Starship (SpaceX)

Technology

12 hours ago

Author

Starship je plně znovupoužitelný kosmický dopravní systém, který vyvíjí americká letecká a kosmická společnost SpaceX. Systém je navržen k přepravě posádky i nákladu na orbitu Země, na Měsíc, Mars a dále. Základními součástmi systému jsou opakovaně použitelná nosná raketa Super Heavy a kosmická loď Starship. Celý systém je navržen tak, aby celkové náklady na start v budoucnu klesly až na 2 miliony amerických dolarů.

Nosič Super Heavy (dříve označovaný „BFR“) má být schopen dopravit na oběžnou dráhu Země více než 100 tun nákladu. Pohánět jej mají motory Raptor spalující kapalný metan a kyslík.

Systém Starship má startovat z kosmodromu Starbase (dříve Boca Chica launch site) v Texasu, z bývalých ropných plošin „Phobos“ a „Deimos“ v Mexickém zálivu a také z nově budované rampy, která bude nedaleko stávajícího startovacího komplexu LC-39A v Kennedyho vesmírném středisku, odkud budou probíhat zejména starty Starship HLS.

Podle původních plánů se měl první testovací let uskutečnit už v roce 2020, nicméně v tomto roce došlo pouze ke skoku do výšky 12,5 kilometru. Očekávání prvního orbitálního startu pak mířila ke konci roku 2021 - ačkoliv k němu bylo již téměř vše připraveno, SpaceX stále neměla všechna povolení od Amerického leteckého úřadu. +more Na konci roku však bylo oznámeno, že výsledek environmentálního posouzení základny Starbase bude zveřejněn až 28. února 2022, a to kvůli velkému množství připomínek k jeho návrhu.

Historie a vývoj

Ilustrace BFR během cesty na Měsíc. +more Nosný systém Super Heavy Starship vzešel z konceptu BFR, který byl v roce 2016 veřejnosti představen jako Meziplanetární dopravní systém (Interplanetary Transport System „ITS“). Tato obří raketa o průměru 12 metrů měla mít výšku až 122 metrů. V roce 2017 však byl návrh pozměněn a raketa zhubla na 9 metrů s výškou 106 metrů, tento koncept již byl šéfem SpaceX Elonem Muskem nazván „BFR“ (Big Falcon Rocket). Název BFR byl některými médii i interně ve SpaceX označován jako „Big Fucking Rocket“.

V roce 2018 prošel koncept dalšími změnami a byly přidány aerodynamické plochy pro lepší stabilizaci lodi při průletu různě hustými atmosférami. Celá konstrukce měla být původně vyrobena z uhlíkových kompozitů, ale v roce 2018 bylo rozhodnuto využívat nerezovou ocel. +more Konkrétně se má jednat o upravenou vysoce kvalitní nerezovou ocel 301. Elon Musk také oznámil, že raketa byla přejmenována na Starship.

Dle současných informací má být 120 metrů vysoká. Bude dvoustupňová, přičemž oba stupně budou moci přistát na zemi. +more Raketa bude schopna dopravit na nízkou oběžnou dráhu Země přes 100 tun nákladu. Oficiálně dokončena by měla být začátkem roku 2022.

Pro počáteční testování byl použit technologický demonstrátor Starhopper, na kterém byly provedeny první statické zážehy motoru Raptor a 26. července 2019 úspěšně proběhl první neupoutaný „skok“ do výšky kolem 20 metrů. +more Druhý a poslední pokus proběhl 27. srpna, tentokrát Starhopper vystoupal do výšky 150 metrů a poté měkce přistál. Suborbitální testovací lety lodi Starship začaly v roce 2020, první proběhl 4. srpna 2020 (SN5 do 150 metrů). První výškový suborbitální testovací let Starship, která byla vybavena již aerodynamickou špičkou a 3 motory Raptor, proběhl 9. prosince 2020 (SN8 do 12,5 km) a došlo k neúspěšnému přistání. První úspěšné přistání se podařilo v květnu 2021 prototypu SN15.

První prototyp prvního stupně Super Heavy, s označením B1, byl kompletně zkompletován v březnu 2021. Následně byl ale v dubnu téhož roku rozebrán a sešrotován, z důvodu zastaralého designu. +more Následující prototyp B3 obsahoval několik změn oproti prototypu B1. Největší změnou bylo umístění nádrží, kde u prvního prototypu byla kyslíková nádrž nahoře a metanová dole, zatímco u všech následujících prototypů bude metanová nádrž nahoře a kyslíková dole. Dlouho se nevědělo, kolik bude mít Super Heavy motorů a ani v jaké konfiguraci. V červenci 2021 bylo oficiálně rozhodnuto, že bude mít celkově 33 motorů.

Super Heavy měla podle původních plánů přistávat pomocí obřích přistávacích nohou na vybetonované přistávací ploše vedle orbitální rampy. V roce 2020 ale Elon Musk oznámil návrh, že Super Heavy bude zachytávána pomocí obřích ramen na integrační věži, zvané Mechazilla nebo „Chop Stick", které zachytí Super Heavy pomocí dvou záchytných bodů pod roštovými kormidly. +more Díky tomu nebude potřebovat Super Heavy těžké přistávací nohy, čímž se sníží hmotnost a zároveň zvýší nosnost celé rakety.

V roce 2021 byly oznámeny další změny plánu. Na vrcholu integrační věže nebude integrační jeřáb, který měl být podle původních plánu spojovat Super Heavy se Starship na orbitální rampě. +more Namísto toho bude systém Mechazilla fungovat také jako jeřáb, a tak bude, pomocí tohoto systému, Super Heavy umisťována na vypouštěcí stul a Starship spojována se Super Heavy. Klasické verze Starship, které nebudou určeny pro přistání na jiných vesmírných tělesech, nebudou mít přistávací nohy a budou také zachytávány pomocí systému Mechazilla.

V dubnu 2021 upravená loď Starship, známá jako Starship HLS, vyhrála kontrakt v soutěži o vývoj lunárního přistávacího modulu pro astronauty programu Artemis. NASA podepsala se SpaceX smlouvu ve výši 2,89 miliardy amerických dolarů na vývoj a výrobu Starship HLS a provedení dvou letů - demonstrační mise bez posádky a přistání na Měsíci s posádkou. +more Nicméně na základě protestů firem Blue Origin a Dynetics, se kterými SpaceX soutěžila o kontrakt, byl kontrakt na několik měsíců pozastaven. Nicméně příslušný orgán označil protest jako neoprávněný, a tak mohou práce na lunární Starship pokračovat. První mise má proběhnout nejdříve v roce 2024.

K historicky prvnímu spojení lodi Starship a nosiče Super Heavy na startovací rampě došlo 6. srpna 2021. +more Sestava se tak oficiálně stala největším objektem určeným ke startu do vesmíru v historii lidstva.

V srpnu 2022 oznámila japonská telekomunikační firma SKY Perfect JSAT, že pro ni SpaceX v roce 2024 pomocí systému Starship vynese telekomunikační družici Superbird-9 na přechodovou dráhu ke dráze geostacionární. Tento satelit se stane prvním komerčním nákladem pro loď Starship.

Popis

Super Heavy

Super Heavy je první stupeň, který vynese loď Starship na oběžnou dráhu. Vysoký bude 69 metrů a pohánět jej bude až 33 motorů Raptor, spalujících podchlazený kapalný metan a kapalný kyslík s celkovým tahem 7600 tun. +more 10 motorů vnitřního kruhu a 3 motory umístěné uprostřed budou schopny náklonu. Zbylých 20 motorů umístěných po vnějším okraji, budou zjednodušené motory, zvané Raptor Boost, které nebudou schopny náklonu ani větší vektorizace tahu. Super Heavy nebude klasicky přistávat na pevnině, zachytávat ji bude systém Mechazilla.

Starship

Druhým stupněm je kosmická loď Starship, vysoká 50 metrů. Bude rovněž znovupoužitelná a má být schopna přistát téměř „kdekoliv" na Zemi nebo Marsu. +more Vybavena má být podle aktuálních plánů 9 motory Raptor, třemi atmosférickými a šesti vakuovými. Elon Musk však uvedl, že se zvažuje možnost, že by byla Starship vybavena až 6 vakuovými motory Raptor. Starship může sloužit k přepravě až 100 lidí nebo jako nákladní loď, k čemuž by byla vybavena velkými dveřmi pro vypuštění nákladu na oběžné dráze.

Počítá se s možnosti dotankování nádrží na oběžné dráze Země, díky čemuž bude Starship schopna letu na velké vzdálenosti, například k Marsu. Proto se uvažuje také o variantě Tanker schopné dopravit na oběžnou dráhu pro tyto dálkové lety zásoby paliva.

Stejně jako Super Heavy, Starship nebude přistávat pomocí přistávací nohou na zemi ale bude ji zachytávat systém Mechazilla. Přistávací nohy bude mít pouze měsíční Starship HLS a Starship určená pro lety na Mars, to však jen do doby, než se na Měsíci a Marsu vybuduje místní infrastruktura. +more Lunární Starship, upravená a zjednodušená verze lodi určená pro dopravu osob a nákladu na povrch Měsíce, byla představena v rámci programu NASA na vývoj lunárního modulu pro program Artemis.

Starship HLS

Starship HLS (Human Landing System) bude stejně jako Starship vysoká 50 metrů a široká 9 metrů. Má být schopna na povrch Měsíce dopravit až 100 tun nákladu. +more Na oběžnou dráhu Země ji vynese Super Heavy, avšak bez posádky na palubě. Astronauty ze Země ke Starship HLS a zpět na Zemi bude dopravovat kosmická loď Orion. Starship HLS bude muset být po startu umístěna na oběžnou dráhu Země, kde bude dotankována. Následně se přesune na oběžnou dráhu Měsíce, kde dokáže čekat až 100 dnů na přílet astronautů. Starship HLS je navržena tak, že zůstane na Měsíci nebo na oběžné dráze Měsíce a nebude se vracet zpět na Zemi. Z tohoto důvodu nebude vybavena aerodynamickými křidélky a ani tepelným štítem. Starship HLS bude na povrchu Měsíce přistávat pomocí upravených metanových trysek v horní části lodi. Důvodem je, že motory Raptor mají příliš vysoký tah, což by znemožnilo přistání na povrchu Měsíce. Pomocí metanových trysek bude také startovat z povrchu Měsíce.