SpaceX

Space Exploration Technologies Corporation ehk SpaceX on kosmosetranspordiettevõte, mille peakorter asub Ameerika Ühendriikides California osariigis Hawthorne'is. Ettevõte asutati 2002. aastal. Selle asutaja on PayPali endine juht ja Tesla Motorsi tegevjuht Elon Musk.
SpaceX asutati eesmärgiga vähendada kosmosetranspordi kulusid ja teha võimalikuks Marsi koloniseerimine. Ettevõte on välja töötanud kanderaketid Falcon 1 ja Falcon 9. Mõlemad raketid on algusest peale kavandatud mitmekordseks kasutamiseks. SpaceX on välja töötanud ka kosmoselaeva Dragon. Kosmoselaeva Maa-lähedasele orbiidile lennutamiseks kasutatakse Falcon 9 raketti. Esialgu on Dragoni ülesanne lasti transportimine rahvusvahelisse kosmosejaama, kuid toimub selle edasiarendamine inimeste transportimiseks kosmosejaama ja muudesse sihtkohtadesse kosmoses.
SpaceX on maailma esimene eraettevõte, mis:
SpaceX projekteerib, testib ja ehitab enamiku tootekomponentidest (sh Falconi rakettide ja Dragoni kosmoselaeva juures kasutatavad rakettmootorid Merlin, Kestrel ja Draco) ise, et hoida tootekvaliteeti ja kulusid kontrolli all. Selle tulemusena on ettevõttel võimalik pakkuda konkurentidest madalamaid rakettide üles lennutamise hindasid ja lühendada oluliselt rakettide väljatöötamisele tavapäraselt kuluvat aega.
Aastal 2006 sõlmisid NASA ja SpaceX kommertslike orbitaaltransporditeenuste ("Commercial Orbital Transportation Services" – COTS) lepingu, mille kohaselt ettevõte kohustus looma ja demonstreerima raketisüsteemi, mis võimaldab saata lasti rahvusvahelisse kosmosejaama (ISS). 2014. aasta alguseks oli SpaceX toimetanud ISS-i varustust kolmel korral. Samuti on NASA ja SpaceX sõlminud lepingu, mis näeb ette inimreitinguga Dragoni kosmoselaeva väljatöötamise ja demonstreerimise. Leping on osa NASA kommertsliku meeskonnatranspordi arendamise ("Commercial Crew Development" – CCDev) programmist, mis on mõeldud meeskondade transportimiseks ISS-i. SpaceX plaanib esimest meeskonnaga Dragon/Falcon 9 lendu 2015. aastal. Selleks ajaks loodab ettevõte valmis saada sertifitseeritud ja inimreitinguga ning kosmoselaeva integreeritud üleslennutamise katkestussüsteemi.
Peale lepingute NASAga on SpaceX sõlminud üleslennutamise lepinguid eraettevõtetega, USA-väliste valitsusasutustega ja USA relvajõududega, mis täidavad järjest kasvavat üleslennutusmanifesti. Esimene kommertskliendi heaks toimunud üles lennutamine toimus aastal 2009, mil SpaceX viis kanderaketi Falcon 1 abil Maa-lähedasele orbiidile Malaisia satelliidi RazakSAT. 3. detsembril 2013 lennutas ettevõte kanderaketiga Falcon 9 üles oma esimese geostatsionaarse kommertssatelliidi.
Tulevikutooteid, mida ettevõte praegu välja töötab, on raketisüsteem Falcon Heavy, mitmekordse kasutuse raketitehnoloogiad Falcon 9 ja Falcon Heavy jaoks ning uus vedelmetaani kasutav rakettmootor nimega Raptor. Kanderakett Falcon Heavy põhineb raketil Falcon 9; pärast valmimist saab see olema Apollo programmi aegadest pärineva Saturn V järel võimsuselt teine kanderakett maailmas. Raketti Falcon Heavy on võimalik kasutada mehitatud Dragoni kosmoselaeva saatmiseks missioonidele selenotsentrilisele orbiidile ümber Kuu (sarnaselt Apollo 8 missiooniga) või modifitseeritud ja mehitamata Dragoni saatmiseks Marsi pinnale.
Ajalugu.
SpaceX-i asutas 2002. aasta juunis Elon Musk. Kuigi PayPali müügist teenitud 300 miljonit USA dollarit võimaldanuks Muskil edaspidi töötamisest loobuda ja tegelda heategevusega, soovis ta oma rikkusega midagi enamat ette võtta. USA kosmosetransporditurul puudus odav ja usaldusväärne ligipääs kosmosesse. Muski visiooniks oli luua lihtne ja suhteliselt odav mitmekordse kasutusega rakett. Selline rakett lendaks kosmosesse mitu korda ja selle uue kasutusvalmis seadmise aeg oleks sarnane sellega, mis praegu kulub kommertslennunduses lennuki maapealseks teenindamiseks lendude vahel. Aastaks 2006 oli Musk investeerinud ettevõttesse 100 miljonit dollarit oma raha.
2005. aasta jaanuaris ostis SpaceX 10% suuruse osaluse ettevõttes Surrey Satellite Technology Ltd. 4. augustil 2008 võttis SpaceX vastu 20 miljoni dollari suuruse investeeringu investeerimisfondilt Founders Fund. 2012. aasta alguses kuulus 2/3 ettevõttest selle asutajale ja tema 70 miljoni aktsia väärtuseks hinnati olevat 875 miljonit dollarit. See tegi 2012. aasta veebruari seisuga SpaceX-i turuväärtuseks ümmarguselt 1,3 miljardit dollarit. Pärast COTS 2+ lendu 2012. aasta mais kasvas ettevõtte väärtus 2,4 miljardi dollarini. 2012. aastal arvati, et 2013. aasta lõpus võib toimuda ettevõtte aktsiate esmane avalik pakkumine (IPO), kuid Musk teatas 2013. aasta juunis, et ta ei kavatse IPO-t läbi viia enne, kui "Marsi kolooniatransportöör regulaarseid lende teeb".
Ettevõte on alates selle asutamisest 2002. aastal kiiresti kasvanud. 2005. aasta novembris oli töötajaid kokku 160, 2008. aasta juulis 500, 2010. aastal enam kui 1100, 2012. aasta alguses 1800, 2013. aasta alguses 3000. 2013. aasta oktoobris oli ettevõttel kokku 3800 töötajat ja alltöövõtjat.
Rahastamine.
SpaceX on eravahenditest rahastatav kosmosetranspordiettevõte. Oma esimese kanderaketi – Falcon 1 – ja kolm rakettmootorit – Merlin, Kestrel ja Draco – arendas ettevõte välja erakapitali abil. SpaceX sõlmis lepingu USA valitsusega Falcon 9 kanderaketi, mis kasutab Merlini rakettmootori modifitseeritud versiooni, väljaarendamise osaliseks rahastamiseks. Falcon Heavy kanderaketti, metaani kasutavat Raptori rakettmootorit ja raketi mitmekordse kasutuse tehnoloogiaid arendab SpaceX välja erakapitali abil.
2012. aasta maiks olid SpaceX-i esimese kümne tegevusaasta kulud kokku umbes 1 miljard dollarit. Umbes 200 miljonit dollarit sellest moodustas erakapital, millest 100 miljonit dollarit investeeris Elon Musk ja ülejäänud 100 miljonit teised investorid (Founders Fund, Draper Fisher Jurvetson jt). Ülejäänu on tulnud pikaajaliste raketitranspordilepingute ja arenduslepingute vahemaksetest. 2012. aasta aprilliks oli NASA panustanud umbes 400–500 miljonit dollarit, suurema osa sellest rahast moodustasid raketitranspordilepingute vahemaksed. 2012. aasta maiks oli SpaceX sõlminud 40 üleslennutuslepingut, igaüks neist lepingutest sisaldab lepingu sõlmimisel tehtavat sissemakset. Lisaks sellele näevad paljud neist 40 lepingust ette vahemakseid, sest kanderaketi komponendid ehitatakse valmis enne kanderaketi starti.
Asukohad.
Peakorter.
SpaceX-i peakorter asub USA-s Los Angelese eeslinnas Hawthorne'is aadressil 1 Rocket Road, Hawthorne, California, USA. SpaceX-i kontoriruumid, missioonikontrollikeskus ja rakettide koostetehas asuvad koos suures hoones, kus varem ehitati Boeing 747 lennukikeresid. Piirkonnas asuvad paljud USA lennundus- ja kosmosendusettevõtete ja -organisatsioonide peakorterid, filiaalid ja rajatised. Näiteks Boeing/McDonnell Douglas (peamised satelliitide ehitamise linnakud), Raytheon, NASA Jet Propulsion Laboratory, Lockheed Martin, BAE, Northrop Grumman, AECOM jt. Lähedusse jääb ka Los Angelese rahvusvaheline lennuväli.
Testimisrajatised.
SpaceX-il on kaks rakettide testimise rajatist. Esimene neist kuulub ettevõttele ja kannab nime SpaceX-i rakettide väljatöötamise ja testimise rajatis McGregoris Texases. Teine on mõeldud vertikaalselt startivate ja vertikaalselt maanduvate ("vertical takeoff, vertical landing" – VTVL) rakettide katsetamiseks; seda renditakse SpacePort America käest ja see asub New Mexico osariigi lõunaosas. Kõiki SpaceX-i rakettmootoreid testitakse raketitestistendide peal. Falcon 9 Grasshopper v1.0 testsõiduki madala kõrguse VTVL-lennutestid toimuvad McGregoris. Grasshopper v1.1 suurte kõrguste ja kiiruste lennutestid plaanitakse läbi viia SpacePort Americas. McGregori rajatises toimub ka Dragoni kosmoselaeva lennujärgne lahtimonteerimine ja selle kütuse eemaldamine.
Stardipaigad.
SpaceX kasutab kahte stardipaika: Cape Canaverali õhujõudude baasi stardikompleks nr. 40 Florida osariigis ja Vandenbergi õhujõudude baasi stardikompleks nr. 4 California osariigis. Ettevõte on teatanud, et plaanib leida juurde veel kaks stardipaika.
Kõik Falcon 1 raketi stardid toimusid Ronald Reagani nimelises ballistiliste rakettide vastase kaitse testimispaigas ("Ronald Reagan Ballistic Missile Defence Test Site") Omeleki saarel Kwajaleini atollil Marshalli saartel (Vaikse ookeani põhjaosas). Kui Falcon 1 kasutusest eemaldati, siis loobus SpaceX ka Omeleki saare stardipaiga kasutamisest.
Uus mehitamata lendude stardipaik.
2013. aasta kevadel kaalus SpaceX uue, vaid mehitamata lendudele mõeldud stardipaiga asukohti. Võimalike asukohtade seas olid Alaska, California, Florida, Texas, Virginia, Georgia ja Puerto Rico. Kõige tugevam uue stardipaiga kandidaat oli 2013. aasta märtsi seisuga asupaik Lõuna-Texases. SpaceX loodab uue stardipaiga ehitamist alustada 2014. aastal. Esimesed lennud uuelt stardipaigalt toimuksid mitte enne 2016. aastat.
Mehitatud lendude rendistardipaik.
2013. aasta detsembris oli SpaceX asunud läbirääkimistesse NASA-ga stardikompleks 39A rentimiseks Kennedy Kosmosekeskuses Floridas. SpaceX soovib seda stardipaika kasutada vaid tulevikus toimuvate mehitatud lendude jaoks. Konkureeriva pakkumise sama stardikompleksi rentimiseks esitas ka teine uue põlvkonna kosmoseettevõte Blue Origin.
14. aprillil 2014 allkirjastasid NASA ja SpaceX kokkuleppe, mille kohaselt stardikompleks 39A renditakse 20 aastaks SpaceX-ile, kes hakkab seda haldama ja opereerima omal kulul. Ettevõte alustab 2014. aastal stardikompleksi ümberehitustöödega, esimesed raketistardid stardikompleksist peaks toimuma aastal 2015.
Kosmosesõidukid.
Esimene SpaceX-i toodetav kosmosesõiduk oli rakett Falcon 1, mis tegi oma esimese õnnestunud lennu 28. detsembril 2008. Järgmine selle ettevõtte toodetav kosmosesõiduk on arenenud ühekordse kasutusega rakettide ("Evolved Expendable Launch Vehicle" – EELV) klassi kuuluv Falcon 9, mis lendas edukalt orbiidile oma esmalennul 4. juunil 2010. SpaceX-il oli plaan ehitada suuruselt eelpool nimetatud kahe raketi vahele jääv Falcon 5, kuid ettevõte katkestas selle väljaarendamise, et pühenduda Falcon 9 väljaarendamisele. Kolmanda kosmosesõidukina arendas SpaceX välja kosmoselaeva Dragon. Tegemist on hermetiseeritud orbitaalse kosmoselaevaga, mis lendab kosmosesse Falcon 9 turjal ja millega saab vedada lasti. Praegu on käsil Dragoni kosmoselaeva mehitatud lendudele sobivaks ehitamise ja hindamise protsess.
Falconi raketid.
SpaceX-i valmistatud või väljatöötamisjärgus olevate rakettide nimistusse kuuluvad orbitaalraketid Falcon 1, Falcon 9 ja Falcon Heavy. 2014. aasta seisuga on Falcon 9 aktiivses kasutuses ja toimub Falcon Heavy väljaarendamine.
Falcon 1 oli väike rakett, mis suutis Maa-lähedasele orbiidile toimetada paarisaja kilogrammi suuruse lasti. See toimis testisüsteemina kontseptsioonide ja komponentide arendamisel suurema Falcon 9 raketi jaoks. Falcon 1 rakett tegi aastatel 2006–2009 viis lendu. 28. septembril 2008. aastal jõudis Falcon 1 neljandal katsel orbiidile. Oma viiendal lennul, 13. juulil 2009, toimetas Falcon 1 orbiidile kommertslasti, milleks oli satelliit RazakSAT. Praeguseks on SpaceX Falcon 1 raketi kasutusest eemaldanud ja Falcon 1-klassi lastid toimetatakse kosmosesse Falcon 9 raketi sekundaarsete lastidena.
Falcon 9 on EELV-klassi keskmise kandevõimega rakett, mis suudab viia orbiidile 10 450 kilogrammi. Selle konkurentideks USA-s on raketid Delta IV ja Atlas V. Raketi esimesel astmel on üheksa Merlini rakettmootorit. Falcon 9 jõudis edukalt orbiidile esimesel katsel juunis 2010. Teine Falcon 9 lend oli NASA COTS-programmi demonstratsioonlend 1, mis toimus 8. detsembril 2010 ja oli samuti edukas. Raketi kolmanda lennu, COTS-programmi demonstratsioonlennu 2, start toimus 22. mail 2012. See oli esimene kord, mil eraettevõtte kosmosesõiduk põkkus rahvusvahelise kosmosejaamaga.
Raketti Falcon Heavy hakati välja arendama 2011. aastal. See on suure kandevõimega konfiguratsioon, mille esimene aste koosneb kolmest Falcon 9 esimesest astmest, kokku 27 Merlin 1D rakettmootoriga. Raketil Falcon Heavy on kasutusel raketimoodulite vaheline raketikütuse risttoite süsteem ehk "crossfeed". Falcon Heavy suudab Maa-lähedasele orbiidile toimetada kuni 53 tonni kasulikku lasti. Seda on üle kahe korra rohkem kui oli võimalik Space Shuttle'iga (24 tonni). Piltlikult väljendudes suudaks Falcon Heavy toimetada orbiidile lennuki Boeing 737 koos reisijate, pagasi ja kütusega.
SpaceX kavandab Falcon Heavy esmalendu 2015. aasta alguses.
Dragoni kosmoselaev.
Dragoni kosmoselaev on kavandatud kuni seitsme astronaudi toimetamiseks kosmosesse Maa-lähedasele orbiidile ja teistesse sihtkohtadesse. Tegemist on traditsioonilise kujuga tömbi ninaga ballistilise kapsliga, mis suudab orbiidile toimetada kas seitse astronauti või kombinatsiooni astronautidest ja lastist. Kapsel lennutatakse kosmosesse Falcon 9 raketi turjal, kosmoselaeva koonusekujuline ninaosa heidetakse varsti pärast starti küljest.
Dragoni struktuurilise testmudeli esmalend toimus 4. juunil 2010 Cape Canaverali õhujõudude baasi stardikompleksist 40, samaaegselt Falcon 9 kanderaketi esmalennuga. Täissuuruses Dragoni mudelil puudus lennuelektroonika, kuumuskaitsekilp ja teised olulised komponendid, mida täisfunktsionaalse kosmoselaeva puhul vaja läheb; sellel olid aga olemas kõik omadused, võimaldamaks hinnata kanderaketi talitlust lennu ajal. Täisfunktsionaalse Dragoni esimene lend toimus 8. detsembril 2010, COTS-programmi esimese demonstratsioonlennu raames, mis oli ühtlasi Falcon 9 teine lend. Kosmoselaev tegi kaks ringi ümber Maa ja maandus ohutult Vaikses ookeanis California osariigi ranniku lähedal, olles täitnud kõik missiooni eesmärgid. 2012. aastal alustas Dragon regulaarseid varustuslende ISS-i, osana 12 lendu sisaldavast lepingust.
Teised arenduses olevad ideed.
SpaceX töötab välja mitmeid Falconi raketiperekonna modifikatsioone või lisavõimekusi. Need hõlmavad kolme kosmosesõidukit, mis edendavad mitmekordse kasutusega raketisüsteemide tehnoloogiat: testsõiduk Grasshopper, mitmekordse kasutusega rakett Falcon 9 ja mitmekordse kasutusega rakett Falcon Heavy.
Lühikese lennuettevalmistusajaga mitmekordse kasutusega raketisüsteemi välja arendamine on olnud üks peamisi SpaceX-i eesmärke. 2014. aasta alguse seisuga on ettevõtte sellealasel tehnoloogilisel arendustööl kaks avalikkusele teadaolevat aspekti. Üks neist on Grasshopperi-nimelise VTVL-katseraketi väikesekõrguseline ja madalakiiruseline katseseeria. Teine aga suurekõrguseline ja suurekiiruseline Falcon 9 raketi esimese astme missioonijärgse tagasipöördumise katseseeria. Osad Falcon 9 versioon 1.1 kanderaketid on varustatud kontrollitava propulsiivse laskumise tehnoloogiaga, et saavutada ookeani kohal toimuv propulsiivne maandumine vette. Esimene maandumise katse toimus Falcon 9 versioon 1.1 esmalennu ajal 29. septembril 2013 ja see ebaõnnestus. Järgmine katse toimus missiooni CRS-3 (ISS-i varustuslend) ajal 2014. aasta aprillis. Katse ajaks oli Falcon 9 kanderaketi esimene aste varustatud maandumisjalgadega. Esialgsed andmed näitavad, et katsetus õnnestus: raketiaste jõudis Atlandi ookeani pinnale tervena.
Satelliiditööstuse foorumil Singapuris 2013. aasta suvel ütles SpaceX-i president Gwynne Shotwell: "Kui me selle [mitmekordse kasutuse tehnoloogia] tööle saame – ja me teeme kõik, et see tööle saada – siis prognoosime raketilennu hinnavahemikuks 5–7 miljonit dollarit, mis olukorda dramaatiliselt muudaks".
2015. aastal teatas SpaceX, et alustab tehiskaaslaste konstellatsiooni Starlink loomist. Kavas on viia kolmele maalähedasele orbiidile ligi 12 000 tehiskaaslast. Konstellatsiooni esimesed 60 tehiskaaslast viidi orbiidile 24. mail 2019.
Rakettmootorid.
Alates SpaceX-i rajamisest 2002. aastal on ettevõte arendanud kolme raketiperekonda. Neist Merlin ja Kestrel on mõeldud rakettide liikuma panemiseks, Draco aga on ruumasendi kontrollimise põtkur. Käesoleval ajal arendab SpaceX välja kahte uut rakettmootorit: SuperDraco ja Raptor.
2009. aasta juunis toimunud esitlusel avalikustati Raptori kontseptuaalne projekt.
2012. aasta oktoobris andis Elon Musk avalikkusele teada, et toimub kontseptuaalne arendustöö rakettmootori kallal, mis "oleks mitu korda võimsam kui Merlin 1-seeria ja mis ei kasutaks Merliniga sama RP-1 raketikütust". Rakettmootor on mõeldud uue SpaceX-i raketi jaoks, mis hakkab kasutama mitut seda tüüpi rakettmootorit. Selle raketi Maa-lähedasele orbiidile toimetatav tinglik kasulik mass oleks 150–200 tonni, mis ületab NASA Space Launch Systemi kasuliku massi võimekust.
2012. aasta novembris andis Musk teada ettevõtte uuest suunast raketitõukejõusüsteemide vallas: kanderaketi esimese ja järgmiste astmete metaani/vedelhapnikku kasutavate rakettmootorite väljatöötamine. Raptori metaani/vedelhapniku rakettmootor hakkab kasutama senisest tõhusamat astmelise põletuse ("staged combustion") tsüklit, mis erineb käesoleval ajal kasutusel oleva ja vedelhapnikku/petrooli kasutava Merlin 1 rakettmootori avatud tsükliga gaasigeneraatoritsükli ("gas generator cycle") süsteemist. Esimese tootepõlvkonna Raptori rakettmootori projekteeritud tõukejõuks vaakumis on 2,94 meganjuutonit, mis ületab Merlin 1D tõukejõu vaakumis umbes neljakordselt. Raptori rakettmootori komponentide testimine algab 2014. aastal.