Op 6 februari lanceerde SpaceX de Falcon Heavy, een gebeurtenis die met veel interesse bekeken werd.
Niet in de laatste plaats dankzij de drie 70 meter lange stuwraketten waarmee Elon Musk z’n Roadster de ruimte in schoot.
Twee van de stuwraketten maakten een behouden landing, de derde kwam in zee terecht. Toch wordt de vlucht als een groot succes gevierd. Waarom? Omdat Space X hiermee niet alleen bewees dat het tweemaal zo veel draaglast de ruimte in kan sturen tegen een kwart van de kosten die de concurrentie moet maken, maar ook dat het raketonderdelen ter waarde van tientallen miljoenen dollars kan recyclen.
De concurrentie heet United Launch Alliance, het bedrijf dat Boeing en Lockheed Martin in 2005 oprichtten.
ULA’s grootste raket is de Delta IV Heavy. Volgens CEO Tory Bruno kost de Heavy zo’n 350 miljoen dollar per lancering. De Heavy is daarmee beduidend prijziger dan de 90 miljoen dollar kostende Falcon van SpaceX. Een verschil dat deels zo groot is doordat de Heavy niet herbruikbaar is.
ULA wil nog enkele missies met de Heavy uitvoeren, maar daarna moet de raket met pensioen. Gewerkt wordt aan een herbruikbare opvolger, de Vulcan, die wél kan concurreren met innovatieve partijen als Musks SpaceX en Jeff Bezos' Blue Origin.
"Vulcan zal ergens in 2020 gaan vliegen", aldus Bruno tegen Business Insider. Volgens Bruno zullen de kosten "onder de 100 miljoen dollar" zijn - dat is 70 procent goedkoper dan de Delta IV Heavy.
De Vulcan. Lees wat deze raket allemaal kan, waarom een ingenieur het recovery system "geniaal" noemt en waarom de raket waarschijnlijk een blijvertje is in de uiterst concurrerende ruimtevaartindustrie.
Delta IV Heavy was 's werelds krachtigste raket. De raket kan zo'n 32 ton aan draaglast in een baan rond de Aarde brengen - dat is het gewicht van meer dan twee schoolbussen.
Nadat Bruno in 2014 de baas werd bij ULA, werd een begin gemaakt met de ontwikkeling van het krachtigere en deels herbruikbare Vulcan raketsysteem. Naar verwachting zal de eerste Vulcan ergens in 2020 zijn eerste vlucht maken.
"Soms gaat het om meer dan alleen de grootste raket hebben", aldus Bruno. "Soms moet je raket iets buitengewoons en exotisch kunnen zodra hij eenmaal in de ruimte is".
Vulcan moet 40 ton aan gewicht in een baan om de Aarde kunnen brengen. Dat zijn dus bijna drie schoolbussen.
"Vulcan is modulair, dus je kunt er extra stuwraketten aan toevoegen", aldus Bruno.
40 ton is nog altijd twee schoolbussen minder dan de 70 ton die de Falcon Heavy voor een kwart van de prijs het heelal in schiet. Maar volgens Bruno zijn er grote verschillen tussen beide raketsystemen, waardoor de Vulcan concurrerend zal zijn.
Bron: SpaceX
Het belangrijkste verschil zit 'm in de tweede trap van de raket. De Falcon Heavy gebruikt nu een RP-1 kerosine als brandstof, maar die kan na enkele uren in de ruimte bevriezen. Vulcans tweede trap zal cryogene zuurstof en waterstof gebruiken, beide zijn beter bestand tegen de extreem lage temperaturen in de ruimte.
ULA is ook bezig met de ontwikkeling van een nieuwe tweede trap, ACES. Dit staat voor Advanced Cryogenic Evolved Stage. ACES zal niet alleen de capaciteit van de Vulcan met 30 procent vergroten, ACES kan ook maanden - zo niet jaren - in de ruimte blijven om dan bijgetankt te kunnen worden en de ruimtereis voort te zetten.
"Je kunt de ACES in de ruimte bijtanken en voor andere doeleinden gebruiken. Bijvoorbeeld als shuttle die andere ruimteschepen, die gewoonlijk te zwaar zijn om op sleeptouw te nemen, transporteert", aldus Bruno. "En dat heeft grote consequenties voor hoe we naar de ruimte gaan en wat we daar doen".
"Het is niet alleen die kostenbesparing per lancering", aldus Bruno. "Dit kan een transportsysteem worden dat economische activiteit tussen Aarde en Maan of tussen asteroïden faciliteert".
De Vulcan reduceert de kosten per lancering ook door de afkoppelbare stuwraketten SMART (sensible, modular, autonomous return technology). "We zouden twee derde van de kosten per lancering besparen", aldus Bruno.
Bron: ULA/YouTube
Vulcans boosters zijn anders dan die van SpaceX - deze keren in één stuk terug naar Aarde maar hebben brandstof nodig om te kunnen landen. Soms is een lading echter te zwaar en is alle brandstof vereist om de cargo de ruimte te krijgen. Ondanks dat ze herbruikbaar zijn, komt het dus voor dat boosters verloren gaan.
"Je kunt de waarde van de stuwraket misschien wel niet voor 100 procent terugwinnen, maar hoe kun je nou wel elke keer het meeste eruit halen?" aldus Bruno. "Het duurste onderdeel van de stuwraket is de raketmotor zelf'. Twee derde van de kosten van een stuwraket komen voor rekening van de motor".
Laat de Falcon z'n gehele eerste trap rechtstandig landen, de Vulcan stoot het onderste gedeelte met de motoren na gebruik af. En dit deel zal los van de brandstoftanks op Aarde landen. Zodra met SMART-motorpakket loskomt, wordt een luchtschild opgepompt waarmee de motor terugkeert naar Aarde. Het omhulsel beschermt de motoren ook tegen de wrijvingshitte die ontstaat door de hoge snelheid waarmee de motor terugvalt door de atmosfeer.
Bron: ULA/YouTube
Een parachute ten slotte zorgt voor een zachte landing van de SMART, dit in combinatie met een grote helikopter die de motor middels een 'mid-air capture' aanhaakt en verder op sleep neemt.
"Toen ik er voor het eerst over hoorde, kwam het me als lachwekkend voor. Tot het moment dat je naar de geschiedenis kijkt van de mid-flight capture en je je realiseert hoe geniaal het eigenlijk is - het opvangen en hergebruiken van motoren zonder ze bloot te stellen aan extremen zoals zeewater", aldus Jeremy Braunagel, een projectleider die bij ULA aan de Vulcan werkt in een video.
ACES moet in 2023 of 2024 operationeel zijn, aldus Bruno, en SMART niet lang daarna.
Hoewel kleine satellieten steeds kleiner worden, lijken grote satellieten altijd groter te worden om verder de ruimte in te gaan. ULA zet voornamelijk in op dit laatste inzake de Vulcan.
"Nooit, maar dan ook nooit heeft een klant gevraagd naar minder draaglast. Dat gegeven nemen we mee in onze strategie", aldus Bruno die daaraan toevoegt dat het daardoor steeds moeilijker wordt om de stuwraket in z'n geheel terug naar Aarde te laten komen.
Volgens Bruno gaat de Delta IV Heavy na een á twee lanceringen per jaar "ergens in 2020" met pensioen. En dat biedt enorme perspectieven voor Falcon Heavy, en al helemaal nu Elon Musk heeft gezegd dat SpaceX een cryogene tweedetrap ontwikkelt (die kan concurreren met ACES).
Musk zei dat hij zijn hoed zou opeten "met een beetje mosterd" als Vulcan voor 2023 vliegt.
SpaceX spendeert steeds meer geld en middelen in de ontwikkeling van een 106 meter lang interplanetair lanceringssysteem: de "Big Falcon Rocket" of BFR.
Musk verwacht een eerste oplevering in 2020 en een mogelijke eerste lancering richting Mars in 2022.
Intussen bouwt Blue Origin, de ruimtevaartorganisatie van Amazon-miljardair Jeff Bezos, in alle stilte aan een eigen reusachtig en herbruikbaar raketsysteem: New Glenn.
Bron: Business Insider
De toekomst van de rakettechnologie ziet er veelbelovend en spannend uit. Druk ook. Het valt nog te bezien of ULA en Blue Origin het halsbrekende tempo van SpaceX kunnen bijhouden of in staat zijn om zich een eigen niche te bevechten in wat ontegenzeggelijk een race naar de ruimte is.
Bron: Business Insider