Superrakieta amerykańskiego miliardera może zmienić cały przemysł kosmiczny

Rakieta statku kosmicznego

Starship to superciężka rakieta nośna produkowana przez SpaceX. Rakieta składa się ze stopnia rakiety Super Heavy oraz statku kosmicznego Starship, co ma zapewnić duży udźwig i niskie koszty eksploatacji. Oba stopnie rakiety są zdolne do lądowania i dostarczenia 100 ton ładunku na niską orbitę okołoziemską. Po uzupełnieniu paliwa ciekłym tlenem i ciekłym metanem na orbicie, statek kosmiczny będzie mógł polecieć na Księżyc lub Marsa, a także do innych miejsc w Układzie Słonecznym.

Jak duży i potężny jest Starship?

Starship to 50-metrowy statek kosmiczny o suchej masie mniejszej niż 100 ton, stanowiący górną część rakiety Starship o tej samej nazwie. Statek kosmiczny Starship może pomieścić około 1200 ton ciekłego tlenu lub ciekłego metanu, przy czym każdy rodzaj paliwa znajduje się odpowiednio w zbiorniku głównym i zbiorniku pomocniczym.

Oprócz głównych zbiorników paliwa, dodatkowe zbiorniki paliwa służą do zasilania podwozia statku kosmicznego. Po zatankowaniu przez statek kosmiczny Starship, zasięg statku kosmicznego rozszerza się na Księżyc, Marsa i wiele innych miejsc w Układzie Słonecznym. Z tyłu statku kosmicznego znajduje się sześć silników Raptor, w tym trzy silniki Raptor przeznaczone do pracy w atmosferze i trzy silniki Raptor Vacuum przeznaczone do pracy w kosmosie.

Statek kosmiczny Starship ma heksagonalne panele, które zapobiegają uszkodzeniu statku przez plazmę generowaną podczas wchodzenia w atmosferę, co pozwala mu wytrzymać temperatury do 1400°C. Objętość ładunku statku Starship wynosi około 1000 m3, znacznie więcej niż w przypadku jakiegokolwiek innego statku kosmicznego.

33 silniki umieszczone na spodzie samolotu Super Heavy są w stanie wygenerować ciąg rzędu 74 meganiutonów, czyli prawie 700 razy więcej niż ciąg samolotu pasażerskiego Airbus A320neo.

Rakieta Starship jest teraz o 120 m dłuższa, co stanowi wzrost o 1 metr w porównaniu z długością podczas drugiego startu testowego w czerwcu 2023 r. Dodatkowa długość wynika z wydłużenia rakiety Super Heavy o 1 metr.

Rakieta Starship ma również dwukrotnie większy ciąg niż rakieta Saturn V – pierwsza rakieta, która zabrała ludzi na Księżyc. Według SpaceX, ten ciąg może wynieść ładunek o masie co najmniej 150 ton z platformy startowej na niską orbitę okołoziemską.

Zarówno rakieta Starship, jak i Super Heavy są zasilane paliwem stanowiącym mieszankę ultrazimnego ciekłego metanu i ciekłego tlenu, zwaną metaloksem.

Obecnie start rakiety Starship planowany jest z bazy SpaceX Starbase, Centrum Kosmicznego im. Kennedy'ego oraz dwóch morskich platform startowych firmy. Po odpaleniu 33 silników Raptor, stopień Super Heavy oddziela się od Starship w powietrzu. Rakieta przelatuje przez atmosferę i ląduje na dwóch stalowych belkach wieży startowej. W tym samym czasie Starship odpala trzy silniki próżniowe Raptor i wchodzi na orbitę. Pod koniec misji statek kosmiczny wchodzi w atmosferę i jest chroniony osłoną termiczną. Następnie statek kosmiczny szybuje z powrotem na miejsce lądowania, używając dwóch klap i odpala trzy silniki Raptor, aby wykonać pionowe lądowanie.

Superrakieta amerykańskiego miliardera może zmienić cały przemysł kosmiczny zdjęcie 2

Pocisk po wielu ulepszeniach i regulacjach.

SpaceX po raz pierwszy zaproponował plany rakiety nośnej o dużym udźwigu w 2005 roku. Projekt i nazwa rakiety zmieniały się wielokrotnie od tego czasu do 2019 roku. W lipcu 2019 roku Starhopper wystartował i wylądował na wysokości 150 metrów, stając się pierwszą rakietą wykorzystującą silniki Raptor. W maju 2021 roku Starship o kryptonimie SN15 wzniósł się na wysokość 10 kilometrów, wszedł w swobodny spadek i wylądował pomyślnie po czterech nieudanych próbach.

Jak ląduje Starship?

Osoby obserwujące wydarzenie w pobliżu usłyszą donośny huk, gdy Super Heavy zwolni do prędkości naddźwiękowej.

Podczas ostatniego startu testowego SpaceX złapał rakietę Super Heavy na wieżyczce. Ponieważ na Marsie ani na Księżycu nie ma wieżyczek, które by to umożliwiały, rakieta Starship musi być w stanie wylądować na własnych nogach. Aby to zrobić, Starship będzie stopniowo obracał się do pozycji poziomej podczas opadania, co Musk nazywa „brzusznym przewróceniem”.

Zwiększa to powierzchnię oporu statku kosmicznego i pomaga mu zwolnić. Gdy statek znajdzie się wystarczająco blisko powierzchni, zwolni na tyle, aby uruchomić silniki i przywrócić go do pozycji pionowej. Następnie statek kosmiczny użyje własnych rakiet, aby się wyprostować i wylądować na twardej powierzchni za pomocą podwozia.

Starship wykonał wszystkie powyższe czynności podczas poprzednich startów testowych – z wyjątkiem lądowania na twardej powierzchni. Jak dotąd lądował tylko w oceanie.

SpaceX spróbowało czegoś, czego nigdy wcześniej nie robiło. Po oddzieleniu się, dolna część rakiety zwolniła i powoli opadła w kierunku platformy startowej, podczas gdy dwa gigantyczne mechaniczne ramiona ją chwyciły – ruch znany jako „chwytanie”.

Po kilku symulowanych lądowaniach na morzu, piąty start testowy zakończył się pomyślnym lądowaniem dolnej części statku kosmicznego Starship, rakiety nośnej Super Heavy.

Jednym z celów startu próbnego jest wyjaśnienie wszelkich istniejących problemów. Nawet pojedynczy błąd może spowodować stopienie całej wewnętrznej konstrukcji rakiety pod wpływem gazów spalinowych uwalnianych przez silnik.

Starship ma ambicje polecieć na Księżyc i Marsa

Statek kosmiczny nigdy nie miał załogi, ale miliarder Elon Musk i jego firma mają ambitne plany, których celem jest wysłanie ludzi na Marsa.

W najbliższej przyszłości rakieta Starship będzie wystrzeliwać satelity, a następnie obsługiwać turystów kosmicznych i lądować astronautów na Księżycu w ramach programu Artemis. W dalszej przyszłości rakieta ma urzeczywistnić ambicje firmy dotyczące kolonizacji Marsa i przeprowadzać loty nad kontynentami Ziemi.

Odbyły się już cztery testy Starship. Za pierwszym razem system rakietowy eksplodował przedwcześnie, zanim boostery zdążyły się odłączyć. SpaceX przyspieszyło proces rozwoju, testując rakiety, wiedząc, że system nie jest idealny, aby wyciągnąć wnioski z błędów.

Rzeczywiście, SpaceX odnotowało postępy przy każdym kolejnym testowym starcie — najpierw bezbłędny start, a następnie udany powrót do atmosfery, podczas którego rakiety Starship i Super Heavy w kontrolowany sposób opadły i zawisły odpowiednio nad Oceanem Indyjskim i Zatoką Meksykańską, po czym wylądowały w morzu.

Do czego jeszcze służy Starship?

W niedalekiej przyszłości rakieta Starship może zostać wykorzystana do kilku różnych celów.

Do tej pory miliarder Elon Musk wykorzystał swoje rakiety, takie jak seria Falcon 9, do wystrzeliwania komercyjnych satelitów Starlink.

Żywotność tych satelitów jest krótka i wynosi około 5 lat, a SpaceX musi stale wystrzeliwać nowe satelity, aby utrzymać stałą liczbę satelitów w kosmosie.

NASA chce wykorzystać Starship w ramach programu Artemis, którego celem jest utrzymanie obecności człowieka na Księżycu w dłuższej perspektywie. NASA planuje wykorzystać Starship do misji księżycowej w 2026 roku.

W odleglejszej przyszłości Elon Musk chce, aby rakieta Starship była zdolna do odbywania długich lotów na Marsa i z powrotem – w jedną stronę, trwających około dziewięciu miesięcy.

Pomysł polega na wystrzeleniu rakiety Starship na niską orbitę okołoziemską i pozostawieniu jej tam. Następnie miałaby ona zostać zatankowana przez „statek tankujący” SpaceX i kontynuować podróż na Marsa.

Można by również wyobrazić sobie użycie rakiety Starship do wystrzelenia teleskopu kosmicznego. Aby szybko wystrzelić w kosmos tysiące satelitów lub większy teleskop kosmiczny, potrzebna byłaby duża rakieta.

Statek kosmiczny Starship został również zaprojektowany do przenoszenia ciężkich ładunków potrzebnych do budowy stacji kosmicznych, a docelowo być może także infrastruktury umożliwiającej ludzkie zamieszkiwanie na Księżycu.

Statek kosmiczny Starship mógłby przewozić pasażerów na Księżyc, Marsa i inne miejsca w Układzie Słonecznym. Co więcej, statek pasażerski mógłby wykonywać loty międzykontynentalne. Statek mógłby pomieścić do 100 pasażerów, oferując „prywatne sypialnie, pomieszczenia wspólne, magazyny, schrony przeciwradiacyjne i przeszklone pomieszczenia”. System podtrzymywania życia na pokładzie jest „uszczelniony”, co oznacza, że materiały wewnątrz statku są stale ponownie wykorzystywane i poddawane recyklingowi.

Statek kosmiczny Starship będzie służył do zwiększenia zasięgu innych statków kosmicznych. Według Elona Muska, aby wysłać statek kosmiczny na Księżyc, konieczne będzie wystrzelenie nawet siedmiu zbiornikowców. Pomysł ten Elon Musk przedstawił we wrześniu 2019 roku, łącząc ze sobą ogony dwóch statków kosmicznych. Następnie oba statki kosmiczne, za pomocą silników pomocniczych, przyspieszają nieznacznie w kierunku zbiornika, wtłaczając paliwo w siebie nawzajem. W październiku 2020 roku NASA przyznała SpaceX 53,2 miliona dolarów na test przesyłu 10 ton paliwa między dwoma statkami kosmicznymi w kosmosie.

Starship HLS to wariant statku kosmicznego Starship, który ma wylądować na Księżycu w programie Artemis, będącym następcą programu Apollo. Na szczycie Starship HLS znajdują się okna i śluzy powietrzne, a także windy i system sterowania do lądowania na Księżycu. Najważniejszą cechą statku kosmicznego jest jego bardzo duży ładunek użyteczny podczas lotu w obie strony między Ziemią a Księżycem. Podczas lotu w ramach programu Artemis, statek kosmiczny Starship HLS będzie leciał przed załogą przez nawet sto dni, po czym przekaże paliwo do Starship HLS.

SpaceX z powodzeniem wystrzelił 122-metrową rakietę Starship w piątym teście z bazy Starbase w Teksasie 13 października (około 20:25 czasu Hanoi ). Podczas tego lotu testowego, system łączący rakiety Starship i Super Heavy zdziałał cud, pomyślnie wykonując mechanizm „chwytania” już za pierwszym razem. Po udanym starcie z wieży startowej Mechazilla, Starship wylądował na Oceanie Indyjskim, a rakieta Super Heavy powróciła, lądując dokładnie w pobliżu wieży startowej i była mocno trzymana przez ramię robota przypominające pałeczki.

Ha Thu

Według BBC, Space.com