Proč je úspěšné nalezení rakety důležitým krokem vpřed pro lidstvo?

Okamžik znovuzískání supertěžké rakety. ( Video : SpaceX)

Společnost SpaceX 13. října v 8:25 východního času popáté odpálila svou 122 metrů vysokou raketu Starship ze základny Starbase v jižním Texasu a po úspěšném přistání znovu zachytila první stupeň Super Heavy.

Asi sedm minut po startu provedl nosič Super Heavy od SpaceX přesné přistání a vznášel se poblíž startovací věže Mechazilla, která jej držela na svých kovových ramenech.

„ Toto je historický den pro inženýrství, “ řekla Kate Ticeová, manažerka systémů pro inženýrskou kvalitu ve SpaceX, během živého komentátora, zatímco zaměstnanci SpaceX za ní jásali a jásali v sídle společnosti v Hawthorne v Kalifornii. „ To je šílené! Na první pokus se nám podařilo zachytit nosič Super Heavy zpět do odpalovací věže .“

Scéna, na které rameno Mechazilla úspěšně zachytilo supertěžký nosič. (Foto: SpaceX)

Když se 71 metrů vysoký nosič Super Heavy oddělil ve výšce 65 kilometrů nad Zemí, horní stupeň rakety pokračoval v tlaku do výšky téměř 145 kilometrů a letěl kolem planety rychlostí 27 000 kilometrů za hodinu, než podle plánu přistál v Indickém oceánu.

Před přistáním pomocný stupeň znovu zažehne tři motory Raptoru, čímž zpomalí svůj sestup a otočí se směrem k odpalovací věži Mechazilla, kde je držen na místě mechanickými rameny, přezdívanými „hůlky“.

Úspěšný test společnosti SpaceX je součástí jejího cíle vyvinout plně opakovaně použitelnou raketu pro přepravu lidí, vědeckého vybavení a nákladu na Měsíc a dále na Mars.

SpaceX vyvíjí Starship, který má lidstvu pomoci s kolonizací Měsíce a Marsu, mimo jiné s průzkumnými úkoly. Vozidlo je navrženo tak, aby bylo plně opakovaně použitelné a rychlé (jak dokazují plány na přistání nosiče Super Heavy na startovací rampě, čímž se zkrátí doba potřebná mezi lety). To v kombinaci s bezprecedentním výkonem Starship by podle společnosti a Elona Muska mohlo způsobit revoluci ve vesmírných letech.

I NASA věří v toto vozidlo a vybrala si ho jako první pilotovaný přistávací modul v programu Artemis, který bude prozkoumávat Měsíc. Pokud vše půjde podle plánu, Starship poprvé dopraví astronauty NASA k přirozené družici Země během mise Artemis 3, jejíž start je plánován na září 2026.

Proč jsou opakovaně použitelné rakety důležité?

Cena startu rakety se může značně lišit v závislosti na řadě faktorů, včetně užitečného zatížení, cíle a typu použité rakety. V poslední době se průměrná cena startu pohybuje od desítek milionů do stovek milionů dolarů.

Starty raket Falcon 9 od SpaceX se inzerují za zhruba 62 milionů dolarů za start, zatímco větší rakety jako Falcon Heavy mohou stát více než 90 milionů dolarů za start. NASA odhaduje, že systém Space Launch System (SLS) by mohl stát více než 2 miliardy dolarů za start.

Po dosažení určité výšky a rychlosti se kosmická loď oddělí od nosné rakety, aby snížila hmotnost a unikla zemské gravitaci. (Ilustrace: SpaceX)

Přestože se vesmírné technologie neustále vyvíjejí, jednou z největších výzev současnosti je snižování nákladů na kosmické lety. Množství práce a materiálů potřebných k návrhu, výrobě, údržbě a testování rakety pro úspěšný start stojí spoustu peněz.

V současné době jsou kosmické lodě vypouštěny pomocí raketových posilovačů. Pokaždé, když dosáhnou určité výšky a rychlosti, systém postupně odpojí posilovače a nechá je dopadnout na Zemi, jakmile jim dojde palivo a tah, aby se snížila hmotnost. Tyto posilovače samozřejmě nelze znovu použít, protože proces opětovného vstupu do atmosféry zahrnuje tření, které vytváří velké množství tepla a vážně je ničí.

Používání tradiční metody stavby raket pro jednorázové mise zvyšuje tyto náklady, snižuje četnost a rozsah startů a vytváří odpad. Představte si komerční dopravní letadlo – kdyby se pro každý let muselo stavět nové letadlo, letecká doprava by byla velmi drahá. Takže by opakovaně použitelné rakety způsobily revoluci v ekonomice a produktivitě.

Na rozdíl od tradičních jednorázových raket jsou opakovaně použitelné rakety, jako je Starship, navrženy tak, aby se daly znovu vyzvednout a vypustit několikrát.

Tyto střely využívají funkce, jako například:

Přistání s pohonnými látkami: První stupeň rakety se vrací na Zemi vlastní silou a přistává vertikálně, přičemž klesání zpomaluje pomocí motorů.

Modulární konstrukce: Komponenty rakety jsou navrženy tak, aby se mezi lety snadno demontovaly a repasovaly.

Technologie tepelného štítu: Opakovaně použitelné rakety mohou během opětovného vstupu do atmosféry využívat pokročilé materiály tepelného štítu.

Pokročilá výroba: Opakovaně použitelné rakety často používají pokročilé výrobní materiály, aby byla zajištěna odolnost při více startech.

Ekonomické výhody opakovaně použitelných nosných raket jsou značné. Používání opakovaně použitelných raket ve srovnání s tradičními raketami může být až o 65 % levnější. Tento model slibuje snížení nákladů na mise, jako je rozmístění satelitů, doplňování zásob na Mezinárodní vesmírnou stanici (ISS) a mise na Měsíc nebo Mars.

Kromě úspor nákladů přispívají opakovaně použitelné nosné rakety také k udržitelnějšímu přístupu k průzkumu vesmíru. Snížení počtu vyřazených komponentů raket by omezilo vesmírný odpad, který je rostoucím environmentálním problémem.

Navíc opakovaně použitelné rakety spotřebovávají méně paliva než jednorázové rakety, což je činí šetrnějšími k životnímu prostředí.

Quartz (Zdroj: Guardian, NSTXL)

Zdroj