Osídlime ňou iné svety? SpaceX chystá test najsilnejšej rakety pre lety na Mesiac, Mars a ďalej

Prípravy na skúšobný štart najväčšej a najsilnejšej rakety všetkých čias vrcholia.

Pôvodne sa mal let dopravného systému Starship od spoločnosti SpaceX uskutočniť v pondelok 17. apríla 2023, ale pre problémy s tlakovým systémom nosnej rakety sa zrušil.

Spoločnosť SpaceX aj tak pokračovala v odpočítavaní, aby skontrolovala, či ostatné systémy fungujú správne. Odpočítavanie sa zastavilo 10 sekúnd pred štartom, tesne pred zapálením motorov.

Už v nedeľu Elon Musk zo spoločnosti SpaceX avizoval, že existuje „vysoká šanca odkladu“, a dodal, že „pri tomto štarte budeme obzvlášť opatrní“.

Elon Musk oznamuje, že zaznamenali chybu na ventile tlakového systému nosnej rakety. Zdroj – Twitter/Elon Musk

A pressurant valve appears to be frozen, so unless it starts operating soon, no launch today

— Elon Musk (@elonmusk) April 17, 2023

Ďalší pokus o štart by sa mal uskutočniť v najbližších dňoch.

Futuristický vzhľad

Dopravný systém Starship tvoria dve časti – kozmická loď Starship a raketa Super Heavy.

Raketa meria 69 metrov a poháňa ju 33 motorov Raptor na kvapalný metán a kyslík.

Spolu s vrchným stupňom (loď Starship) meria celý systém 120 metrov, čo z neho robí najväčšiu kozmickú raketu. Vyrobená je z nehrdzavejúcej ocele a pre jej neortodoxný vzhľad ju niektorí označujú za najfuturistickejšiu raketu všetkých čias.

Prinesie revolúciu?

Raketa je určená nielen pre lety na obežnú dráhu Zeme, ale aj pre lety ľudí na Mesiac, Mars a ďalej.

Konkurenčnou výhodou systému Starship je, že by mal umožňovať opakované použitie. „Po pristátí sa do neho natankuje palivo, urobí sa zbežná prehliadka trupu, naloží sa náklad a môže sa vyraziť na ďalšiu cestu,“ napísal na Twitteri Petr Brož z Geofyzikálneho ústavu českej akadémie vied.

Podľa neho sa bude Starship v údržbe a prevádzke podobať viac na lietadlo než na raketu a do vesmírneho cestovania prinesie revolúciu.

Úspech možno, vzrušenie zaručené

Presný čas nového štartu nie je v tejto chvíli stanovený. Štartovať sa bude zo základne Starbase spoločnosti SpaceX v Boca Chica na texaskom pobreží Mexického zálivu.

Starship na základni Starbase v Texase. Zdroj – Twitter/SpaceX

Starship fully stacked at Starbase pic.twitter.com/UW4V3ZRcLR

— SpaceX (@SpaceX) April 15, 2023

Použité prototypy sa volajú Booster 7 (dolný stupeň) a Starship SN 24 (skratka SN znamená sériové číslo).

Raketa Super Heavy dosiaľ neletela. Prvý úspešný let prototypu lode Starship (vrchný stupeň) sa uskutočnil v máji 2021, predtým štyri lode počas testovacích letov vybuchli.

Aj preto panuje okolo štartu neistota. „Úspech možno, ale vzrušenie zaručené,“ napísal ešte v piatok Elon Musk zo spoločnosti SpaceX.

Let má trvať hodinu a pol

Cieľom testovacieho letu nie je dosiahnuť obežnú dráhu Zeme. Ako približuje spoločnosť SpaceX na svojej stránke, 169 sekúnd po štarte sa majú vypnúť motory rakety a tri sekundy na to sa má raketa oddeliť od kozmickej lode (horný stupeň).

Aký má byť ďalší priebeh letu? Na rakete sa má opätovne naštartovať niekoľko vybraných motorov, aby ju nasmerovali späť k Texasu. Raketa má dopadnúť približne osem minút po štarte do vôd Mexického zálivu.

Tentokrát sa nepočíta so záchranou rakety, no v budúcnosti by mala byť znovu použiteľná.

Tesne po oddelení od rakety sa na niekoľko minút zapáli šesť motorov kozmickej lode. Starship má dosiahnuť výšku okolo 234 kilometrov nad zemským povrchom (hranica vesmíru je okolo 100 kilometrov) a obletieť má väčšinu Zeme.

Hoci sa loď nedostane na obežnú dráhu Zeme, má dosiahnuť orbitálnu rýchlosť pre nízku orbitu Zeme, okolo 28-tisíc kilometrov za hodinu.

Kozmická loď má dopadnúť do vôd Tichého oceána pri Havajských ostrovoch.

Celý let bude trvať zhruba hodinu a pol.

Plánovaná trajektória letu kozmickej lode Starship. Zdroj – Twitter/Cindy Pom

Starship's 1st orbital flight is almost here! 🚀 We made an animation to show you the planned flight path #SpaceX @elonmusk pic.twitter.com/7oPqIKXrsI

— Cindy Pom (@CindyPom) April 16, 2023

Raketa ani kozmická loď z testovacieho letu sa nevyužijú na opakované lety. Tento let poslúži najmä na zber údajov pre ďalšie misie. V budúcnosti by mal dopravný systém Starship pristávať na systéme nazývanom Mechazilla. Slúžiť bude na zachytenie rakety a lode a ich spojenie.

V porovnaní so súčasnosťou pôjde o posun, keďže rakety Falcon 9 a Falcon Heavy aj lode Dragon sú opakovane použiteľné len čiastočne.

Ďalším pokrokom je „posun opakovanej použiteľnosti vesmírnej techniky do medziplanetárneho priestoru“, povedal astronóm Jiří Šilha z katedry astronómie, fyziky Zeme a meteorológie Fakulty matematiky, fyziky a informatiky UK v Bratislave.

Vedec je presvedčený, že vďaka opakovanej použiteľnosti systému Starship bude „dostupnosť vesmíru jednoduchšia a lacnejšia“.

Minulý rok sa Elon Musk vyjadril, že plánujú, aby sa raketa Super Heavy mohla opakovane použiť už hodinu po štarte a kozmická loď Starship po šiestich až ôsmich hodinách.

Animácia, ako by mohlo vyzerať pristávanie Starshipu v budúcnosti s využitím systému Mechazilla. Zdroj – YouTube/C-bass Productions

Oceľ a metán

Celá zostava Starhip je vyrobená z lesklej nehrdzavejúcej ocele. Pre odvetvie, kde záleží na každom kilograme hmotnosti, ide o nezvyčajnú voľbu.

Aj Elon Musk v roku 2021 priznal, že pre stavbu Starshipu spočiatku zvažovali ľahké a pokročilé kompozity, no nakoniec siahli po oceli. Jej výhodou je, že je lacná a dostupná.

Keďže je aj pevnejšia ako iné materiály, lepšie dokáže odolať vysokým teplotám pri návrate do atmosféry. „Som veľkým fanúšikom nehrdzavejúcej ocele,“ povedal Musk.

Okrem materiálu, z ktorého je kozmický dopravný systém vyrobený, je na Starshipe neobvyklé aj palivo. Väčšina rakiet využíva vodík, lebo je ľahký a vysoko účinný. No v Starshipe siahli po kvapalnom metáne (CH₄) a kvapalnom kyslíku (LOX).

Výhodou metánu je v porovnaní s vodíkom lacnejšia výroba aj jednoduchšia manipulácia. Stopové množstvá metánu sa nachádzajú v atmosfére Marsu a budúce misie k červenej planéte by mohli doplniť palivo z miestnej atmosféry či iného zdroja. „Myslím si, že cieľom je v budúcnosti využiť metán, ktorý sa nachádza na miestach ako Mars,“ potvrdil pre NPR Paulo Lozano, letecký inžinier z MIT.

S výškou 120 metrov Starship prekonáva rozmery rakety Saturn V (111 metrov), ktorá vyniesla ľudí na Mesiac, aj rakety SLS (Space Launch System) s výškou okolo 100 metrov (program Artemis).

Zatiaľ čo raketa Saturn V sa smerom k vrcholu zužovala, systém Starship má od päty po vrchol priemer 9 metrov.

33 motorov rakety

Na to, aby Starship kompenzoval svoju zvýšenú hmotnosť – keďže je vyrobený z ťažkej ocele –, dopravný systém vybavili výkonnými motormi zvanými Raptor.

Na kozmickej lodi je šesť raptorov, ale raketa, ktorá ho vynesie do vesmíru, používa až 33 týchto motorov. Všetky musia fungovať v súlade, čo zvyšuje riziko zlyhania misie, vysvetlil pre NPR Paulo Lozano a dodal: „Je to veľmi zložitý stroj, ktorý má veľa rôznych súčiastok.“

Každý z motorov rakety (dolného nosiča) poskytuje ťah približne 240 ton. Celkový ťah Super Heavy tak dosahuje takmer 8-tisíc ton, približuje portál kosmonautix.cz. Silnejšiu raketu dosiaľ nikto nepostavil.

Kapacita lode Starship je 100 až 150 ton nákladu.

„Dopravný systém Starship dokáže počas dlhotrvajúcich medziplanetárnych letov prepraviť až 100 ľudí,“ uvádza spoločnosť SpaceX.

Astronóm Jiří Šilha vysvetlil, že vysoký výkon rakety je výsledkom nosnosti, doletu či počtu pasažierov, ktorých dokáže prepraviť. „Ak by ste sa chceli dostať len do blízkeho okolia Zeme, povedzme 300 kilometrov nad povrch, stačila by vám oveľa menšia raketa,“ dodal vedec z UK v Bratislave.

Rolu zohráva aj to, ako dlho dokážu pasažieri na lodi prežiť. „Súčasné osobné lode, ktoré letia na obežnú dráhu Zeme, umožňujú pobyt zhruba dva týždne,“ vysvetlil Jiří Šilha.

Keď sa taká loď pripojí na Medzinárodnú vesmírnu stanicu (ISS), posádka vie dlhodobo prežívať iba vďaka zásobám a podmienkam na stanici. „Ale loď Starship nie je len dopravný prostriedok na let z bodu A do bodu B, napríklad vesmírnej stanice, pretože veľkému počtu pasažierov dlhodobo vytvára podmienky vhodné na život.“

Vysoký počet motorov poskytuje Starshipu obrovský ťah, no predstavuje aj riziko havárie.

O podobný prístup s vyšším počtom motorov sa usilovali v 60. rokoch minulého storočia v Sovietskom zväze – prvý stupeň rakety nazvanej N1 používal 30 motorov. Aj porucha jedného z nich stačila na to, aby raketa vybuchla. Sovieti zničili štyri prototypy, kým v 70. rokoch usúdili, že od projektu treba upustiť.

Naproti tomu prvý stupeň rakety Saturn V, ktorá dopravila amerických astronautov na Mesiac, použil „iba“ päť motorov. Motory boli obrovské, no nižšia zložitosť systému znížila riziko fatálnej poruchy.

Starlinky ako hlavný zdroj príjmov

V najbližšej budúcnosti plánuje spoločnosť SpaceX využiť dopravný systém Starship na dopravu satelitov Starlink na nízku obežnú dráhu Zeme.

Starlink je sústava satelitov, ktoré poskytujú širokopásmové pripojenie k internetu kdekoľvek na svete.

Dosiaľ ich do vesmíru vypustili okolo 4-tisíc. Starlink poskytuje internet v desiatkach krajín sveta vrátane Slovenska. U nás je satelitný internet dostupný od januára 2022.

Celú sieť by malo tvoriť okolo 12-tisíc družíc, neskôr sa počíta s možnosťou vypustiť až 42-tisíc satelitov.

Pre spoločnosť SpaceX ide o hlavný zdroj príjmov. No súčasné rakety firmy dokážu do vesmíru vyniesť len niekoľko desiatok satelitov. Ak by mali k dispozícii Starship, na obežnú dráhu Zeme by vyniesli oveľa viac oveľa ťažších satelitov, čím by zvýšili svoje zisky. „Ak bude Starship fungovať, veľmi im to pomôže,“ vraví pre NPR konzultant pre telekomunikácie Tim Farrar.

Potenciálny neúspech letu by mohol narušiť dôveru investorov v SpaceX. Podľa Farrara si to spoločnosť nemôže dovoliť, keďže potrebuje ďalšie investície na vývoj Starshipu a Starlinku. Aj preto si na skúšobnom lete dáva tak záležať.

Cesty na Mesiac a Mars

Minulý rok uzavrel SpaceX s NASA obchod v hodnote jednej miliardy dolárov (pôvodne za 2,9 miliardy). Jeho cieľom je vyvinúť verziu Starshipu pre let na Mesiac (program Artemis).

Misia Artemis III je naplánovaná na rok 2025, no možno sa bude posúvať, keďže vývoj viacerých technológií mešká (to sa netýka len SpaceX).

Animácia letu Starshipu na Mars. Zdroj – SpaceX Starship/Twitter

https://twitter.com/SpaceXStarship/status/1491983100968161292

Opakovaná využiteľnosť dopravného systému Starship by mala výrazne zlacnieť lety do vesmíru.

Konečným cieľom je let na Mesiac, Mars a ďalej. „Nakoniec sa Slnko nafúkne a zničí všetok život,“ povedal Elon Musk minulý rok. „Je veľmi dôležité – a z dlhodobého hľadiska nevyhnutné –, aby sme sa stali multiplanetárnym druhom,“ vysvetlil Musk dôvody, prečo sa usiluje o stavbu dopravného systému na lety do hlbokého vesmíru.