Dansk ekspert: Falcon Heavy kan afgøre SpaceX’ fremtid

Elon Musks rumfartsfirma, SpaceX, har den seneste måned trukket store overskrifter med nyheder om fremtidens enorme raketsystem, BFR. Planen er, at systemet ud over at flyve mennesker til Mars om få år skal kunne tilbyde raketrejser mellem Jordens storbyer. Bare 39 minutter for de 12.000 km mellem New York og Shanghai, lyder det.

Nyheden om jordrejserne kom frem ved verdens vigtigste rumfartskonference, og Elon Musk har siden suppleret med detaljer omkring BFR (se artiklen til højre).

Hypen er stor, men i virkeligheden burde alle tale om SpaceX’ Falcon Heavy-raket, der efter års forsinkelse formentlig bliver opsendt i november. For den kan afgøre SpaceX’ fremtid, mener forsker ved DTU Space Jonas Bækby Bjarnø.

Artiklen fortsætter efter grafikken

Hvis Falcon Heavy bliver operationel efter en eller flere tests, bliver det den største raket, der er tilgængelig på markedet, som det ser ud lige nu, siger Jonas Bækby Bjarnø.

Falcon Heavy er i princippet tre af SpaceX’ veltestede Falcon 9- raketter spændt sammen.

I dag kan Falcon 9 sende satellitter på op til 6.000 kilogram ud på satellitternes motorvej i rummet, GTO – Geostationary Transfer Orbit. Når satellitterne når ud til 36.000 km, finder de selv over i den såkaldte geostationære bane, GEO, for at levere kommunikation eller foretage overvågning.

Skal ind på det lukrative marked

»Men de store penge tjener man på klassen af tunge kommunika­tionssatellitter, der vejer over 6.000 kilogram, og der skal en raket af typen ‘heavy-lift’ til. Det vil sige den europæiske Ariane 5, USA’s Delta IV Heavy, russernes Proton, kinesernes Long March 5 – og altså Falcon Heavy,« forklarer Jonas Bækby Bjarnø.

»Det er en meget lukrativ ende af markedet, fordi satellitterne er hundedyre at producere og bliver bygget til at kunne holde 15-20 år. De er også meget velforsikrede. Det vil sige, at man normalt ikke tager nogen risici, når de skal sendes op. Og der er folk villige til at betale det, der skal til,« siger han.

I dag koster en billet til Ariane 5 cirka 220 millioner dollars, mens verdens største raket lige nu, Delta IV Heavy, har en billetpris på omkring 400 millioner dollars.

Men i modsætning til de to skal Falcon Heavy genanvende rakettens første trin, og derfor vil en opsendelse med den koste 90 millioner dollars. Det er 25 procent af prisen hos den nærmeste konkurrent i USA og mere end en halvering af prisen med Ariane 5.

»Det kommer til at rykke noget for markedet. De andre raketter har så i modsætning til SpaceX det es i ærmet, der hedder pålidelighed, for de har fløjet mange gange, og man skal mange år tilbage for at finde fejl. Det kan folk, der betaler hundedyre kommunikationssatellitter, godt lide,« siger Jonas Bækby Bjarnø.

Men SpaceX har udset sig dét marked, samtidig med at rumfartskoncernen takket være et monopolbrud i USA kan få opgaver til Falcon Heavy fra kunder under National Reconnaissance Office (NRO), et slags spionagentur, der holder øje med bevægelser af tropper og våben verden over. Hidtil har United Launch Alliance haft eneret på de satellitter.

Succeskriteriet er sat lavt

Falcon Heavy står stadig til launch i november i år – dog uden dato. Der er heller ikke kommet noget frem om nyttelast eller rækkevidde.

I juli udtalte Elon Musk til mediet The Verge, at succeskriteriet for ham er, at Falcon Heavy letter fra plat­formen og ikke forårsager skader.

»Det er altid godt at sætte barren lavt. For så kan du næsten kun overraske positivt. Mit take vil nok være, at med den ballast, SpaceX har fra Falcon 9, vil jeg forvente, at den performer bedre end det,« siger Jonas Bækby Bjarnø.

Men meget kan gå galt, især i de første 100 sekunder. Når man har en raket formet som én cylinder, er aerodynamikken veldefineret, og man ved, hvordan raketten opfører sig. Når man linker raketterne sammen i toppen, flytter man ekstremt stor kraft.

»Din nyttelast, satellitten, sidder på den midterste. Og den løftekraft, der sidder på de to yderste, skal jo påvirke den. Så man skal have rettet løftekræfterne ind mod midtpunktet, og det er ikke så pokkers nemt, når de sidder parallelt. Så hele kræfternes parallelogram er i spil.

Materialerne er udsat for meget store belastninger både mekanisk og funktionsmæssigt, akustisk og termisk. Så der er en del nyt,« siger Jonas Bækby Bjarnø.

Fra ni til 27 motorer

Oveni går man fra at have ni motorer (i én Falcon 9) til at have 27 motorer, der skal tænde samtidig.

Allerede dér har man statistikken imod sig. For det er altid et spørgsmål om pålidelighed, siger rum­forskeren og leger lidt med tallene:

»Hvis raketmotoren, Merlin, er 99,9 procent pålidelig, vil det én ud af 1.000 gange gå galt. Sætter du ni af dem ved siden af hinanden, bliver pålideligheden 99 procent – så én ud af 100 gange går det galt. Har du 27, er du nede på 97,3 procent pålidelighed. Der er nu tre procent risiko for, at det går galt.«

»Du har mange komponenter og hardware, der kører på samme tid. Du har vibrationer og akustiske påvirkninger motorerne imellem. Du har aerodynamikken, som er anderledes. Der er nye ting på næsten alle parametre, når man binder raketter sammen på den her måde,« siger Jonas Bækby Bjarnø.

Selv om Delta IV Heavy designmæssigt ligner Falcon Heavy, har den kun én stor motor under hver af de tre sammenknyttede raketter.

»Så når Elon Musk helst taler om BFR, dækker det nok over en meget bevidst strategi, for Elon Musk opfatter givetvis selv Falcon Heavy som risikabel. Og for ikke at skulle lide et stort nederlag, er det klogt at underspille sine kort. Og går det så godt, så kan man kun overraske positivt,« siger Jonas Bækby Bjarnø.

»Jeg tror, at Falcon Heavy er nøglen til at få SpaceX til at lykkes økonomisk på den lidt længere bane. Specielt hvis den kommende udvikling af BFR står til troende, har du brug for mange penge, og i dagens launchmarked er det altså de store kommercielle og nationale kommunikationssatellitter,« siger han.

Men BFR har dog også brug for hype, erkender Jonas Bækby Bjarnø:

»Man skal huske, at præsentationen af BFR lige så meget er en salgstale. SpaceX taler stadig kun om raketten. Ingen har lagt planer for infrastrukturen på Mars. Han skal jo have nogle med til at finansiere det her og skabe et behov,« siger han.