SpaceX

História

Em 2001, Elon Musk propôs um projeto para aterrar uma pequena estufa para cultivar plantas em Marte. Ele disse: "Este seria o mais longe que a vida já viajou" numa tentativa de recuperar o interesse público na exploração do espaço e aumentar o orçamento da NASA. Musk tentou comprar foguetes baratos da Rússia, mas voltou de mãos vazias depois de não encontrar foguetes por um preço acessível. Mais tarde, Musk percebeu que poderia criar uma empresa que pudesse construir os foguetes de que precisava. De acordo com Tesla e o investidor do SpaceX Steve Jurvetson, Musk calculou que as matérias-primas para a construção de um foguete eram na verdade 3% do preço de um foguetão na época. Ao aplicar a integração vertical, produzindo cerca de 85% do hardware de lançamento internamente, e a abordagem modular da engenharia de software, o SpaceX poderia reduzir o preço de lançamento em um fator de dez e ainda usufruir de uma margem bruta de 70%.

No início de 2002, Musk estava procurando trabalhadores para sua nova empresa espacial, que logo seria chamada SpaceX. Musk encontrou um engenheiro de foguete Tom Mueller (posteriormente CTO de Propulsão EspacialX). Ele concordou em trabalhar para Musk. Assim nasceu o SpaceX. A primeira sede da SpaceX foi em um armazém em El Segundo, Califórnia. A empresa cresceu rapidamente desde sua fundação em 2002, passando de 160 trabalhadores em novembro de 2005 para 1.100 em 2010, 3.800 trabalhadores e empreiteiros até outubro de 2013, quase 5.000 até o final de 2015, e cerca de 6.000 em abril de 2017. A partir de novembro de 2017^{[atualização]}, a empresa havia crescido para quase 7.000. Em 2016, Musk fez um discurso no Congresso Astronáutico Internacional, onde ele explicou que o governo dos EUA usa a tecnologia de foguetes como uma "tecnologia avançada de armas", dificultando a contratação de não-americanos.

Lançar veículos, naves espaciais e motores de foguete

Veículos antigos

O Falcon 1 foi o primeiro veículo de lançamento do SpaceX. Ele lançou um total de 5 vezes, porém apenas o 4º e último vôo foram bem-sucedidos. O Falcon 1, como o nome indica, funcionava com 1 motor Kestrel e podia levar um máximo de 670 quilos para orbitar.

Outro veículo precoce foi o Falcon 5 cancelado, que tem 5 motores Merlin em sua primeira etapa, e 2 Kestrel em sua segunda etapa. Ele foi cancelado em 2007 quando foi removido do guia do usuário da empresa.

Foguetes atuais

O Falcon 9 é um foguete de duas partes, reutilizável e funcional, que é lançado usando seus nove motores Merlin em sua primeira parte e um motor Merlin especial que foi feito para lugares onde não há ar. Ele é alimentado por oxigênio líquido e combustível feito para foguetes chamados RP-1. Ele pode suportar até 22.800 quilos e também pode suportar o veículo Dragão do SpaceX. É o primeiro foguetão capaz de entrar em órbita que pode levar sua primeira parte de volta à Terra.

O Falcon Heavy é outro foguete funcional e reutilizável semelhante ao Falcon 9. Entretanto, o Falcon Heavy tem um sistema de três núcleos para sua primeira parte, em vez do projeto de núcleo único do Falcon 9. Com os três núcleos, a primeira parte do foguete tem 27 motores Merlin. A segunda parte ainda tem apenas 1 motor Merlin (Versão a Vácuo). Atualmente, o Falcon Heavy é o foguete operacional mais potente do mundo e o 4º foguete mais potente do mundo. Esta potência adicional permite que o foguete possa colocar 63.800 kg (140.660 lb) em órbita terrestre baixa, e 26.700 kg (58.860 lb) em órbita geossíncrona.

Em 6 de fevereiro de 2018, às 20:45 UTC, o Falcon Heavy decolou pela primeira vez no Kennedy Space Center, Flórida, da Pad 39A. Nesta missão, "Falcon Heavy Test flight", o SpaceX decidiu usar o carro do Elon Musk (um Tesla Roadster de 2008) como uma carga útil fictícia. Esta carga também incluía, abaixo dela, uma placa dos atuais funcionários do SpaceX, bem como montagens de câmera para transmitir uma transmissão ao vivo do carro no youtube.

Dragão

A nave espacial Dragon é uma cápsula de carga projetada para ser preenchida com equipamentos e suprimentos para os astronautas no ISS. A cápsula é colocada no foguete Falcon 9 (porque o Dragão não tem foguetes suficientemente grandes para voar sozinho para o espaço) e voou em órbita. Da órbita ele se separa dos impulsionadores, então a cápsula usa seus próprios foguetes menores para chegar ao ISS. Então a cápsula é enchida com equipamentos antigos, os resultados de experimentos científicos e o lixo. Em seguida, ela reentra na atmosfera da Terra e pára-quedas no oceano. O primeiro vôo do Dragão foi em junho de 2010. O último vôo foi em 6 de março de 2020, com o Dragão 2 programado para todas as missões futuras.

Dragão 2

Em 29 de maio de 2014, a SpaceX revelou uma versão protótipo do Dragon V2, que poderia conter tanto carga quanto astronautas. Outra característica que esta versão atualizada do Dragon, para proteger a vida da tripulação no caso de uma falha do Falcon 9, foi equipada com propulsores SuperDraco, que empurrariam a cápsula para longe do foguete. Cargo Dragon, uma variante do V2, substituirá a versão atual do dragão que só pode conter carga.

Motores de foguete

Desde que a SpaceX começou em 2002, a empresa criou três tipos de motores de foguete - Merlin e o Kestrel aposentado para propulsão de veículos de lançamento, e os propulsores de controle Draco. Atualmente, a SpaceX está trabalhando em mais dois motores de foguete: SuperDraco e Raptor. Merlin é uma família de motores de foguete fabricados pela SpaceX para uso em seus foguetes. O motor Merlin foi originalmente projetado para recuperação e reutilização no mar. O Kestrel é um motor de foguete alimentado por oxigênio líquido/alimentado por pressão e foi usado como o motor principal do segundo estágio do foguete Falcon 1. Ambos os nomes para os motores Merlin e Kestrel provêm de espécies de falcões norte-americanos: o peneireiro e o merlin.

Draco são motores de foguete hipergólicos de combustível líquido propulsor que utilizam combustível monometílico hidrazina e oxidante de nitrogênio tetróxido. Cada propulsor Draco cria 400 newtons (90 lbf) de propulsão. Eles são usados como propulsores do sistema de controle de reação (RCS) na espaçonave Dragon. Os motores SuperDraco são uma versão muito mais potente dos propulsores Draco, que foram inicialmente destinados a serem usados como aterrissagem e uma forma de retirar a cápsula em uma emergência na nave espacial Dragon versão 2 Dragon, Dragon 2. O conceito de usar estes motores SuperDraco para o pouso foi cancelado em 2017 quando foi decidido realizar uma descida tradicional de pára-quedas e o pouso no mar.

Raptor é uma nova família de motores movidos a metano para serem usados em seus futuros foguetes da Starship. As versões de teste foram disparadas no final de 2016. Em 3 de abril de 2019, o SpaceX realizou com sucesso um teste no qual o motor foi ligado, mas o foguete foi mantido no Texas em seu veículo Starhopper, que acendeu o motor enquanto o veículo permanecia preso ao solo. Em 24 de julho de 2019, o SpaceX realizou com sucesso um vôo de teste de 20 metros acima de seu veículo de teste Starhopper. Em 28 de agosto de 2019, o protótipo Starhopper do SpaceX realizou com sucesso um vôo de teste de 150 metros.

Falcon 9 sobre a Missão GRACE-FO


Tripulação Dragon Docks to Station em sua missão Demo-1


O motor Merlin 1D, o motor mais prolífico do SpaceX, em teste no SpaceX's Rocket Development and Test Facility em McGregor, Texas.

Pesquisa e Desenvolvimento

Reusabilidade

A missão secundária do SpaceX é reutilizar foguetes, de forma semelhante a um avião. Começou a testar a reusabilidade com um protótipo chamado Gafanhoto em 2012, bem como aterrissagens suaves controladas na água durante os lançamentos do Falcon 9. Em 2014, a Gafanhoto foi substituída pela F9R, que era uma versão melhorada do Gafanhoto, incluindo trem de pouso retrátil e 3 motores, em comparação com o motor único da Gafanhoto. O Falcon 9 foi pousado em dezembro em uma plataforma no solo, seguido de um pouso em um navio zangão no ano seguinte. Atualmente, o SpaceX aterrissou com sucesso 48 propulsores. As cápsulas de dragão, assim como os peões, também estão sendo reutilizados. A reutilização de partes de foguetes reduz muito os custos.

Internet via satélite

Em janeiro de 2015, o CEO do SpaceX, Elon Musk, anunciou o desenvolvimento de uma nova constelação de satélites para fornecer serviço de Internet para o mundo. Em junho de 2015, a empresa solicitou ao governo federal permissão para começar a testar um projeto que visa construir uma rede de 4.425 satélites capazes de transportar a Internet para todo o mundo, incluindo regiões remotas que atualmente não têm acesso à Internet. O serviço de Internet utilizaria 4.425 satélites de comunicações interligados em órbitas de 1.100 km. Ele começou a ser feito em 2015, e os testes dos satélites foram lançados na missão SpaceX PAZ em 2017. A operação inicial da constelação poderia começar já em 2020. O SpaceX protocolado junto às autoridades reguladoras dos EUA planeja colocar em campo uma constelação de 7.518 satélites adicionais em órbitas não geossíncronas para fornecer serviços de comunicações" em uma chamada "constelação V-band low-Earth-orth-orbit (VLEO)", consistiria de "7.518 satélites para seguir os [anteriores] 4.425 satélites propostos que funcionariam em Ka-band e Ku-band". Em fevereiro de 2019, a SpaceX formou uma empresa irmã, a SpaceX Services, Inc., que se dedicava à fabricação de satélites em Ka-band e Ku-band. para licenciar a criação e o lançamento de até 1.000.000 de estações terrestres fixas via satélite que se comunicarão com seu sistema Starlink. Em maio de 2019, a SpaceX lançou o primeiro lote de 60 satélites a bordo de um Falcon 9 do Cabo Canaveral, FL.

Nave estelar e Superpesado

O SpaceX está criando um foguete de elevador superpesado, a nave espacial. A nave estelar é um foguete com duas partes que podem ser usadas repetidamente. Está previsto substituir todos os foguetes existentes da empresa até o início da década de 2020.

O SpaceX inicialmente previa um conceito de Sistema de Transporte Interplanetário (ITS) de 12 metros de diâmetro em 2016, que foi planejado apenas para viagens a Marte e outros usos interplanetários. Em 2017, o SpaceX projetou um "Big Falcon Rocket" menor de 9 metros de diâmetro para substituir todas as capacidades de lançamento SpaceX - missões interplanetárias de órbita terrestre, órbita lunar, e potencialmente, até mesmo de trânsito terrestre - mas o fazem em um conjunto de veículos totalmente reutilizáveis com uma estrutura de menor custo. Uma grande parte dos componentes da nave espacial é feita de aço inoxidável 301. O passageiro particular Yusaku Maezawa contratou para voar ao redor da Lua na Starship em 2023.

A visão a longo prazo do Musk para a empresa é a criação de tecnologia e meios adequados para a colonização humana em Marte. Ele expressou seu interesse em um dia viajar para o planeta, afirmando "Eu gostaria de morrer em Marte, mas não no impacto". Um foguete a cada dois anos ou mais poderia fornecer uma base para as pessoas que chegassem em 2025 após um lançamento em 2024. De acordo com Steve Jurvetson, Musk acredita que até 2035, o mais tardar, haverá milhares de foguetes voando um milhão de pessoas para Marte, a fim de permitir uma colônia humana auto-sustentável.

Es'hail-2 Missão Primeira Etapa da Obra "Of Course I Still Love You droneship

Contratos

Contratos da NASA

COTS

Em 2006, a NASA disse que a SpaceX havia ganho um contrato de Fase 1 dos Serviços Comerciais de Transporte Orbital (COTS) da NASA para mostrar a entrega da carga ao ISS, com uma possível opção de contrato para o vôo da tripulação. Este contrato, projetado pela NASA para fornecer "dinheiro semente" através de acordos de leis espaciais para o desenvolvimento de novas oportunidades espaciais, a NASA pagou ao SpaceX US$ 396 milhões para trabalhar na configuração de carga da nave espacial Dragon, enquanto o SpaceX gastou mais de US$ 500 milhões para desenvolver o veículo de lançamento Falcon 9. Estes Acordos da Lei Espacial demonstraram ter economizado milhões de dólares da NASA em custos de desenvolvimento, tornando o desenvolvimento de foguetes ~4-10 vezes mais barato do que se produzido apenas pela NASA.

Em dezembro de 2010, o lançamento da missão COTS Demo Flight 1, SpaceX tornou-se a primeira empresa privada a lançar, orbitar e recuperar com sucesso uma espaçonave. O Dragon foi colocado com sucesso em órbita, circulou a Terra duas vezes e depois fez uma queima controlada para um pouso aquático no Oceano Pacífico. Com a recuperação segura do Dragon, a SpaceX tornou-se a primeira empresa privada a lançar, orbitar e recuperar uma espaçonave; antes desta missão, somente agências governamentais tinham sido capazes de recuperar uma espaçonave orbital.

COTS Demo Flight 2 lançado em maio de 2012, no qual o Dragon se conectou com sucesso ao ISS, marcando a primeira vez que uma nave espacial privada havia realizado este feito.

Carga comercial

Os Serviços de Reabastecimento Comercial (SIR) são um grupo de contratos concedidos pela NASA de 2008 a 2016 para a entrega de cargas e suprimentos ao ISS em naves espaciais operadas comercialmente. Os primeiros contratos de CRS foram assinados em 2008 e deram US$ 1,6 bilhões ao SpaceX para 12 missões de envio de cargas, cobrindo entregas até 2016. O SpaceX CRS-1, a primeira das 12 missões de reabastecimento planejadas, lançada em outubro de 2012, alcançou órbita, conectou-se e permaneceu na estação por 20 dias, antes de reentrar na atmosfera e respingar no Oceano Pacífico. Desde então, as missões CRS têm voado aproximadamente duas vezes por ano para a ISS. Em 2015, a NASA prorrogou os contratos da Fase 1 encomendando três vôos adicionais de reabastecimento do SpaceX. Após novas extensões no final de 2015, o SpaceX está atualmente programado para voar um total de 20 missões. Um segundo grupo de contratos (conhecido como CRS2) foi solicitado e proposto em 2014. Eles foram entregues em janeiro de 2016, para vôos de transporte de carga com início em 2019 e com duração prevista até 2024.

Tripulação comercial

O programa de Desenvolvimento da Tripulação Comercial (CCDev) pretende desenvolver naves espaciais operadas comercialmente que sejam capazes de entregar astronautas ao ISS. O SpaceX não ganhou um Acordo de Lei Espacial na primeira rodada (CCDev 1), mas durante a segunda rodada (CCDev 2), a NASA concedeu ao SpaceX um contrato no valor de US$ 75 milhões para desenvolver ainda mais seu sistema de fuga de lançamento, testar uma maquete de acomodação da tripulação, e para avançar ainda mais seu projeto de transporte da tripulação Falcon/Dragon. O programa CCDev tornou-se mais tarde Capacidade Integrada de Tripulação Comercial (CCiCap), e em agosto de 2012, a NASA anunciou que o SpaceX havia recebido US$ 440 milhões para continuar o desenvolvimento e teste de sua espaçonave Dragon 2.

Em setembro de 2014, a NASA escolheu a SpaceX e a Boeing como as duas empresas que serão financiadas para desenvolver sistemas de transporte de tripulações americanas de e para o ISS. A SpaceX ganhou US$ 2,6 bilhões para completar e certificar o Dragão 2 até 2017. Os contratos incluem pelo menos um teste de vôo com pelo menos um astronauta da NASA a bordo. Assim que a tripulação Dragon conseguir a certificação da NASA, o contrato exige que o SpaceX realize pelo menos duas, e até seis, missões tripuladas à estação espacial. No início de 2017, a SpaceX recebeu da NASA quatro missões tripuladas adicionais para a ISS para os astronautas de ida e volta. No início de 2019, o SpaceX realizou com sucesso um voo de teste do Dragão da Tripulação, que atracou (em vez do método de atracação do Dragão 1 usando o Canadarm 2) e depois se espalhou para o Oceano Atlântico.

Em janeiro de 2020, o SpaceX realizou um teste de aborto em luz, que demonstrou a capacidade de escapar de um foguete em caso de problema. Após o teste, Elon Musk declarou que um vôo com astronautas nele poderia ser do início de abril até o final de junho. A data atual de trabalho para a Demo-2 é 7 de maio de 2020.

O Dragão COTS 2 é atraído para o ISS pelo Canadarm2.


Dragão da tripulação em teste antes do vôo