Už dlouho víme, že společnost SpaceX se chystá na stavbu „marsovské“ rakety. Její název i podoba se během té doby poměrně výrazně měnila - a my jsme v posledních dnech na vlastní oči uviděli, jak rychlé takové změny mohou být.
V loňském roce SpaceX opakovaně mluvilo o tom, že systém dnes nazývaný Super Heavy - Starship (SuperHeavy je první stupeň, Starship samotná loď) by měl být do velké míry vyroben z lehkých uhlíkových vláken, a to jak trup, tak nádrže. Společnost během posledních let vyrobila několik exemplářů z tohoto materiálu. V roce 2016 ukázala obří zkušební kyslíkovou nádrž pro raketu ITS, což byla tehdejší verze rakety BFR s průměrem 12 metrů. V únoru 2017 však byla nádrž zničena při tankovacích zkouškách. Následně byla představena zmenšená varianta BFR a během roku 2018 začala výroba další nádrže s průměrem 9 metrů.
Výroba probíhala v přístavu v Los Angeles a SpaceX se v září 2018 pochlubilo fotkami první hotové sekce. Později pak fotografové z webu Teslarati informovali o zdánlivě dokončené zakulacené části nádrže. Zdálo se, že budoucnost firmy je v uhlíku. A pak přišel přelom roku.
Všechno začalo tweetem Everyday Astronauta, který se podělil o svůj tip ohledně tajuplné kovové konstrukce vznikající v oblasti budované rampy SpaceX v jižním Texasu. Nejdříve zde vyrostl pevný stan připomínající ty, které Elon Musk využil pro dočasné zázemí vývoje rakety Starship v losangeleském přístavu a také pro dodatečnou montážní linku Tesly Model 3 ve Fremontu. V posledních týdnech se pak začaly objevovat fotky válcovité kovové konstrukce, kterou někteří považovali za vodojem. Následně však dostala nohy a také se objevily další kovové sekce, které tvarem podezřele připomínaly kosmickou loď Starship.
Everyday Astronaut na fotky na Twitteru reagoval s tipem, že loď Starship bude využívat balonové nádrže z nerezové oceli stejně jako staré rakety Atlas. Na to Elon zareagoval slovy: „Nerezová ocel je správně, ale bude využita jiná směs slitin a půjde o odlišnou architekturu rakety. Na rozdíl od Atlasu se Starship nezkroutí, i když bude stát na rampě nenatlakovaná.“
Balonové nádrže jsou totiž tenké a lehké, protože nemají vnitřní nosnou strukturu, ale kvůli tomu musejí být neustále natlakovány (v případě Atlasu dusíkem), jinak dojde ke zhroucení konstrukce pod vlastní vahou, jako se to stalo v případě Atlasu:
Musk poté doplnil, že materiály nádrží Atlasu a lodi Starship jsou sice podobné, ale celkový design je velmi odlišný. Jediným společným prvkem je prý použití nerezové oceli, i když s jiným složením. Musk si pochvaluje ocel „Series 300“, což by měla být austenitická korozivzdorná ocel obsahující chrom a nikl. Ocelové plechy prý vyrábí dodavatel podle požadavků SpaceX, přičemž odlévání firma provádí ve vlastní slévárně v Hawthorne. Tvarování probíhá za kryogenních teplot.
Především: ocel není jen pro nádrže. Bude z ní celý povrch Starship - alespoň tedy první stavěné zkušební verze, vždyť plány se ve SpaceX mění dosti rychle, jak vidno.
Důvody volby oceli Musk následně vysvětlil v dalším tweetu: i když je užitečný poměr pevnosti a hmotnosti nerezové oceli při srovnání s uhlíkovými kompozity horší při pokojové teplotě, při kryogenních teplotách je o něco vyšší a při vysokých teplotách je výrazně vyšší. To podle Muska znamená, že ocelový design bude potřebovat „mnohem méně” tepelné ochrany.
Stavba pokusné rakety konceptu Starship na raketodromu SpaceX v jižním Mexiku.
V zájmu tepelné ochrany pak bude ocelový povrch vyleštěn jako zrcadlo kvůli maximální odrazivosti. Povrch nebude nijak natírán, protože se bude příliš zahřívat. Musk zároveň napsal, že okna „možná” budou mít zlatou vrstvu (asi podobně, jako tomu je v případě hledí skafandrů pro astronauty).
Podle dalších Muskových informací se na chlazení bude podílet i samotné palivo. Povrch lodi by měl být při návratu do atmosféry chlazen zbytky chlazeného paliva. O systému zatím nevíme mnoho, právě ten ovšem zřejmě přispívá k tomu, že ocelová konstrukce - zatím tedy alespoň ve výpočtech SpaceX - vychází celkově lépe než lehký uhlíkový trup doplněný klasickým tepelným štítem.
Pokusný skokan
Musk potvrdil, že v jižním Texasu firmy staví experimentální raketu, která bude provádět zkušební skoky, o kterých jste se na ElonX mohli už mnohokrát dočíst. Tento „skokan” bude mít k finální verzi lodi daleko, podobně jako tomu bylo v případě experimentální rakety Grasshopper. S tou SpaceX v letech 2012 a 2013 trénovalo přistávání prvních stupňů, ale s Falconem 9 toho moc společného neměla.
Podle Muska bude mít skokan budovaný v Texasu stejný 9metrový průměr jako finální Starship, ale bude o něco nižší. Nosič Super Heavy (první stupeň rakety) pak bude rovnou vyráběn v plné velikosti, takže není v plánu nějaká zmenšená meziverze.
Předpokládaná konečná podoba Starship podle SpaceX - alespoň dokud se plány nezmění.
První zkušební skoky v Texasu by podle Muska mohly proběhnout už v březnu či dubnu 2019 - což je dříve, než bylo původně v plánu. V poslední době jsme totiž od zástupců SpaceX slýchali, že ke skokům dojde až na konci roku 2019. Zatím však není jasné, proč se plány zrychlily. Mohlo to být způsobeno přechodem z uhlíkových kompozitů na ocel, což pravděpodobně vedlo ke značnému zjednodušení vývoje, nebo třeba tím, že raketa určená pro první zkušební skoky bude jen extrémně hrubou verzí finální rakety.
Tomu nahrává další Muskův tweet, podle kterého ve stanu v losangeleském přístavu probíhá výroba dílů pro „orbitální design lodi Starship verze 1″. Zde vyráběná verze lodi tedy nejspíše bude mít mnohem blíže k finální podobě. Vývoj a výroba však bude v takovém případě trvat déle. A tak místo aby SpaceX čekalo na relativně věrný prototyp, stavějí mezitím velmi hrubou verzi rakety v Texasu, na které mohou otestovat alespoň některé technologie, jako jsou motory či avionika.
Od té doby se už na veřejnost dostaly další informace, oficiálně bychom se podrobnosti o novém designu rakety Starship podle Muska měli dozvědět na technické prezentaci, která proběhne po prvním zkušebním skoku v Texasu, tedy možná už v březnu či dubnu příštího roku.
Co motory
Zatím jsme se bavili vlastně jen o konstrukci nádrží a trupu lodi, ale jistě vás zajímá, jak pokračuje vývoj metanového motoru Raptor. Ten bude raketu Starship pohánět a dlouho jsme o něm neslyšeli nic nového. Zmenšená verze motoru byla testována v McGregoru už od roku 2016 a Tom Mueller, který má celý projekt na starosti, loni v červnu řekl, že firma už pracuje na letové verzi motoru, ale víc nevíme. Musk nyní prohlásil, že Raptor byl „radikálně přepracován a na první zážeh bude připraven příští měsíc”.
Zatím však není jasné, v čem spočívají ty radikální odlišnosti, protože následně dodal, že se stále jedná o motor typu „full flow staged combustion” s uzavřeným cyklem, což byl plán už od začátku.
Z dřívějška víme, že dlouhodobým cílem SpaceX je dosáhnout tlaku ve spalovací komoře ve výši 300 barů, což by byl rekord mezi raketovými motory. Musk však dnes v reakci na další tweet Everyday Astronauta vyvrátil, že by ono radikální přepracování Raptoru najednou umožnilo dosáhnutí tak vysokého tlaku. Prý bude nějakou dobu trvat, než se podaří dosáhnout takové „šílené hodnoty”. Pro úplnost připomínám, že na konci roku 2017 Musk řekl, že Raptor bude mít tlak v komoře 250 barů.
Informací o prototypu Starship neustále přibývá, především díky tweetům Elona Muska, a tak náš výčet informací je nutně neúplný. Nejnovější informace najdete v průběžně aktualizovaném článku na ElonX.
Text byl upraven z textů na webu ElonX se svolením autora. Původní texty najdete zde a také zde.
