Artykuł warto przeczytać, w oryginale, ja go spróbuję nieudolnie streścić plus dodać sporo moich komentarzy. Generalnie chodzi o to by wytłumaczyć czytelnikom, dlaczego odzysk czegokolwiek w rakiecie która została zbudowana do obsługi wysokoenergetycznych orbit jest trudny i mało opłacalny. Jak widzicie na przykładnie planowanego na kwiecień lotu Falcona Heavy z ViaSat-3, nawet SpaceX ma problem z odzyskiem rakiet gdy trzeba dostarczyć 7 ton bezpośrednio na orbitę geostacjonarną.
Zacznijmy od rakiet zaprojektowanych do dostarczania ładunków na niską orbitę Ziemi. Falcon 9 jest świetnym przykładem takiej rakiety – separacja pierwszego i drugiego stopnia następuje przy relatywnie niewielkiej prędkości, dzięki czemu wyhamowanie pierwszego stopnia przed jego wejściem w atmosferę jest niezbyt wymagające energetycznie. Za to drugi stopień musi się sporo narobić żeby rozpędzić ładunek do prędkości orbitalnych – pozioma prędkość w momencie separacji jest niewielka i drugi stopień jest praktycznie SSTO tyle że uruchamianym na sporej wysokości. W przypadku niewielkich ładunków drugi stopień ma spory zapas Delta V, tak że bez problemu daje radę je wysłać na GTO, choć wtedy odzysk pierwszego stopnia jest troszkę trudniejszy z uwagi na inny kierunek wektora prędkości – bardziej poziomy.
Jednak gdy ładunek staje się cięższy, potrzeba Falcona Heavy i wtedy zadanie drugiego stopnia jest dzielone pomiędzy centralny booster i sam drugi stopień – centralny booster rozpędza drugi stopień do prędkości orbitalnych i dopiero wtedy następuje separacja. Boczne nadal odpadają przy relatywnie niewielkich prędkościach i dają się odzyskać.
I właśnie w podobny sposób zaprojektowany jest Vulcan – pierwszy stopień rakiety pracuje znacznie dłużej niż w F9 i rozpędza drugi stopień do orbitalnych prędkości. By dało się skalować masę ładunku, Vulcan może mieć dodatkowe 2,4 albo 6 rakiet na paliwo stale, ale sama trajektoria się niewiele zmienia – separacja boostera i drugiego stopnia następuje przy podobnych prędkościach. Dlatego odzyskanie go jest równie trudne jak odzyskanie centralnego boostera FH – ilość paliwa jaka jest niezbędna na wyhamowanie go przed wejściem w atmosferę jest na tyle duża że się to po prostu nie opłaca. Dlatego ULA ma szatański pomysł użycia nadmuchiwanych osłon termicznych i ratowania samych silników i awioniki – w sensie ekonomicznym ma to sens, bo to 90% wartości boostera. Jednak z punktu widzenia dużej kadencji lotów nie ma to najmniejszego sensu.
Starship planuje użyć zupełnie innej strategii. Sama rakieta zaprojektowana jest jak Falcon 9 – separacja stopni przy niewielkiej prędkości i drugi stopień praktycznie SSTO (Musk się kiedyś chwalił że drugi stopień mógłby bez ładunku osiągnąć orbitę bez pomocy pierwszego). Jednak zamiast używać boosterów by rozpędzić drugi stopień do prędkości orbitalnych zanim zacznie marnować paliwo, SpaceX planuje go tankować na orbicie. W ten sposób mamy wszystko co najlepsze – pierwszy stopień którego separacja następuje przy niewielkiej prędkości a co za tym idzie można go bezproblemowo odzyskać i drugi stopień który po osiągnięciu orbity ma pełne zbiorniki paliwa i może polecieć gdzie mu się tylko zachce.
Projektując Vulcan’a, ULA zbudowała rakietę która będzie idealna do obsługi wymagających misji wojskowych przy relatywnie rozsądnej cenie za start – Vulcan z maksymalnym udźwigiem ma być znacząco tańszy od nowego, jednorazowego Falcona Heavy a jednocześnie mieć podobny udźwig na GEO. O porównaniu z Delta 4 Heavy nawet nie wspominam, bo to potwornie droga rakieta. Jednak w momencie kiedy SpaceX używa w FH wcześniej przetestowanych bocznych boosterów, Vulcan staje się trochę mniej konkurencyjny cenowo. A jak ładunek nie wymaga dostarczenia na GEO albo nie jest szczególnie duży, to Vulcan robi się bardzo drogi – podobno nawet droższy od Atlas V.
Podsumowując – gdyby celem było zbudowanie rakiety która jest przeznaczona do jednego celu – wysyłania ładunków na wysokoenergetyczne orbity, wtedy Vulcan byłby rozsądnym rozwiązaniem. Jednak świat nie kręci się wyłącznie wokół wojskowych ładunków i żeby przeżyć trzeba zarabiać na innych lotach. I tu Vulcan jest średnio konkurencyjny do F9, a jego przeżycie przez następne kilka(naście) lat jest możliwe wyłącznie dzięki temu że New Glenn się opóźnia a Amazon musi zbudować spore kawałki swojej konstelacji zanim straci na nią licencję. Do wynoszenia satelitów Amazon byłby znacznie tańszy F9, jednak SpaceX aż tak altruistyczny nie jest. Byłem zdziwiony jak firma zgodziła się na wystrzeliwanie satelitów OneWeb, jednak ta konstelacja nie jest bezpośrednią konkurencją dla Starlink. Kuiper będzie i szanse by SpaceX zdecydował się na wystrzeliwanie satelitów Amazon są zerowe.
