Do pięciu razy sztuka – nareszcie SpaceX udało się wylądować Starshipem
SpaceX miało problemy z lądowaniem testowymi modelami Starshipa. Do wczoraj ten wyczyn udał im się tylko raz i to połowicznie, bo SN10 uderzył tak mocno o ziemię, że po kilku minutach eksplodował. SN15 w końcu poprawnie i delikatnie wylądował. Wygląda na to, że wszystkie poprawki i zmiany w projekcie wprowadzone w ostatnim czasie przyniosły efekty.
SN8, SN9, SN10, SN11 i… SN15
Numeracja SpaceX może być trochę myląca. Wynika ona jednak z tego, że po SN11 postanowiono wprowadzić sporo zmian w projekcie i wstrzymano produkcję kolejnych rakiet. Zamiast tego zbudowano od razu SN15. Jak się przekonaliśmy, była to dobra decyzja.
Nie wszystkie z podjętych wcześniej przez SpaceX decyzji były tak udane. Przykładem tej mniej udanej może być użycie helu, jako gazu do wyrównania ciśnienia w zbiornikach paliwa. Rakieta w czasie lotu zużywa paliwo i musi czymś wypełnić wolną przestrzeń w zbiornikach. Zazwyczaj używa się do tego właśnie sprężonego gazu. SpaceX początkowo chciało użyć metanu, który jest również paliwem. Silniki Raptor, poza normalną pracą, miały zgazowywać część metanu i wtłaczać go z powrotem do zbiorników paliwa, aby utrzymywać odpowiednie ciśnienie. Jednak w początkowych modelach Starshipa ciśnienie wytwarzane w ten sposób było za niskie i finalnie silniki dostawały za mało paliwa, a co za tym idzie ich ciąg był zbyt mały, aby lądowanie mogło się udać.
SpaceX postanowiło rozwiązać ten problem używając butli z helem. Miał być on wpuszczany do zbiorników paliwa zamiast zgazowanego metanu. Jednak przykład Starship SN10 pokazał, że to była błędna droga. Wtedy lądowanie prawie się udało. Jednak prędkość pod koniec lądowania była zbyt wysoka i rakieta za mocno uderzyła w platformę do lądowania. Spowodowało to uszkodzenie całej konstrukcji i rozszczelnienie zbiorników z metanem, co skutkowało eksplozją. Jak się później okazało, powodem tego zbyt szybkiego podejścia do lądowania, był również zbyt niski ciąg silników. Skąd ten problem, skoro użyto helu, aby silniki pracowały prawidłowo?
Jak się później okazało, sprężony hel rozpuszczał się w ciekłym metanie. Taki roztwór powodował spadek wydajności silników. Dlatego SpaceX wróciło do pierwotnego pomysłu i znowu zaczęło zgazowywać metan, aby nim wyrównywać ciśnienie. W przypadku tego rozwiązania nie mamy problemu z tworzeniem się mieszaniny, która ma znacznie mniejszą wydajność.
Co dalej ze Starshipem
Wszystko wskazuje na to, że największe problemy zostały rozwiązane i SpaceX będzie mogło przejść do dalszych prac nad Starshipem. Możemy się spodziewać wkrótce lotu SN16. Zapewne będzie bardzo podobny do tego wykonanego przez SN15. SpaceX w ten sposób potwierdzi, że lądowanie SN15 to nie był przypadek, tylko wynik ich prac w ostatnim czasie. Możliwe, że SN16 poleci nawet dwa razy, żeby sprawdzić jak Starship w obecnej formie radzi sobie w wielokrotnym użyciem.
Starship SN15 has landed. @NASASpaceflight pic.twitter.com/skBLajb6Z2
— Jack Beyer (@thejackbeyer) May 5, 2021
Kolejnym dużym wydarzeniem będzie pierwszy lot SuperHeavy, czyli gigantycznego pierwszego stopnia dla Starshipa. Najprościej SuperHeavy można opisać jako przeskalowany w górę, pierwszy stopień Falcona 9. SuperHeavy, podobnie jak Falcon 9, będzie miał wracać na Ziemię i lądować. W tym przypadku powinno być jednak znacznie łatwiej, bo przed lądowaniem, nie trzeba będzie wykonywać żadnych niebezpiecznych manewrów. Powrót SuperHeavy będzie bardzo przypominał powroty pierwszego stopnia Falcona 9, więc SpaceX ma tutaj dużą wiedzę i doświadczenie, dlatego nie spodziewam się większych problemów z pionowym lotem do góry i powrotem na Ziemię. Modele testowe SuperHeavy mają oznaczenia BN. Pierwszy z nich – BN1 – został już zbudowany i obecnie SpaceX zaczęło jego demontaż. Z założenia nie miał on nigdy polecieć. SpaceX chciało sprawdzić czy jest w stanie poskładać w całości tak wielką rakietę, czy musi jakoś przebudować swoją placówkę i wybudować pod to nową infrastrukturę.
SuperHeavy BN2 najprawdopodobniej wykona testowy lot na kilka lub kilkanaście kilometrów. W przypadku SuperHeavy BN3 możemy spodziewać się integracji ze Starshipem SN20 i pierwszego lotu. Będzie to też zapewne pierwszy lot orbitalny Starshipa. Zamiast na wysokość 10km, całość poleci na wysokość kilkuset kilometrów. Wtedy również zobaczymy pierwszy, prawdziwy test osłony termicznej Starshipa. Przy wejściu w atmosferę, powierzchnia Starshipa będzie się nagrzewać do kilku tysięcy stopni. Jeśli pojazd ma przetrwać taki powrót, będzie musiał poradzić sobie z takimi temperaturami. To nie lada wyzwanie, zwłaszcza, że w zbiornikach paliwa mamy metan i tlen w kriogenicznych temperaturach poniżej -200 stopni.
Teraz dalsze plany SpaceX mogą wydawać się szalone i trudne do realizacji. Jednak to samo można było powiedzieć miesiąc temu, albo kilka lat temu, gdy mówili o lądowaniu pierwszym stopniem Falcona 9. Elon chciałby, żeby orbitalny lot Starshipa miał miejsce w lipcu tego roku. Wydaje się to niemożliwe, biorąc pod uwagę fakt, że połączenie Starshipa SN20 z SuperHeavy BN3 będzie wymagało specjalnej wieży na nowym stanowisko startowym. Całość jest dopiero budowana i raczej ciężko będzie SpaceX ukończyć budowę w tak krótkim czasie. Wydaje mi się jednak, że w tym roku na pewno zobaczymy próbę takiego lotu i miejmy nadzieję, że udaną.
Błażej Faliszek
Użytkownik sprzętu Apple od ponad 10 lat. Najcześciej piszę o kosmosie (SpaceX) ale również o elektronice i DIY (Raspberry Pi, Arduino). Działam w stowarzyszeniu Hackerspace Silesia a ostatnio mocno wkręciłem się w temat filtrów powietrza.