Egy amerikai milliárdos szuperrakétája megváltoztathatja az egész űripart

Csillaghajó rakéta

A Starship egy szupernehéz teherbírású rakéta, amelyet a SpaceX gyárt. A rakéta egy szupernehéz rakétafokozatból és egy Starship űrhajóból áll, célja a nagy hasznos teher és az alacsony üzemeltetési költségek elérése. Mindkét rakétafokozat képes leszállni és 100 tonnát alacsony Föld körüli pályára juttatni. Miután folyékony oxigénnel és folyékony metánnal töltötték fel a pályán, az űrhajó képes lesz elrepülni a Holdra vagy a Marsra, valamint a Naprendszer más pontjaira.

Mekkora és milyen erős a Starship?

A Starship egy 50 méter magas, kevesebb mint 100 tonna száraz tömegű űrhajó, amely az azonos nevű Starship rakéta felső részét alkotja. A Starship űrhajó körülbelül 1200 tonna folyékony oxigént vagy folyékony metán üzemanyagot képes tárolni, mindkét üzemanyagtípust egy fő, illetve egy másodlagos tartályban helyezik el.

A fő üzemanyagtartályok mellett a másodlagos üzemanyagtartályokat az űrhajó futóművének üzemanyaggal való ellátására használják. Miután a Starship űrhajók feltöltötték őket üzemanyaggal, az űrhajó hatótávolsága megnő a Holdra, a Marsra és a Naprendszer számos más helyszínére. Az űrhajó hátuljában hat Raptor hajtómű található, köztük három, a légkörben való működésre szánt Raptor hajtómű és három, az űrben való működésre szánt Raptor Vacuum hajtómű.

A Starship űrhajó hatszögletű csempéi megakadályozzák, hogy a légkörbe belépve keletkező plazma károsítsa az űrhajót, így akár 1400 °C-os hőmérsékletet is elbír. A Starship hasznos teherbírása körülbelül 1000 m3, ami jóval nagyobb, mint bármely más űrhajóé.

A Super Heavy alján található 33 motor körülbelül 74 meganewton tolóerő előállítására képes, ami közel 700-szor nagyobb, mint amit egy Airbus A320neo utasszállító repülőgép képes előállítani.

A Starship rakéta most 120 méterrel hosszabb, ami 1 méterrel hosszabb a 2023 júniusában végrehajtott második tesztindításkor mért hosszhoz képest. A plusz hossz az 1 méterrel hosszabb Super Heavy rakétának köszönhető.

A Starship rakéta tolóereje kétszerese a Saturn V rakétáénak – az első rakétáé, amely embert juttatott a Holdra. A SpaceX szerint ez a tolóerő legalább 150 tonnás hasznos terhet képes felemelni az indítóállásról alacsony Föld körüli pályára.

Mind a Starship, mind a Super Heavy rakétákat ultrahideg folyékony metán és folyékony oxigén keverékéből készült üzemanyag, az úgynevezett metalox hajtja.

Jelenleg a Starship rakéta indulása a tervek szerint a SpaceX Starbase-ről, a Kennedy Űrközpontból és a vállalat két tengeri indítóállásáról indul. Miután beindította 33 Raptor hajtóművét, a szupernehéz fokozat a levegőben leválik a Starshipről. A rakéta ezután átrepül a légkörön, és egy acélgerendára landol az indítótoronynál. Eközben a Starship beindítja három Raptor vákuumhajtóművét, és pályára áll. A küldetés végén az űrhajó belép a légkörbe, és egy hővédő pajzs védi. Az űrhajó ezután a két fékszárnyát használva visszasiklik a leszállóhelyre, és beindítja három Raptor hajtóművét a függőleges leszálláshoz.

Egy amerikai milliárdos szuperrakétája megváltoztathatja az egész űripart (2. kép)

Rakéta számos fejlesztés és módosítás után.

A SpaceX először 2005-ben javasolta egy nehéz teherbírású rakéta terveit. A rakéta terve és neve azóta és 2019 között gyakran változott. 2019 júliusában a Starhopper 150 méteres magasságban szállt fel és landolt, ezzel ez lett az első Raptor hajtóműveket használó rakéta. 2021 májusában az SN15 kódnevű Starship 10 kilométeres magasságig repült, szabadesésbe kezdett, és négy sikertelen kísérlet után sikeresen leszállt.

Hogyan landol a csillaghajó?

Akik a közelben figyelik, mennydörgő dübörgést fognak hallani, ahogy a Super Heavy lelassul a szuperszonikus sebességről.

A legutóbbi tesztindítás során a SpaceX a tornyán fogta el a szupernehéz rakétát. Mivel a Marson vagy a Holdon nincsenek ehhez szükséges tornyok, a Starship rakétának képesnek kell lennie saját lábára landolni. Ehhez a Starship fokozatosan vízszintes helyzetbe fordul, miközben ereszkedik, amit Musk „hasfordulatnak” nevez.

Ez növeli a Starship légellenállási felületét és segít lelassulni. Amint elég közel kerül a felszínhez, a Starship annyira lelassul, hogy beindítsa a hajtóműveit, és ismét függőleges helyzetbe hozza. A Starship ezután saját rakétáival kiegyenesíti magát, és a futóművével kemény felületre landol.

A Starship a fentieket már megtette a korábbi tesztindítások során – kivéve a kemény felületre való leszállást. Eddig csak az óceánban landolt.

A SpaceX valami olyasmit próbált ki, amit korábban soha. A leválás után a gyorsítórakéta alsó része lelassult és lassan leereszkedett az indítóállás felé, miközben két óriási mechanikus kar megragadta – ezt a mozdulatot „megragadásnak” nevezik.

Több szimulált tengeri leszállás után, az ötödik tesztindításon sikeresen leszállt a Starship alsó része, a szupernehéz gyorsítórakéta.

A tesztindítások egyik célja a meglévő problémák tisztázása. Már egyetlen hiba is a rakéta teljes belső szerkezetének megolvadását okozhatja a motor által kibocsátott kipufogógázok miatt.

A Starship ambíciói szerint a Holdra és a Marsra is elrepülne

A Starshipnek soha nem volt legénysége, de Elon Musk milliárdos és cége ambiciózus terveket szőtt, azzal a céllal, hogy egy napon embereket küldjenek a Marsra.

Rövid távon a Starship rakéta műholdakat fog felbocsátani, majd az Artemis program részeként űrhajósokat fog kiszolgálni és űrhajósokat juttatni a Holdra. A távolabbi jövőben a rakéta várhatóan valósággá teszi a vállalat Mars-telepítési ambícióit, és repüléseket hajt végre a Föld kontinensein.

Négy korábbi Starship tesztindítás történt. Az első alkalommal a rakétarendszer idő előtt felrobbant, mielőtt a gyorsítórakéták szétválhattak volna. A SpaceX felgyorsította a fejlesztési folyamatot azzal, hogy a rakétákat úgy tesztelte, hogy tudta, a rendszer nem tökéletes, hogy tanuljon a hibákból.

Valóban, a SpaceX minden tesztindítással előrelépést ért el – először egy hibamentes indítással, majd egy sikeres visszatéréssel, ahol mind a Starship, mind a Super Heavy rakéták ellenőrzött módon ereszkedtek le az Indiai-óceánban, illetve a Mexikói-öbölben lebegtek, mielőtt a tengerbe zuhantak volna.

Mire használják még a Starshipet?

A közeljövőben a Starship rakétát számos különböző célra felhasználhatják.

Eddig a milliárdos Elon Musk rakétáit, például a Falcon 9 sorozatot, kereskedelmi Starlink műholdak felbocsátására használta.

Ezeknek a műholdaknak az élettartama rövid, körülbelül 5 év, és a SpaceX-nek folyamatosan műholdakat kell felbocsátania, hogy ugyanannyi legyen az űrben.

A NASA a Starshipet az Artemis program részeként szeretné használni, amelynek célja az emberi jelenlét hosszú távú fenntartása a Holdon. A NASA azt tervezi, hogy a Starshipet 2026-ban egy holdutazásra használja.

A távolabbi jövőben Elon Musk azt szeretné, ha a Starship rakéta képes lenne hosszú repülőutakat tenni a Marsra és vissza – oda-vissza körülbelül kilenc hónap alatt.

Az ötlet az, hogy a Starship rakétát alacsony Föld körüli pályára indítsák, és ott is hagyják. Ezután egy SpaceX „utántöltő űrhajó” töltené fel üzemanyaggal , és folytatná útját a Mars felé.

El lehet képzelni azt is, hogy a Starship rakétával egy űrteleszkópot indítsunk. Több ezer műhold gyors űrbe juttatásához, vagy egy nagyobb űrteleszkóphoz nagy rakétára lenne szükség.

A Starshipet úgy tervezték, hogy szállítsa az űrállomások építéséhez szükséges nehéz rakományokat, és végül esetleg a Holdon élő emberek lakhatását támogató infrastruktúrát is.

A Starship űrhajó utasokat szállíthatna a Holdra, a Marsra és a Naprendszer más célpontjaira. Ráadásul a személyszállító hajó interkontinentális járatokat is végrehajthatna. Egy hajó akár 100 utast is szállíthatna, "külön hálószobákkal, közös helyiségekkel, raktárakkal, sugárvédelmi óvóhelyekkel és üvegszobákkal". A fedélzeti életfenntartó rendszer "lezárt", ami azt jelenti, hogy a hajó belsejében lévő anyagokat folyamatosan újrahasznosítják és felhasználják.

A Starship üzemanyag-szállító tartályhajó más űrhajók hatótávolságának növelésére szolgál majd. Elon Musk szerint egy űrhajó Holdra juttatásához akár hét üzemanyag-szállító tartályhajót is fel kellene indítani. Ezt az ötletet Elon Musk 2019 szeptemberében mutatta be két űrhajó farkának összekapcsolásával. Ezután mindkét űrhajó segédhajtóművekkel enyhén felgyorsul az üzemanyag-szállító tartályhajó felé, egymásba nyomva az üzemanyagot. 2020 októberében a NASA 53,2 millió dollárt ítélt oda a SpaceX-nek, hogy tesztelje 10 tonna üzemanyag két űrhajó közötti űrben történő áthelyezését.

A Starship HLS a Holdra szállást biztosító Starship űrhajó egy változata, amely az Apollo program utódjaként működő Artemis program keretében készült. A Starship HLS tetején ablakok és zsilipek, valamint felvonók és egy kormánymű-rendszer található a Holdra szálláshoz. Az űrhajó legfontosabb jellemzője a Föld és a Hold közötti oda-vissza repülés során fellépő nagy hasznos teher. Az Artemis program repülése során a Starship HLS űrhajó akár száz napig is a legénység előtt repül, majd üzemanyagot adagol a Starship HLS-nek.

A SpaceX október 13-án ( hanoi idő szerint este 8:25 körül) sikeresen felbocsátotta a 122 méter magas Starship rakétát az ötödik tesztrepülés során a texasi Starbase-ről. A tesztrepülés során a Starship/Super Heavy rakéta kombinációs rendszer csodát tett, amikor elsőre sikeresen végrehajtotta a "megragadó" mechanizmust. Miután sikeresen felszállt a Mechazilla indítótoronyból, a Starship az Indiai-óceánban landolt, miközben a Super Heavy rakéta visszatért, pontosan az indítótorony közelében landolt, és a torony "evőpálcika" robotkarja szorosan tartotta.

Ha Csu

A BBC és a Space.com szerint