Den første SpaceX BFR skulle foretage banelanceringer inden 2020

Elon Musk har ry for at skubbe konvolutten og afgive dristige erklæringer. I 2002 han grundlagde SpaceX med den hensigt at gøre rumflyvning overkommelig gennem helt genbrugelige raketter. I april 2014, hans virksomhed opnåede succes med den første vellykkede genopretning af en Falcon 9 første etape. Og i februar i år, hans firma lancerede med succes sin Falcon Heavy og formåede at gendanne to af de tre boostere.

Men ud over Musks forpligtelse til genbrug, der er også hans langsigtede planer om at bruge hans foreslåede Big Falcon Rocket (BFR) til at udforske og kolonisere Mars. Temaet for hvornår denne raket vil være klar til at foretage opsendelser var genstand for et interview for nylig mellem Musk og den berømte instruktør Jonathon Nolan, som fandt sted ved 2018 South by Southwest Conference (SXSW) i Austin, Texas.

Under interviewet Musk gentog sine tidligere udtalelser om, at testflyvninger ville begynde i 2019, og en orbitale lancering af det fulde BFR og Big Falcon Spaceship (BFS) ville finde sted inden 2020. Og selvom dette kan virke som en meget optimistisk forudsigelse (noget Musk er berømt for) , denne tidslinje virker ikke helt usandsynlig i betragtning af hans virksomheds arbejde med de nødvendige komponenter og deres succes med genanvendelighed.

Som Musk understregede i løbet af interviewet:

"Folk har fortalt mig, at mine tidslinjer historisk set har været optimistiske. Så jeg forsøger at omkalibrere til en vis grad her. Men jeg kan fortælle, hvad jeg ved i øjeblikket er tilfældet, er at vi bygger det første skib, det første Mars eller interplanetariske skib, lige nu, og jeg tror, ​​at vi nok kan lave korte flyvninger, korte slags op-og-ned-flyvninger sandsynligvis i første halvdel af næste år."

For at bryde det ned, BFR - tidligere kendt som det interplanetære transportsystem - består af en massiv første etape booster og et lige så massivt andet trin/rumskib (BFS). Når rumfartøjet er opsendt, den anden fase ville løsne sig og bruge dens thrustere til at antage en parkeringsbane rundt om Jorden. Den første etape ville derefter guide sig tilbage til dens startplade, tage på et drivmiddeltankskib, og vende tilbage til kredsløb.

Drivvognen ville derefter vedhæfte BFS og tanke den op og vende tilbage til Jorden med den første etape. BFS ville derefter affyre sine thrustere igen og tage turen til Mars med sin nyttelast og besætning. Mens meget af teknologien og koncepterne er blevet testet og udviklet gennem Falcon 9 og Falcon Heavy, BFR adskiller sig fra alt andet, SpaceX har bygget på en række måder.

For en, det vil være meget større (deraf kaldenavnet, Big F—— Rocket), har betydeligt mere kraft, og kunne bære en meget større nyttelast. BFR's specifikationer var genstand for en præsentation af Musk ved den 68. internationale astronautiske kongres den 28. september, 2017, i Adelaide, Australien. Med titlen "Making Life  Interplanetary", hans præsentation skitserede hans vision for kolonisering af Mars og præsenterede et overblik over det skib, der ville få det til at ske.

Ifølge Musk, BFR vil måle 106 meter (348 fod) i højden og 9 meter (30 fod) i diameter. Den vil bære 110 tons (~99, 700 kg) drivmiddel og vil have en stigningsmasse på 150 tons (~ 136, 000 kg) og en returmasse på 50 tons (~45, 300 kg). Alt sagt, det vil være i stand til at levere en nyttelast på 150, 000 kg (330, 000 lb) til Low-Earth Orbit (LEO)-næsten to og en halv gange nyttelasten af ​​Falcon Heavy (63, 800 kg; 140, 660 lb)

"Dette er en meget stor booster og skib, " sagde Musk. "Løftkraften af ​​dette ville være omkring det dobbelte af en Saturn V (raketterne, der sendte Apollo-astronauterne til Månen). Så det er i stand til at gøre 150 tons i kredsløb og være fuldt genanvendeligt. Så den forbrugelige nyttelast er omtrent det dobbelte af det tal. "

Ud over, BFR bruger en ny type drivmiddel- og tankskibssystem til at tanke rumfartøjet, når det er i kredsløb. Dette går ud over, hvad SpaceX er vant til, men virksomhedens historie med at hente raketter og genbruge dem betyder, at de tekniske udfordringer dette ikke er helt nye. Langt, de største udfordringer vil være omkostninger og sikkerhed, da dette kun vil være det andet genanvendelige rumfartøj i anden etape i historien - det første er NASA Space Shuttle.

Når det drejer sig om omkostninger, rumfærgeprogrammet giver et ret godt indblik i, hvad Musk og hans virksomhed vil stå over for i de kommende år. Ifølge estimater udarbejdet i 2010 (kort før rumfærgen blev pensioneret), programmet kostede i alt omkring 210 milliarder USD. En stor del af disse omkostninger skyldtes vedligeholdelse mellem opsendelser og omkostningerne til drivmiddel, som skal holdes lav for at BFR skal være økonomisk levedygtig.

For at tage fat på spørgsmålet om omkostninger, Musk understregede endnu en gang, hvordan genanvendelighed vil være nøglen:

"Hvad er fantastisk ved dette skib, forudsat at vi kan få fuld og hurtig genanvendelighed til at fungere, er, at vi kan reducere marginalomkostningerne pr. flyvning dramatisk, i størrelsesordener i forhold til, hvor det er i dag. Dette spørgsmål om genanvendelighed er så grundlæggende for raketry, det er det grundlæggende gennembrud, der er brug for."

Som et eksempel, Musk sammenlignede omkostningerne ved at leje en 747 med fuld last (ca. $ 500, 000) og flyver fra Californien til Australien for at købe et enkeltmotors turbopropfly, – som ville løbe omkring 1,5 millioner dollars og ikke engang kan nå Australien. Kort sagt, BFR bygger på princippet om, at det koster mindre for et helt genanvendeligt stort rumskib at foretage en lang tur, som det gør for at affyre en enkelt raket på en kort tur, der aldrig ville vende tilbage.

"En BFR-flyvning vil faktisk koste mindre end vores Falcon 1-flyvning gjorde, " sagde han. "Det var omkring en marginalomkostning på 5 eller 6 millioner dollars pr. flyvning. Vi er overbeviste om, at BFR vil være mindre end det. Det er dybt, og det er det, der vil muliggøre integrationen af ​​en permanent base på Månen og en by på Mars. Og det svarer til Union Pacific Railroad, eller at have skibe, der hurtigt kan krydse havene."

Ud over omkostninger til fremstilling og renovering, BFR skal også have en upåklagelig sikkerhedsrekord, hvis SpaceX skal have et håb om at tjene penge på det. I denne henseende, SpaceX håber at følge en udviklingsproces, der ligner den, de gjorde med Falcon 9. Før de udfører fulde opsendelsestests for at se, om det første trin af raketten sikkert kunne komme i kredsløb og derefter blive hentet, virksomheden udførte korte humletest ved hjælp af deres "Grasshopper" raket.

Ifølge den tidslinje, Musk tilbød på SXSW 2018, selskabet vil bruge det rumskib, der i øjeblikket er ved at blive bygget til at udføre suborbitale tests, så snart 2019. Orbital opsendelser, som kan omfatte både boosteren og rumskibet, forventes at ske inden 2020. På nuværende tidspunkt, Musks tidligere udtalelser om, at den første flyvning af BFR ville finde sted i 2022 og den første bemandede flyvning i 2024, ser stadig ud til at være i gang.

Til sammenligning, Space Launch System (SLS) – som er NASAs foreslåede måde at komme til Mars på – er også planlagt til at gennemføre sin første opsendelse i 2019. Kendt som Exploration Mission 1 (EM-1), denne opsendelse vil involvere at sende en ubemandet Orion-kapsel på en tur rundt om Månen. EM-2, hvor en Orion-kapsel med besætning vil delver det første modul i Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G, tidligere Deep Space Gateway) til månens kredsløb, vil finde sted i 2022.

De efterfølgende missioner vil bestå af flere moduler, der bliver leveret til månens kredsløb for at fuldføre konstruktionen af ​​LOP-G, samt Deep Space Transport (DST). Den første interplanetariske tur til Mars, Exploration Mission 11 (EM-11), vil ikke finde sted før 2033. Så hvis Musks tidslinjer skal troes, SpaceX vil slå NASA til Mars, både med hensyn til ubesatte og besatte missioner.

Med hensyn til, hvem der vil muliggøre et permanent ophold på både Månen og Mars, det er tilbage at se. Og som Musk understregede, han håber, at ved at vise, at det er muligt at skabe et interplanetarisk rumskib, agenturer og organisationer over hele kloden vil mobilisere til at gøre det samme. For alt hvad vi ved, oprettelsen af ​​BFR kunne muliggøre skabelsen af ​​en hel flåde af interplanetære transportsystemer.