Elon Musk e a SpaceX Odyssey: o caminho do Falcon 9 para o transportador de colonização de Marte

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Na Odisséia no Espaço de Kubrick e Clark em 2001, não havia questão de "Botas ou Bots" [ref]. Então fomos a Júpiter e Dave Bowman superou uma máquina sensível, desligou-a e saiu para descobrir a melhor história ainda a ser contada.

Agora, Elon Musk, nascido três anos após o grande filme de ficção científica e um ano antes da última missão da Apollo à Lua estabelecer seus objetivos, está alcançando marcos para elevar os seres humanos além da órbita baixa da Terra, além dos laços da gravidade da Terra e nos levar até a primeira parada na fronteira final - Marte - o destino da odisseia da SpaceX.

Pergunte a ele o que virá a seguir e em nenhum lugar da lista dele ele tem a Disneylândia ou a Disney World. Você encontrará Falcon 9R, Falcon Heavy, Dragon Crew, Raptor Engine e Mars Colonization Transporter (MCT).

No topo de sua lista de trabalho está o registro de lançamento limpo e contínuo do Falcon 9 e, além disso, must-have é o marco de um pouso suave de um núcleo do Falcon 9. Para alcançar esse marco, Elon Musk tem uma impressionante variedade de sucessos e também fracassos - necessários, esperados e efetivamente de igual valor. Seus planos para amanhã estão nos mantendo à beira de nossos assentos.

O CRS-5, a missão número 5 de reabastecimento de carga, foi um sucesso inalterado e, para torná-lo ainda melhor, a equipe de Elon deu outro passo em direção ao primeiro pouso suave de um núcleo Falcon, mesmo que não tenha sido totalmente bem-sucedido. Elon explicou que eles ficaram sem fluido hídrico. Além disso, há uma série de telemetria que seus engenheiros estão analisando para otimizar o software de controle. Poderia ter sido apenas uma falta de líquido? Sim, é possível que eles extrapolem o desempenho interrompido e reconheçam o pouso que Musk e a tripulação sonhavam.

A adição das novas aletas da grade para melhorar o controle garantiu o nível de sucesso observado e também o fracasso. Sempre que alguém adiciona algo não comprovado a um veículo de teste, o risco de falha aumenta. Foi uma falha fantástica que forneceu um tesouro de nova telemetria e as possibilidades de otimizar software. É necessário mais fluido hidráulico, mas as melhorias no software SpaceX são o que trará uma sequência repetível de aterrissagens leves do núcleo da Falcon.

"O fracasso não é uma opção", são as famosas palavras ditas por Eugene Kranz, como ele é retratado no filme Apollo 13. O fracasso em Elon Musk e em todos nós é uma parte essencial da vida. No entanto, de Newton a Einstein e Hawking, as equações para descrever e definir como as funções do Universo não podem mostrar falhas, caso contrário, são imperfeitas e devem ser substituídas. Todo momento da vida humana é uma matriz entrelaçada de sucesso e fracasso. Referindo-se apenas à fronteira final, nos piores casos, as equipes perdem o equilíbrio e os navios caem do céu. Apenas um indivíduo pode fazer a diferença entre o sucesso de sua equipe ou de sua equipe. Falha, tentativa e erro fazem parte do sucesso da Elon e da SpaceX.

Ele não cita ou se refere a Steve Jobs, mas Elon Musk é seu sucessor americano. Desde Hyperloops, até a próxima geração de veículos elétricos Tesla, Musk não está perdendo tempo descarregando ideias e tornando seus sonhos realidade. Atingir seus objetivos, fazer marcos depende também da linha de fundo - preço e desempenho em lucros. Os foguetes Falcon estão cortando UEL EELVs (Atlas e Delta) em mais da metade do preço por quilo de carga útil e ainda mais com reutilização futura. Com o Falcon Heavy, ele também reivindicará o foguete americano mais poderoso.

O sucesso de Musk dependerá da demanda por seu produto. As notícias da última semana de seus investimentos em serviços mundiais de internet espacial também mostram sua intenção de promover produtos que utilizarão suas soluções de lançamento de baixo custo. A próxima geração da indústria espacial poderia vacilar sem investidores e Musk, reinvestindo para criar demanda para o lançamento e sustentar empresas jovens durante suas fases de inicialização. Construa e eles virão, mas dê por garantido, não reconheça a fragilidade da indústria, é por sua conta e risco.

Então, o que vem a seguir na SpaceX Odyssey? As vistas de Elon permanecem firmemente no Falcon 9R (Reuse) e no Falcon Heavy. Nada revolucionário na primeira aparição, o Falcon Heavy parecerá um Delta IV Heavy com esteróides. Preço e desempenho determinarão seu sucesso - não há comparação. Não está claro o que será do Delta IV Heavy assim que o Falcon Heavy estiver pronto para o serviço. Pode haver configurações do Delta IV com um estágio superior que a SpaceX não possa corresponder por um tempo, mas de qualquer forma, o governo dos EUA provavelmente fornecerá bem-estar para os veículos Delta e até o Atlas até que o ULA (corporação desenvolvida pela Lockheed Martin e Boeing) possa desenvolver uma solução competitiva. A única vantagem restante para o ULA é que o Falcon Heavy ainda não foi lançado. O Falcon Heavy, baseado no Falcon 9, tem uma probabilidade de sucesso com base nos 13 dos 13 lançamentos bem-sucedidos do Falcon 9 nos últimos 5 anos. O Delta IV Heavy teve 7 de 8 lançamentos bem-sucedidos em um período de 11 anos.

A convergência da ciência espacial e da tecnologia e ficção científica na forma das visões de Musk para a SpaceX está ligada ao legado da NASA começando com a NASA em 1958, acelerado por JFK em 1962 e aterrissando na Lua em 1969. O legado se estende para trás no tempo para Konstantin Tsiolkovsky, Robert Goddard, Werner Von Braun e inúmeros engenheiros e avançam na era dos ônibus espaciais e da estação espacial.

O legado de Shuttle é que a NASA permaneceu ligada à Terra por mais de 30 anos durante um período em que Elon Musk cresceu na África do Sul e no Canadá e finalmente trouxe suas visões para os Estados Unidos. Com um caminho mais ousado da NASA, a história a contar hoje seria a base da Lua ou as missões de Marte concluídas na década de 1990 e o desenvolvimento do espaço comercial que poderia ter ultrapassado ou ser pálido em comparação com o de hoje. Se Musk estaria presente no espaço comercial sob essa realidade alternativa é muito incerto. Mas a aposentadoria da Shuttle, subfinanciando seu sucessor, o Ares I & V e Orion, cancelando todo o programa Constellation e criando o programa Commercial Crew, levou a SpaceX a ganhar um contrato e o desenvolvimento acelerado do Falcon 9 e da cápsula Dragon.

O SpaceX não se destina apenas a criar widgets e lucrar. Marte é o objetivo e, pela SpaceX ou não, é a primeira parada na jornada da humanidade para a fronteira final. Marte é por que Musk desenvolveu a SpaceX. Para esse fim, o primeiro ponto focal da SpaceX foi o desenvolvimento do mecanismo Merlin.

Agora, os planos da SpaceX para Marte estão focados em um novo motor - Raptor e não um Merlin 2 - que operará com metano liquefeito e oxigênio líquido. A vantagem do metano é sua combustão mais limpa, deixando menos depósitos de exaustão nos motores reutilizáveis. Além disso, o Raptor liderará o desenvolvimento de um motor que pousará em Mar e será reabastecido com metano produzido a partir de recursos naturais marcianos.

O Raptor permanece alguns anos fora e o design está mudando. Um suporte de teste foi desenvolvido para testar os componentes do motor Raptor no Stennis Space Center da NASA. Em uma sessão de bate-papo do Reddit em janeiro [ref] com entusiastas, Elon respondeu que, em vez de ser um motor da classe Saturn F-1, ou seja, um empuxo de cerca de 1,5 milhão de lbf (força pé-lbs), seus engenheiros estão diminuindo o tamanho para otimizar desempenho e confiabilidade. Musk afirmou que os planos exigem que os motores Raptor produzam 2,2 milhões de newtons de empuxo. Embora menor, isso representa um mecanismo futuro que é três vezes mais potente que o atual mecanismo Merlin (700k newtons / 157 klbf). É 1/3 da potência de um F-1. Musk e companhia continuarão a agrupar motores para produzir grandes foguetes.

Para atingir seu objetivo final - a colonização de Marte, a SpaceX exigirá um grande foguete. Elon Musk afirmou repetidamente que uma entrega de 100 colonos por viagem é a visão atual. A visão exige o transportador de colonização de Marte (MCT). Esta espaçonave ainda não possui ilustrações de conceitos da SpaceX publicamente compartilhadas, mas mais informações são planejadas em breve. Alguns entusiastas da web compartilharam suas visões do MCT. O que podemos imaginar é que o MCT se tornará uma balsa interplanetária.

É provável que o veículo grande seja construído em órbita baixa da Terra e permaneça no espaço, transportando colonos entre a órbita terrestre e a órbita de Marte. Os motores Raptor methane / LOX o levarão a Marte e voltarão. Possivelmente, o aerobraking será empregado nas duas extremidades para reduzir custos. Os motores Raptor serão usados ​​para elevar uma quantidade de passageiros por vez e encher os alojamentos do veículo MCT em espera. Depois de orbitar Marte, como entregar 100 colonos à superfície? Com a pressão atmosférica em sua superfície equivalente à da Terra a 100.000 pés, Marte não fornece uma aerodinâmica semelhante à da Terra para pousar um veículo grande.

Em 1952, Werner Von Braun em seu livro “Mars Projekt” visualizou uma armada de navios, cada um dependendo de veículos de lançamento muito maiores que o Saturno V que ele projetou uma década depois. Como os invasores Marcianos da Guerra dos Mundos, a armada preferia convergir para Marte e implantar dezenas de veículos de pouso alados que usariam a planície marciana plana selecionada para deslizar com os passageiros até um pouso seguro. Por enquanto, Elon e SpaceX ilustram o desembarque de cápsulas de Dragon em Marte, mas isso exigirá claramente uma sonda muito maior. Talvez ele use futuros Raptors para pousar suavemente ou possivelmente empregue pousadores alados, como o de Von Braun, depois que os movedores robóticos da Terra em Marte construírem pistas de 10 ou 20 milhas de comprimento.

Esperamos e vemos o que vem a seguir pela visão SpaceX de Elon Musk, sua SpaceX Odyssey. Para Elon Musk e sua equipe, não há "esposas" - Penelope e famílias aguardando sua chegada a Marte. Sua missão é mais do que uma jornada de cinco anos, como Star Trek. A viagem a Marte levará os 7 meses comuns de uma órbita de transferência de Hohmann, mas a missão é realmente medida em décadas. No curto prazo, o Falcon 9 está pronto para ser lançado novamente no início de fevereiro e tentará novamente um pouso suave em uma barcaça no mar. E mais tarde, esperançosamente, em 2015, o Falcon Heavy fará seu voo inaugural da plataforma de lançamento reconstruída 39A de Cabo Canaveral, onde o Saturno V levou a Apollo 11 à Lua e o primeiro, último e muitos ônibus espaciais foram lançados.

Referências:

Parabéns à minha irmã Sylvia, que trouxe para casa pôsteres, literatura e interesse da North American-Rockwell em Downey durante a era Apollo e despertou meu interesse.

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