég igáslova, megbízhatóság és terhelhetőség szempontjából ez a rakéta viszi a hátán az egész céget tulajdonképpen. Továbbá idén februárban láthattuk a Falcon Heavy (FH) első demo repülését, mely hatalmas sikernek bizonyult. 2019 elejére két újabb repülés is várható, ezúttal már hasznos teherrel a fedélzetén. Ugyan Elon Musktól kaptunk ígéretet, hogy ez a rakétatípus képes lesz embert eljuttatni a Holdig és vissza, de ez mint közben kiderült sosem fog megvalósulni. A FH nem kap ember szállítására alkalmas jogosítványt és emiatt vagy egyéb más okok miatt, de a SpaceX láthatóan egyre komolyabb hangsúlyt fordít a BFR/BFS űrhajóra. Ha pedig összejönnek a tervek, ez lesz a valaha készült legnagyobb/legerősebb űrjármű teljes újrahasznosítható képességgel felvértezve.

 

De mi is az a BFR és BFS?

BFR azaz Big Falcon Rocket ( Nagy Sólyom Rakéta) – első és második fokozat együtt
BFS azaz Big Falcon Spaceship (Nagy Sólyom Űrhajó) – csak a második fokozat

A BFR terveiről először 2016-ban hallhatott a világ, akkor még ITS (Interplanetary Transportation System vagyis Bolygóközi Szállító Rendszer) néven futott és azóta minden évben kapunk frissítést a járműre vonatkozólag. Hihetetlen érdekes, ahogy folyamatosan a szemünk előtt változik és kerül egyre közelebb a végleges verzióhoz. De miért változik a BFR folyamatosan és miért jó ez? A cikk végén visszatérek erre a kérdésre. Elször is lássuk, miben változtak a 2018-as tervek az előző évekhez képest.

(A cikkhez ezt az angol nyelvű videót használtam alapul, nagy kedvencem Tim Dodd és youtube csatornája az Everyday Astronaut, aki ott volt a hivatalos SpaceX kampány eseményen és sikerült egy nagyon jó kérdést is feltennie Musknak.)

Tehát lássuk mennyit is változott a BFR azaz a teljes űrjármű. Az alábbi fotókon az eddigi három változat látható, névszerint az ITS 2016, a BFR 2017 és a BFR 2018, valamint a Saturn V és Falcon Heavy rakéták. A különböző információk a rakétatípusok alatt szerepelnek.

 

És akkor mennyit is változott a jármű második fokozata, azaz a BFS?

Talán a legszembeötlőbb változás az a három+kettő függőleges vezérsík, melyeknek valójában semmilyen hagyományos értelemben vett, a szárnyakhoz hasonló szerepe nincs. Ezekre inkább úgy kell gondoljunk, mint fékszárnyakra. Elon Musk szerint a jármű inkább úgy lép be a légkörbe, mintha egy ejtőernyős vagy egy repülő volna. A mostani Falcon-9 első fokozatához képest a BFS nem hajtóművel előre lép be a légkörbe, hanem fordítva. A céljuk a légkörbe lépéskor fellépő légellenállási erők kiaknázása, ezzel kívánják lelassítani a járművet és itt lesz kulcsszerepe a fékezőszárnyaknak. Persze a kihívás ebben az, hogy belépéskor azért élje is túl a jármű a rá nehezedő terhelést. Íme egy videó szimuláció a tevezett légkörbe lépésről.

 

 

Továbbá az alsó három fékszárny egyben a leszálláshoz szükséges lábakat és tartalmazza. De az elmúlt évek változásait figyelembe véve ez még akár változhat is a jövőben.  És akkor lássuk a hajtóműveket, mert ezen a területen is sikerült fejlődést elérniük.

Nos két éve még összesen 9 hajóművel tervezték (6+3), tavaly már csak 6 hajtóművel (4+2), melyet Musk később 4+3-ra korrigált a Redditen.
(az x+y számok közül x az a vákuum optimalizált Raptor hajtóművek számát jelöli az űrben való közlekedésre, az utóbbi pedig a tengerszintre optimalizált hajtóműveket leszálláshoz).

A korábbi évekkel szemben idén 7db Raptor hajtóművet láthatunk a BFS-en egészen új körkörös elrendezésben és a külső hajtóművek közel vannak a központi hajtóműhöz. Az új kialakítás egyik oka a biztonság lehet. Képzeljük el, ahogy ereszkedik a BFS a Hold vagy a Mars felszínére és a tavalyi konstrukciót alapul véve a tengerszintre optimalizált 3 hajtóművet használjuk ereszkedés közben. Útközben az egyik szélső hajtómű bemondja az unalmast, marad két használható hajtóművünk, de a jármű egyensúlya meglehetősen kérdéses marad. A 2017-es konfiguráció alapján a középső hajtómű valószínűleg nem tudná olyan mértékben korrigálni a kieső hajtómű szerepét, hogy a stabilitás biztosan megmaradjon.
A jelenlegi konfigurációban is 3 hajtóművel tervezik a landolást, de a külső hajtóművek annyira közel vannak a középen találhatóhoz képest, hogy biztonságosabb mértékben ellensúlyozni tudja a lehetséges kieső hajtómű hiányát. Nagy valószínűséggel egy hajtóművel is képes lesz végrehajtani a leszállást, de biztonsági okokból hármat terveznek használni.

És akkor lássuk, mennyit változott a hajtómű teljesítménye, ezen belül is az egőtér-nyomás.

A belső raktér térfogata 800m3 -ről 1000m3 -nél is nagyobbra nőtt. Ez az adat arra enged következtetni, hogy a teljes teherbírás növelése helyett inkább a felhasználható belső térre helyeznek nagyobb hangsúlyt. Ha jobban belegondolunk, egy Föld – Mars út hónapokat vesz majd igénybe és az űrhajósok talán könnyebben átvészelik a hosszú utat egy tágasabb belterű űrhajó fedélzetén. Személyes véleményem egyébként az, hogy legalább kétféle belső kialakítással készül majd BFS, mivel egy ilyen teherbírású jármű képes lesz igen komoly hasznos terhet is magával vinni, amihez egy teherhajónak inkább megfelelő belső kialakítás szükségeltetik.
Továbbá egy új rakteret is létrehoztak a BFS alsó részén, melynek AFT-cargo nevet adtak. Ez a raktér funkcionalitását tekintve hasonló lesz a Dragon teherhajók alsó törzséhez és lényege, hogy az itt tárolt felszerelés (napelem, üzemanyag szivattyú vagy akár egy marsjáró stb.) nincs nyomás alatt, szemben a hajó belső részében tárolt rakománnyal. Egyik oka, hogy a hajóművek fölött, a rakéta alsó részén található az a funkcionalitás. Miért is kellene ezeket a nehéz és törékeny eszközöket daruval a felső raktérből leereszteni, ha már alapból a felszínhez közel találhatóak, ilymódon kirakodásuk is könnyebb.

És akkor kanyarodjunk vissza az eredeti kérdéshez, miért változik a BFR folyamatosan és miért jó ez nekünk?

Nos a válasz nagyon röviden: azért, mert ez egy komoly technológiai kihívás és egyelőre ők is csak keresik a megfelelő irányt. És az űrkutatás történetében először a SpaceX üres lappal indíthatta a tervezést. Nem egy már korábban meglévő rendszert kellett továbbfejleszteniük, hanem friss gondolatokkal, ötletekkel, célirányosan, megkötések nélkül tudtak belefogni a tervezésbe.
Musk kicsit kuszán ugyan, de azt próbálja kifejteni, hogy eddig egyelőre még a kérdést sem tudták megfelelően feltenni, mit is szeretnének elérni. Most már legalább eljutottak odaig, hogy nagyjából körvonalazódik, mik az elérendő célok és ahhoz milyen megoldások szükségesek. Ne feledjük, hogy ezek a tervek a történelem során először konkrét elvárások nélkül születnek. Például az űrsikló építése során megvoltak a konkrét igények, minek kell pontosan megfelelnie a járműnek, mekkora kell legyen a raktér, milyen eszközöket és hány fős személyzetet kell földkörüli pályára juttatnia az űrsiklónak stb. Viszont pontosan emiatt egy hatalmas kompromisszum lett az űrsikló projekt.

A BFR/BFS egy olyan jármű lesz, aminek felhasználhatóságáról konkrétan csak enyhén homályos képük van eddig, többféle funkció betöltésére tervezik ugyanis. Alacsony és geostacionárius pályára egyaránt el tud majd juttatni hasznos terhet, ugyanakkor ugyanez az űrhajó visz majd rakományt vagy/és legénységet a Holdra és a Marsra is. Tehát ezeket az igényeket kell majd kielégítenie, emelett pedig 100%-ban újból felhasználható lesz a teljes BFR űrhajó.
A költség/kg arány az újbóli felhasználhatóság és a 100 tonna körüli hasznos teherbírás-képesség miatt viszont őrült módon lecsökken, végre megnyitva az utat a hosszútávon fenntartható és költséghatékony űrutazás előtt. Tehát nagyon drukkoljunk a SpaceX fejlesztőinek, hogy összejöjjenek a tervek. Márpedig a cég eddigi sikereit tekintve miért is ne jönne össze,  akkor viszont valóban egy új korszak köszönt az emberiségre.

 

 

Nagy Szabolcs

4.45/5 (11)

Értékelés

About the Author:

1 hozzászólás

  1. […] még ambíciózusabb tervei is vannak, ha a BFR tényleg valósággá valik (bővebben a BFR azaz Big Falcon Rocketről), akkor elkezdhetjük átértékelni az eddigi űrbéli képességeinket. Arről nem is […]