Hvordan vil romfart se ut i fremtiden? Vil mennesker kunne reise ut i verdensrommet og en dag flytte til en annen planet? Skal vi tro Elon Musk, som har planer om å bygge en by på Mars innen 2050, er det ingenting i veien med ambisjonene. Få mennesker har idag mulighet til å ta del i denne type romfart. En av rakettene som gjorde det mulig var Falcon 9.
SpaceX Falcon 9 er en totrinnsrakett hvor ulike deler kan gjenbrukes. Den er laget for å ta romfart inn i framtiden og for å gjøre transport av satelitter så kostnadseffektivt som mulig. Den kan også sende et bemannet romfartøy i bane rundt jorden. Den siste versjonen av Falcon 9 sitt første trinn kan returnere til jorden og brukes til oppskyting igjen flere ganger.
Slik ble Space X Falcon 9 utviklet
Utviklingen av SpaceX ble startet i 2002 av entrepenør og milliardær, Elon Musk. Hovedideen i begynnelsen var å revolusjonere og utvikle romfart. Det hele begynte med Falcon 1. En rakett som veide omtrent 670 kg. Det var den første privateide bæreraketten som nådde bane rundt jorden, drevet på 100 prosent flytende drivstoff. Etter tre mislykkede oppskytinger, landet Falcon 1 for femte og siste gang den 14 juli 2009.
Så var det Falcon 9 sin tur og raketten hadde sin første oppskyting den 4 juni, 2010 fra Cape Canaveral, Florida. Allerede to år senere, den 9 oktober, skrev raketten historie etter å ha deltatt på det første etterforsyningsoppdraget til Den internasjonale romstasjonen (ISS). Det var det første privateide romfartøyet som ble skutt opp og det første som kunne gjenbrukes. I 2014 begynte man å teste Falcon 9 sitt gjenbrukbare trinn.
SpaceX lyktes å lande deler av raketten på et droneskip den 8 april 2016. I ettertid har SpaceX sendt opp en tidligere brukt førstetrinns rakett, den 30 mars 2017. SES-10-oppdraget var det året første gang hovedelen til et romfartøy med mulighet til å gå bane rundt jorden ble gjenbrukt. Måten selskapet for et halvt år siden sendte opp 53 Starlink internettsatellitter viser at SpaceX fortsatt bryr seg om gjenbruk.
I mellomtiden skjedde den første testingen av Falcon Heavy den 8 februar 2018. Selv om hovedtrinnet var ødelagt, klarte man å gjenhente to sideboostere og sende disse tilbake til Cape Canaveral. John M. Logsdon fra Falcon kunne fortelle at en Tesla Roadster, selve nyttelasten, var ‘plassert i bane rundt solen’. Alle disse trinnene var avgjørende for å kunne sende mennesker i bane rundt jorden og i i 2020 skjedde det endelig. Falcon 9 skøt opp det første privateide, bemannede romfartøyet, Crew Dragon, med astronautene Dough Hurley og Robert Behnken.
Hvordan fungerer en Falcon 9?
Ifølge statistikk fra Space X har raketter fra Falcon 9-familien sendt opp 127 satellitter og tatt del i 135 fullstendige oppdrag med kun to mislykkede forsøk. Dette tilsvarer en suksessrate på 98.43%. Den nyeste 2018 Falcon Heavy har hatt tre oppdrag så langt, men det er planer om flere.
Falcon 9 er verdens første gjenbrukbare rakett som kan fly i bane rundt jorden. SpaceX har mulighet til å bruke de dyreste delene av raketten på nytt noe som gjør selve driften av romfartøy billigere.
SpaceX
Mål
Det er verdt å nevne rakettens mål for å snakke om ingeniørkunsten som ligger bak Falcon 9. Den er nesten 70m høy, veier 549 054 kg og kan generere 7500 kilonewton drivkraft ved take-off. Dette betyr at Falcon 9 kan sende 22 800 kg i bane rundt jorden og 8300 kg til Mars. Men de har ikke gjort noe på den røde planeten. Enda. Musk og SpaceX planlegger å dra til Mars, og etterhvert å kunne sende mennesker dit.
Totrinns rakettmotor
De tidligere versjonene av Falcon-raketten har hatt to trinn og brukt ni motorer fordelt på tre rader som del av det første trinnet. Den nyeste er plassert i orentering med motoren på innsidesenteret og de andre åtte motorene som sirkler den. Metal Octaweb huser Merlin-motoren og er nødvendig for første trinn.
Trinn to fungerer kun med motoren som bruker flytende oksygen. I løpet av gassgeneratorens strømsyklus trenger den også brensel i form av rafffinert parafin. Sammen generer begge motorene over 700 000 kg drivkraft.
Merlinmotoren er bygd av SpaceX og består av en kombinasjon av raffinert parafin, også kalt Rocket Propellant 1, og flytende oksygen. Den er ekstremt kraftig og er en av de mest effektive motorene som noensinne er bygd.
Trinnvis separasjon
Alle flertrinns-raketter trenger et mellomtrinn som ofte er vanskelig å lage. Falcon 9 har gjort det enklere. For å separere trinnene må ofte raketter bruke et sofistikert pyroteknisk system. Men SpaceX bruker en separeringsmetode som bruker trykkluft.
Mellomtrinnet forbinder de første to trinnene. Motoren for trinn to fins i mellomtrinnet. Dette beskytter den i første del av oppskytingen. Trinnseperasjonen foregår når de to trinnene frakobles på korrekt tidspunkt, som gjør at trinn to kan eksplodere trygt.
Falcon 9 skrev seg inn i historiebøkene da romfartøyet Crew Dragon gikk i bane rundt jorden. Det er en selvstyrende kapsel med berøringssensitive kontroller for passasjerer, for bruk i nødstilfeller. Crew Dragon har plass til opp til sju personer men reiser vanligvis med fire.
Payload
Rakettens nyttelast består av karbonkompisittmaterialer hvor selve innkapslingen rundt nyttelasten blir kastet overbord omtrent 3 minutter inn i flyvningen. Dette beskytter satelittene på vei rundt jordens bane. SpaceX fortsetter å hente nyttelastinnkapslingen for gjenbruk til andre oppdrag.
Landing
Hele oppdraget tatt i betrakning er det kanskje mest spenning knyttet til selve landingen. Først skal fire landingsben, lagd av karbonfibre, utløses. De ligger flatbrettet mot flykroppen inntil de brukes. Kalde gassthrustere ombord kan flytte rakettens posisjon med motoren.
Landingsprosessens skjer når raketten har gått gjennom de ulike trinnene. Først faller raketten gjennom atmosfæren med en fart på 4700 kilometer i timen. De kalde thrusterne nær toppen av raketten roterer raketten så den er rak. Motoren fyres, nok til å bremse fallet til 20 kilometer i timen. Så settes bena fri noe som setter igang den siste delen av prosessen. Tre av de ni Merlinmotorene fyres en siste gang, noe som kalles ‘boostback burn’.
Maskinvare & programvare
Det siste landingstrinnet er nå fullstendig automatisert. Flere ulike komponenter kommuniserer i sanntid når ulike forhold inntreffer. Bæreraketten har også et automatisert system som kan avbryte flyvningen. Datamaskiner gjør det mulig å oppdage ulike farer som måtte oppstå.
Falcon 9 hartre tokjerners- x86-prossesorer. Den bruker et såkalt “actor-judge”-system som øker sikkerheten gjennom reservekapasitet. Alle valg blir analysert i samsvar med de to andre kjernene. Systemet kan da starte på nytt skulle det være noen uoverenstemmelser. Blir de enige, sendes dette videre til mikrokontrollerne hos PowerPC ,den siste delen av prosessen , som kontrollerer rakettens motorer og styrefinner.
Priser
Hvor mye kostet det å bygge Falcon 9? SpaceX tilbyr konkurransedyktige priser for både Falcon 9 og Falcon Heavy. De tilbyr også transport av mannskap for privatkunder. Dette er positivt skulle man ønske å frakte astronauter til forskjellige lave jordbaner (LEO).
Rakettens framtid
Kommer Falcon 9 til å dra til månen? Det er høyst sannsynlig. Firefly Aerospace har valgt Falcon 9 for å dra på selskapets første kommersielle romekspedisjon til månen i 2023. Fartøyet vil reise med ti nyttelaster knyttet til forskning, alle sponset av NASA.
Musk uttalte på Twitter i november 2019 at maskinen er designet for å kunne skytes opp 3 ganger om dagen. Dette vil resultere i 1000 oppskytinger i året. Musk har også planer om å bygge en by på Mars i løpet av 2050. Men før det, om knapt fire år, vil privat romfartsindustri sende den første ubemannede ekspedisjonen til Mars.
Målet til SpaceX er å fokusere på større ekspedisjoner som frakter mennesker og nyttelaster både til månen og til Mars. Launch system – Starship gjør det mulig. SpaceX testkjørte Starship SN20 den 12 november 2021.
