Amerikansk miljardärs superraket kan förändra hela rymdindustrin

Starship-raket

Starship är en supertung raket tillverkad av SpaceX. Raketen består av ett supertungt raketsteg och en Starship-rymdfarkost, med målet att uppnå hög nyttolast och låga driftskostnader. Båda raketstegen kan landa och leverera 100 ton till låg omloppsbana runt jorden. Efter tankning med flytande syre och flytande metan i omloppsbana kommer rymdfarkosten att kunna flyga till månen eller Mars, såväl som andra platser i solsystemet.

Hur stor och kraftfull är Starship?

Starship är en 50 meter hög rymdfarkost med en torrvikt på mindre än 100 ton, den övre delen av Starship-raketen med samma namn. Starship-rymdfarkosten kan rymma cirka 1 200 ton flytande syre eller flytande metanbränsle, där varje bränsletyp placeras i en huvudtank respektive en sekundärtank.

Förutom huvudbränsletankarna används de sekundära bränsletankarna för att driva rymdfarkostens landningsställ. Efter att ha tankats av Starship-rymdfarkosten utökas rymdfarkostens räckvidd till månen, Mars och många andra platser i solsystemet. Längst bak på rymdfarkosten finns sex Raptor-motorer, inklusive tre Raptor-motorer avsedda för att köras i atmosfären och tre Raptor Vacuum-motorer avsedda för att köras i rymden.

Starship-rymdfarkosten har hexagonala plattor som förhindrar att plasma som genereras när den når atmosfären skadar rymdfarkosten, vilket gör att den kan motstå temperaturer upp till 1400 °C. Starships nyttolastvolym är cirka 1000 m3, mycket större än någon annan rymdfarkost.

De 33 motorerna i botten av Super Heavy kan generera cirka 74 meganewton dragkraft, nästan 700 gånger kraftfullare än den dragkraft ett Airbus A320neo-passagerarplan kan generera.

Starship-raketen är nu 120 meter längre, en ökning med 1 meter jämfört med längden vid den andra testuppskjutningen i juni 2023. Den extra längden beror på den 1 meter längre Super Heavy.

Starship-raketen har också dubbelt så stor dragkraft som Saturn V-raketen – den första raketen som tagit människor till månen. Enligt SpaceX kan denna dragkraft lyfta en nyttolast på minst 150 ton från uppskjutningsplattan till låg omloppsbana runt jorden.

Både Starship- och Super Heavy-raketerna drivs av ett bränsle som tillverkas av en blandning av ultrakall flytande metan och flytande syre som kallas methalox.

För närvarande är Starship-raketen planerad att skjutas upp från SpaceX Starbase, Kennedy Space Center och företagets två offshore-uppskjutningsplatser. Efter att ha avfyrat sina 33 Raptor-motorer separeras Super Heavy-steget från Starship i luften. Raketen flyger sedan genom atmosfären och landar på ett par stålbalkar vid uppskjutningstornet. Samtidigt avfyrar Starship sina tre Raptor Vacuum-motorer och försätter sig i omloppsbana. I slutet av uppdraget går rymdfarkosten in i atmosfären och skyddas av en värmesköld. Rymdfarkosten glider sedan tillbaka till landningsplatsen med hjälp av sina två klaffar och avfyrar sina tre Raptor-motorer för en vertikal landning.

Amerikansk miljardärs superraket kan förändra hela rymdindustrin foto 2

Missil efter många uppgraderingar och justeringar.

SpaceX föreslog först planer på en tunglyftraket 2005. Raketens design och namn ändrades ofta mellan då och 2019. I juli 2019 lyfte Starhopper och landade på 150 meters höjd, vilket blev den första raketen som använde Raptor-motorer. I maj 2021 flög Starship, med kodnamnet SN15, till 10 kilometers höjd, gick in i fritt fall och landade framgångsrikt efter fyra misslyckade försök.

Hur landar Starship?

De som tittar i närheten kommer att höra ett dånande dån när Super Heavy saktar ner från överljudshastighet.

I den senaste testuppskjutningen fångade SpaceX den supertunga raketen på sitt torn. Eftersom det inte finns några torn på Mars eller månen för att göra detta måste Starship-raketen kunna landa sig själv på sina egna ben. För att göra detta kommer Starship gradvis att rotera till ett horisontellt läge när den sjunker ner, i vad Musk kallar en "mage flip".

Detta ökar Starships luftmotstånd och hjälper den att sakta ner. När den är tillräckligt nära ytan kommer Starship att sakta ner tillräckligt för att starta sina motorer och få den att stå upprätt igen. Starship kommer sedan att använda sina egna raketer för att räta upp sig själv och landa på en hård yta med hjälp av sitt landningsställ.

Starship har gjort allt ovanstående i tidigare testuppskjutningar – förutom att landa på en hård yta. Hittills har den bara landat i havet.

SpaceX försökte något de aldrig gjort förut. Efter att ha separerat saktade den nedre delen av boostern ner och sänkte sig långsamt mot uppskjutningsplattan medan två gigantiska mekaniska armar grep tag i den – en rörelse som kallas ”grabbing”.

Efter flera simulerade landningar till sjöss, på den femte testuppskjutningen, lyckades landningen av den nedre delen av Starship, den supertunga boostern.

Ett av syftena med en provuppskjutning är att reda ut eventuella problem. Även ett enda misstag kan orsaka att hela raketens inre struktur smälter ner på grund av avgaserna som släpps ut från motorn.

Starship har ambitioner att flyga till månen och Mars

Starship har aldrig haft en besättning, men miljardären Elon Musk och hans företag har ambitiösa planer, med målet att skicka människor till Mars en dag.

På kort sikt kommer Starship-raketen att skjuta upp satelliter, sedan betjäna rymdturister och landsätta astronauter på månen som en del av Artemis-programmet. I en mer avlägsen framtid förväntas raketen förverkliga företagets ambitioner om en bosättning på Mars och genomföra flygningar över jordens kontinenter.

Det har gjorts fyra tidigare testuppskjutningar av Starship. Första gången exploderade raketsystemet i förtid, innan boosterraketerna kunde separera. SpaceX accelererade utvecklingsprocessen genom att testa raketerna med vetskapen om att systemet inte var perfekt, för att lära av misstagen.

SpaceX har verkligen gjort framsteg med varje testuppskjutning – först med en felfri uppskjutning, sedan med en lyckad återinträde, där både Starship- och Super Heavy-raketerna landade kontrollerat och svävade i Indiska oceanen respektive Mexikanska golfen innan de störtade i havet.

Vad mer används Starship till?

Inom en snar framtid skulle Starship-raketen kunna användas för några olika ändamål.

Hittills har miljardären Elon Musk använt sina raketer, som Falcon 9-serien, för att skjuta upp kommersiella Starlink-satelliter.

Dessa satelliter har en kort livslängd på cirka 5 år, och SpaceX behöver kontinuerligt skjuta upp satelliter bara för att behålla samma antal i rymden.

NASA vill använda Starship som en del av sitt Artemis-program, som syftar till att upprätthålla en mänsklig närvaro på månen på lång sikt. NASA planerar att använda Starship för ett månuppdrag år 2026.

I en mer avlägsen framtid vill Elon Musk att Starship-raketen ska kunna göra långa flygningar till Mars och tillbaka – varje väg tar ungefär nio månader.

Tanken är att skjuta upp Starship-raketen i låg omloppsbana runt jorden och lämna den där. Den skulle sedan tankas av ett SpaceX-"tankningsskepp" och fortsätta sin resa till Mars.

Man skulle också kunna tänka sig att använda Starship-raketen för att skjuta upp ett rymdteleskop. Att snabbt skjuta upp tusentals satelliter ut i rymden, eller ett större rymdteleskop, skulle kräva en stor raket.

Starship är också utformat för att bära de tunga nyttolaster som behövs för att bygga rymdstationer, och så småningom, möjligen, infrastruktur för att stödja mänsklig bosättning på månen.

Rymdfarkosten Starship skulle kunna transportera passagerare till månen, Mars och andra destinationer i solsystemet. Inte bara det, passagerarfartyget skulle kunna göra interkontinentala flygningar. Ett fartyg skulle kunna transportera upp till 100 passagerare, med "privata sovutrymmen, gemensamma utrymmen, förvaring, strålskydd och glasrum". Livsuppehållande systemet ombord är "förseglat", vilket innebär att materialet inuti fartyget ständigt återanvänds och återvinns.

Bränsletankfartyget Starship kommer att användas för att utöka räckvidden för andra rymdfarkoster. Enligt Elon Musk behöver vi skjuta upp upp till sju bränsletankar för att skicka ett Starship till månen. Denna idé presenterades av Elon Musk i september 2019 genom att fästa stjärtfenorna på två rymdfarkoster tillsammans. Sedan accelererar båda rymdfarkosterna något mot bränsletankaren med hjälpmotorer och trycker in bränsle i varandra. I oktober 2020 tilldelade NASA SpaceX 53,2 miljoner USD för att testa överföring av 10 ton bränsle mellan två Starships i rymden.

Starship HLS är en variant av rymdfarkosten Starship som är avsedd att landa på månen i Artemis-programmet, efterföljaren till Apollo-programmet. Högst upp på Starship HLS finns fönster och luftslussar, tillsammans med höjdrodrar och ett styrsystem för månlandning. Rymdfarkostens viktigaste egenskap är dess mycket stora nyttolast vid flygning tur och retur mellan jorden och månen. Under en flygning inom Artemis-programmet kommer Starship HLS-rymdfarkosten att flyga framför besättningen i upp till hundra dagar, och sedan kommer rymdfarkosten att överföra bränsle till Starship HLS.

SpaceX lyckades skjuta upp den 122 meter höga Starship-raketen i sitt femte test från Starbase, Texas den 13 oktober (runt 20:25 Hanoi- tid). Under denna testflygning skapade Starship/Super Heavy-raketkombinationen ett mirakel när den framgångsrikt utförde "grip"-mekanismen på sitt första försök. Efter att ha lyckats starta från Mechazilla-uppskjutningstornet landade Starship i Indiska oceanen medan Super Heavy-raketen återvände, landade exakt nära uppskjutningstornet och hölls hårt fast av tornets "chopstick"-robotarm.

Ha Thu

Enligt BBC, Space.com