Elon Musk konečně vysvětlil, jak a proč bude Starship využívat ocel místo uhlíkových vláken

Zkušební prototyp lodi Starship budovaný v jižním Texasu (Foto: Elon Musk)

Elon Musk na konci minulého roku oznámil, že design dlouho připravované rakety BFR prošel velkými změnami. Kromě toho, že první stupeň se nově jmenuje Super Heavy a druhý stupeň ponese označení Starship, Musk také prozradil, že vesmírné plavidlo bude místo uhlíkových kompozitů využívat nerezovou ocel. Musk se od té doby na Twitteru postupně podělil o spoustu dalších informací, které odpověděly na řadu otázek ohledně nového designu rakety, ale v některých věcech stále vládly nejasnosti.

V novém rozhovoru pro Popular Mechanics se ale šéf SpaceX konečně rozpovídal o tom, co vedlo k rozhodnutí přejít z uhlíkových kompozitů na ocel, jaké má tento materiál výhody, a dokonce prozradil, jak bude fungovat naprosto unikátní systém chlazení trupu. Zajímavé také je, že o této radikální změně designu přemýšlel už dlouho, ale nějakou dobu mu trvalo, než přesvědčil inženýrský tým o jejích výhodách. Celý rozhovor jsem pro vás s mírnými úpravami přeložil do češtiny:

Máte plné ruce práce s novým designem lodi Starship.

Design lodi Starship a rakety Super Heavy jsem změnil na speciální slitinu nerezové oceli. Už dlouho jsem to zvažoval. Je to poněkud neintuitivní. Dalo mi docela dost práce přesvědčit tým, abychom se vydali tímto směrem. Ale teď jsou přesvědčeni. Usilovali jsme o konstrukci z pokročilých uhlíkových vláken, ale pokrok byl pomalý a cena za kilogram materiálu je 135 dolarů. A 35 % výroby obvykle vyhodíte – když látku odříznete, část není možné použít. Je to impregnované velmi silnou pryskyřicí a je to celé dost složité. A máte 60 až 120 vrstev.

V čem je ocel lepší?

Na nerezové oceli je neintuitivní to, že je pochopitelně levná a dá se s ní rychle pracovat, ale není úplně zřejmé, že je ve skutečnosti také nejlehčí. Když se podíváte na vlastnosti vysoce kvalitní nerezové oceli, tak není zřejmé, že při kryogenních teplotách je její síla o 50 % vyšší. Většina ocelí je při kryogenních teplotách křehká. Znáte ten trik – postříkáte typickou uhlíkovou ocel kapalným dusíkem a po úderu kladivem se roztříští jako sklo. To platí pro většinu druhů oceli, ale pro nerezovou ocel s vysokým obsahem chromu a niklu ne. Ta se při nízkých teplotách ve skutečnosti zpevní a pořád má vysokou duktilitu. Takže třeba při -200 °C máte pořád 12–18% duktilitu bez rizika prasklin.

Odolnost vůči prasklinám je vlastnost, která určuje, zda při vzniku malé praskliny daný materiál prasklinu zastaví, nebo jestli se bude prasklina rozšiřovat. Takže vám to řekne, jak moc se malý kaz v materiálu rozšíří po opakovaných vibračních zátěžových testech. Například keramika nevyniká v zadržování prasklin. Jakmile prasklina vznikne, keramika se chová jako sklo.

Pak záleží na tom, jaký druh kovu máte – některé kovy mají lepší odolnost vůči prasklinám než jiné – a tato odolnost se někdy odvíjí od teploty. Odolnost je vlastně oblast pod křivkou mechanického napětí a deformace – když něco vystavíte napětí, jak moc se daný objekt dokáže deformovat? Je to důležitá výhoda.

Nerezová ocel se používala v počátcích raket Atlas. Starý Atlas měl balonovou nádrž. Vadou těchto raket bylo, že materiál byl tak tenký, že se zhroutil pod vlastní vahou. V několik případech se Atlas zhroutil na rampě a způsobil neštěstí.

Pokud chcete raketu použít také pro návraty do atmosféry, další výhodou oceli je, že má vysoký bod tání. O dost vyšší než hliník. Uhlíková vlákna se sice netaví, ale při určité teplotě dochází k poškození pryskyřice. Takže u hliníku nebo uhlíkových vláken jste omezeni na operační teplotu kolem 150 °C, nárazově možná 175 °C, ale 200 °C už je opravdu na hraně, kdy dochází k oslabování materiálu. Některé uhlíkové kompozity zvládnou 200 °C, ale ty zase nejsou tak pevné. Oproti tomu ocel vydrží 815–870 °C.

Máte metalurgický tým?

Máme skvělý tým specializující se na materiály, ale na začátku budeme jednoduše používat vysoce kvalitní korozivzdornou ocel 301. Důležitá je ještě jedna věc. Při letu na orbitu potřebujete něco, co je pevné při kryogenních teplotách. Ale při návratu potřebujete něco, co odolá vysoké teplotě. Takže hmotnost tepelného štítu se odvíjí od teplot na rozhraní mezi dlaždicemi tepelného štítu a trupem. Ať už je ten spoj mechanický nebo lepený, určuje tloušťku tepelného štítu.

Například u Dragonu se tloušťka dlaždic tepelného štítu odvíjí od tepla ze štítu, které se nahromadí u spoje s konstrukcí lodi. Takže se neodvíjí od toho, jak se opotřebovává materiál dlaždice. Ve skutečnosti tloušťka závisí na vodivosti dlaždice ke spojovací linii. Nechcete totiž, aby vám odpadávaly dlaždice během klesání na padáku.

Výměna dlaždice z materiálu PICA-X na tepelném štítu lodi Dragon (Foto: SpaceX)

V případě oceli máte materiál, který na rozhraní v pohodě zvládne teplotu přes 800 °C místo oněch 150 °C. To znamená, že závětrná strana ocelové konstrukce nepotřebuje žádný tepelný štít. Na návětrné straně pak chci mít vůbec první regenerativní tepelný štít. Trup bude z dvou vrstev nerezové oceli. Bude to v podstatě ocelový sendvič, kde budou dvě vrstvy spojené příčníky. Mezi těmito dvěma vrstvami pak může proudit voda nebo palivo, a na vnější straně budou velmi malé dírky, kterými bude unikat ta voda nebo palivo. Dírky budou tak malé, že půjdou vidět jen zblízka. Návětrná strana rakety by tedy využívala transpiračního chlazení. Celá raketa by byla lesklá jako chrom, ale jedna strana by byla dvojitá, což zároveň zpevní konstrukci, aby to nedopadlo jako staré Atlasy. Takže vlastně máte tepelný štít, který zároveň slouží jako nosná konstrukce. Pokud vím, něco takového dosud nikdo nenavrhnul.

Elon k tomu pak na Twitteru ještě dodal:

Při teplotě kolem 1476 °C  je měrná tepelná kapacita důležitější než latentní teplo z odpařování, a proto je [pro chlazení] kryogenní palivo o trochu lepší volba než voda. Navíc i přes vysokou okolní teplotu může rychlé odpaření vody poněkud neintuitivně způsobit rychlé zmražení a ucpat tak chladící kanálky.

Kde vezmete tu ocel?

Je to obyčejná nerezová ocel 301. Řeknu to takhle: z nerezové oceli 304 se vyrábějí hrnce, takže jí je dostatek.

Jak to ovlivní harmonogram?

Zrychlí ho to. S ocelí se velice snadno pracuje.

A zapomněl jsem zmínit, že uhlíkový kompozit vyjde na 135 dolarů za kilogram, ale 35 % vyhodíte, takže se blížíte spíše k 200 dolarům za kilogram. Ocel stojí 3 dolary za kilogram.


Líbí se vám takovéto články? Chodíte na ElonX rádi a chtěli byste, aby web zůstal bez reklam a redakce mohla nadále vydávat kvalitní obsah? Vyjádřete svou podporu a spokojenost pomocí služby Patreon či jinak a zařaďte se tak po bok ostatních dobrodinců, kteří už web podpořili. Děkujeme za přízeň!




Mohlo by se vám líbit...

Odebírat komentáře
Nastavit upozorňování na
guest
208 Komentáře
nejstarší
nejnovější nejlepší
Inline Feedbacks
Zobrazit všechny komentáře
Pavel

Stále mě udivuje jak rozumí tomu co dělá ☺

peter

to, ze niekto rozprava o tom ako nieco vymyslel, neznamena, ze to tak aj v skutocnosti bolo
napr. taky jobs si tiez rad privlastnoval napady druhych a rozpraval o nich ako by ich vymyslel on 🙂
rovnako to robil napr. aj eddison
musk rad rozprava ako zalozil teslu a pritom vieme, ze ju nezalozil ale neskor si od povodnych zakladatelov kupil pravo oznacovat sa za zakladatela 🙂

aby fungovala PR vizionara, tak on musi o vsetkom rozpravat ako by to vymyslel on, ak by hovoril o tom, ze to vymysleli jeho zamestnanci uz by to nebol vizionar, ale len riaditel/majitel firmy
proste viziu musi vymysliet on, inak nieje vizionar 🙂

Ales

Jobs a eddison byli jen obchodnici. Ano u tesly se oznacuje jako zakladatel a pritom neni. Nicmene porad je na netu dost dukazu jak mluvi o technickych vecech a je videt ze vi o cem mluvi. Rychle by se poznalo kdyby to nebyla pravda.

Roman

Přesně tak. Neni to ani tak davno, kdy Musk veřejně vysmeknul poklonu tymu, který má na starost motor Raptor.

Martin B

If you wanna make enemies, try to change something.
A Musk toho mění hodně.

Martin B

Proč by nemohl za tímto nápadem stát Musk? Musk je inženýr a má titul z fyziky, udělal zkoušky na materiálové inženýrství na Standfordu a technikou se zabývá ok roku 2002. Stačísi poslechnout jako o něm mluvím Tom Mueller – jeho hlavní inženýr přes raketové motory.

A k té Tesle, Musk vstoupil do Tesly 6 měsícu po založení když to byla banda chlápků v garáži a vede ji 16 let. Bez Muska by Tesla neexistovala. To on z ní udělal multimiliardovou společnost.

A jenom tak na okraj, neoznačuje se za zakladatele ale spoluzakladatele, a ani nikdy netvrdil, že ji sám založil.

Karel Kulda

Na podobné lidi nemá smysl reagovat. Stejně příště napíše podobný příspěvek.
Takto vypadá, když někdo nekomu závidí, sám na to nemá, tak se snaží alespoň okopávat kotníky:)

peter

tak najprv k tej tesle, lenze on nieje ani spoluzakladatel, on bol len investor ktory ju ovladol

ja netvrdim, ze to s nebol jeho napad, ale pride mi to dost nepravdepodobne, ale to je len moj nazor
musk urcite nieje debil, to som nikdy netvrdil, ale proste niektori ho pokladate za totalneho genia, ale to on tiez nieje. v spacex musi mat desiatky a desiatky ludi co sa cely zivot zaoberaju len materialovym inzinierstvom a oni strcia v tomto muska do vrecka, tak to proste je, musk moze byt dobry, ale on sa zaobera XY vecami ktore casto ani nesuvisia s pracou inziniera a ti ludia sa zaoberaju vlastnostami materialov cely zivot jednoducho musk nemoze vediet o tom tolko ako oni a keby aj prisiel s tym napadom tak je potom zvlastne, ze ich musel dlho presviedcat, ved ti ludia vedia ake vlastnosti ma uhlikovy kompozit a ake vlastnosti nerez ocel pri tych teplotach s ktorymi sa bude musiet ta raketa vysporiadat.

ale co je najzvlastnejsie je to, ze uz hned pri zaciatku kedy zacali uvazovat o povodnom ITS a neskor o BFR, ze si nerobili nejake studie o tom ako a z coho by to malo byt a tam by predsa mali prebrat rozne vyvojove cesty a jedna z nich by bola aj postavit tu raketu z kovu(uz jedno akeho ci nerez, hlinik, titan) a vyhodnotit vlastnosti jednotlivych koncepcii
takto ako to musk predstavuje to vypada, ze proste o nicom inom ako o uhlikovom kompozite sa neuvazovalo a zrazu po niekolkych rokoch vyvoja pride musk s genialnym napadom, ze podme to postavit z nerezovej ocele a kedze vsetci boli za uhlik tak mu dlho trvalo ich presvedcit(ako keby nevedeli ake vlastnosti ma nerez) ze z nereze to bude predsa len najlepsie 🙂

a tu nastava otazka, ak sa na zaciatku neuvazovalo s nicim inym ako uhlikom, tak kto bol ten genius co firmu poslal na slepu ulicku? ak by prisiel niekto hned s napadom na nerez mohli uz bfr mat postavenu

bude zaujimave sledovat, ze ked znovu zmeni koncepciu ako ju budu fanusikovia zas obhajovat 🙂

Jan Jančura

Teoreticky by to tak mělo být. Ale problém tak silných osobností jako je Musk je, že mu málokdo je ochoten dlouho odporovat, aby nevypadal jako zpátečník apod. Takže se spíše prosazují jeho koncepce, než opatrnější návrhy odborníků.

peter

“Teď už tedy mají o dost jasnější představu o tom, jaké výhody a nevýhody kompozity představují v praxi.”

ak by to tak bolo, tak vyhodit vsetkych materialovych inzinierov lebo nestoja za nic, ked na vyhody a nevyhody kompozitov potrebovali tolko rokov 🙂

ono to bude skor tak, ze muskovi konecne doslo, ze celokompozitova raketa je nad jeho moznosti, nie ze by sa realne nedala postavit, ona sa da, ale naklady na vyvoj a vyrobu tak velkej rakety by si snad nemohla dovolit ani nasa aj keby sa do cela usa dostal novy kenedy so snom dostat usa na mars 🙂
no a tak teraz aby musk neprisiel o image vizionara tak sa snazi urobit z nudze cnost(to je bezna taktika) a tak hovori o neintuitivnosti a podobne frazy 🙂 pricom ziadna neintuitivnost tam nieje, vlastnosti tych materialov su davno zname

Jan Jančura

Mám na p. Melechina dotaz zda tuší, zda u SH/SS se plánuje, že nádrže na palivo a okysličovadlo budou samostatné (vložené do pláště rakety), nebo bude válcová část nádrží součásti pláště rakety.
Samozřejmě obecně platí, že i tým specialistů se může zmýlit resp. změnit celkovou koncepci řešení, jen se mi poslední dobou se zdá, že koncepce od Muska má větší váhu než koncepce těch specialistů a to zejména z netechnických důvodů (termíny apod.).

Jan Jančura

Díky, souhlasím. Náznakem toho řešení je prototyp, kde jsou vidět jen vrchlíky nádrží, ne jejich válcové části. No to aby na modlení – rozžhavené palivo chladícího okruhu vedle nádrží na kapalný kyslík, tak to je přímo bomba. Každá maličká netěsnost může při průletu atmosférou při přistávání SS vyvolat katastrofu mnohem větší než byla havárie amerického raketoplánu.
Já si osobně myslím, že to skončí u pláště s oceli s keramickým obkladem.

peter

no praveze ako hurvinek valku si to predstavujes ty.
sefko chce najvacsiu raketu na svete? supeeer budeme slavni
sefko ju chce z karbonu? pohoda, ideme na tooooo 🙂
sefkovi sa nepaci po rokoch nepaci pokrok? v poho, zahodime celu doterajsiu robotu a ideme na nerez 🙂

nikto netvrdi, ze sa da vsetko dopredu naplanovat, ale predsa vyber materialu na zakladnu konstrukciu je predsa zaklad, tam ked sa seknes tak si v riadnej riti a ak nevedeli, ze nerezova ocel vyjde pri tych teplotach pevnejsia ako karbon, tak nieje nieco v poriadku

peter

netrieskaj hluposti o stovkach roznych variantoch pri jednom materiale, to je kravina, tych moznosti zas az tak vela nieje
a taketo veci si na zaciatku jednoducho musia prebrat

peter

ale to predsa nieje 100vka konstrukcnych rieseni 🙂

je jedno ci raptor bude mat 1MN, alebo 3MN konstrukcne riesenie rakety bude priblizne rovnake, len bude ina vysledna nosnost
ak teda nebudes chciet nahradit 3MN motor tromi 1MN motormi, ale aj tam sa to nebude az taky rozdiel
rozdiel bude len v usporiadani motorovej sekcie, to nema vplyv na to aky material pouzijes na plast a aky typ chladenia zvolis

ono pri extremnych podmienkach vela variacii neexistuje
ked chceli sovieti podobny system ako amicky shuttle tak aj ked nechceli velmi kopirovat dizaj shuttlu tak im proste nic ine neostalo lebo po ich vyskume im ako najlepsie riesenie vyslo to ktore sa na shuttle podoba
a bolo prakticky jedno z coho ten raketoplan stavali, usa stavili na titan, sovieti na hlinikove zliatiny a aj tak bol vysledok podobny

Jaro Pudelka

Pán Melechin, prosím pre zachovanie normálnej úrovne dajte ban nicku Peter.

peter

pudelka takze tebe sa ziada banovat kritikov 🙂
nechces sa vratit do byvaleho rezimu kde existoval len jeden oficialny nazor? 🙂

Karel Kulda

Zavolejte už někdo tomu Elonovi, že to dělá blbě a dejte mu kontakt na Petera. Peter to tam všechno srovná a vysvětlí jim, jak na to:D

Roman

Ty nejses kritik ale troll. A to je hodně velky rozdil. Kritik se da přesvědčit, že nema pravdu a dokonce je schopen ji uznat. Ty jses něco jako fandove placate Země, ty nepřesvědči vubec nic.

peter

ale na to aby si presvedcil kritika musis dodat padne argumenty
to co je za kravinu, ze ten co sa neda presvedcit je troll? co tak sa zamysliet nad tym,ze si nedodal dostatocne silne argumenty aby ho to presvedcilo? 🙂
uvedom si, ze reci jedneho riaditela firmy niesu automaticky povazovane za fakty 🙂 takze nestaci opakovat to co hovori on

Jaro Pudelka

to Peter. Nie som správca tohto webu, len som požiadal o ban pre človeka, ktorý nevie, čo je slušná diskusia. Ide mi o formu, nie o obsah. Akceptujem postoj vlastníka webu a na nick Peter nebudem reagovať. Podobné typy som stretával v mojej branži dosť často, ich praktický prínos bol vždy takmer nulový.

Yokotashi

Vetsi raketa vychazi lepe, nez mensi, protoze hmotnost roste pomaleji, nez objem. Takze povede-li se udelat dost velky motor, nebo zvladnout socasny beh dostatku motoru (N1 33 motoru nezvladla, FH 27 ano), tak je zvetseni relativne bez problemu.

Ohledne kompozitu – Musk nekdy spoleha na vyvoj (viz. baterky do Teslackeho trucku) a mozna, ze sazka na vyvoj nevysla.

Muj odhad je, ze kompozit by byl lehci, nez ocel, ale behem vyroby testovaci nadrze se ukazalo, ze veci nejsou tak jednoduche. Bud by to byslo vyrazne drazsi, nebo o neco tezsi, nez si na zaklade dostupnych informaci mysleli. Proc – to uz si hadat netroufam. Problem s opakovanym namahanim pri znovupouziti? Problem s diagnostikou pri znovupouziti? Problem s vysokou teplotou a timpadem lehky kompozit + tezky tepelny stit? Proste zkusili udelat velky kus kompozitu, ten asi nejak otestovali a dosli k zaveru, ze pro danou odolnost vyjde tezsi, nez si mysleli.

Navic maji vlastni metalurgicky team (kvuli turocerpadlum a dalsim dilum v Raptorech), takze je klidne mozne, ze ten rozdil pochazi z vylepseni ocelove slitiny. To, ze tesovaci kus bude z nerezi na hrnce neznamena, ze z ni bude i letovy hardware.

Jan Jančura

S tím bych souhlasil až na tvrzení, že hmotnost roste pomaleji než objem, o tom nevím.

peter

viac menej suhlas, ale netreba zabudat, ze cim vacsi raketa tym narocnejsi a drahsi vyvoj
a na zaciatku vyvoja si proste musi ten tim sadnut a prebrat na co firma/institucia ma a co je nad jej sily
dalej je lepsie na zaciatku venovat viac casu na planovanie a nejake tie studie, ako sa pustit “prvoplanovo” do vyvoja urcitym smerom ktori vypada ako ten najgenialnejsi a potom po rokoch zistit, ze ups tudy cesta nevede resp. je to podstatne zlozitejsie ako sme si mysleli
hlavne pri sukromnej firme toto moze znamenat a casto aj znamena jej koniec.

3,14ranha

K prvnímu odstavci bych měl poznámku, že pokud tam není nějaký zvláštní nepoměr*, tak objem lodě je věc “čistě” estetická a psycho-hygienická (u orbitálních stanic můžete použít trik s nafukovacími moduly). Ne že bych to těm astronautům a později kolonistům nepřál (právě naopak !). Ale to co se skutečně počítá jsou gramy až tuny nosnosti. Na mars se nebude vozit vzduch, ale doslova kilogramy pasažérů a vybavení.

* tohle je problém třeba u Falconu Heavy – má dostatečnou nosnost, ale má stejně “malý” AD kryt jako obyč. Falcon (takže se tam třeba nevejde B330 nafukovačka)

Jan Jančura

Samozřejmě je hlavním parametrem nosnost, ale u nákladních verzí je to také objem nákladního prostoru (uvádí se i u SLS Cargo). U lodi na Mars je objem obyvatelného prostoru pro 100 lidí určitě také velmi důležitý, pohodlí budoucích klientů bude možná důležitější než nosnost. Kdo by se za takové peníze tlačil jak sardinky v konzervě že?

Tomas

Peter, on ti Musk opravdu tak strašně vadí?? Máš potřebu vyvažovat pochybami a snižováním zasluh jeho výjimečnost?? 😂

kuk

“musk rad rozprava ako zalozil teslu… ”
Kde konkrétně o tom Musk rozpráva? Link?

“si od povodnych zakladatelov kupil pravo oznacovat sa za zakladatela”
Link?

peter

skusil si google? nebudem tu kazdu blbost co sa da dohladat na par klikov na googli linkovat

dan

peter, udělej nám tu radost a obětuj tu trošku času a najdi “na par klikov na googli” požadované linky! Myslím, že se ti pak rádo těch pár kritiků omluví 😉
S těmihle “odkazy na google” máme po zkušenostech s naším prezidentem Zemanem my z ČR trochu špatnou zkušenost…;-) (link… https://cs.wikipedia.org/wiki/Kauza_Hitler_je_gentleman)
I tak si ale myslím, že si to představuješ jednoduše. Věci které fungují v malém, nemusí fungovat ve velkém (při jiných teplotách, tlacích, atd.) a to odzkoušíš jen experimentálně. A v tom je právě obrovská výhoda SpaceX i ostatních Muskových firem. Dlouho teoreticky nebádají nad všemi aspekty, a co nejdřív jak to jde, experimentují. I za cenu slepých uliček.

Pavol

Ked si taky mudry preco potom nevlastnis taku fitmu ty?

Jakub

Já toho chlapa miluju. Pro něj není nic dostatečně velkou překážkou. Ne že by to bylo zcela rozhodující, ale snížení nákladů na pořízení materiálu na padesátinu původní ceny je parádní.

Radek

Otázkou je, o kolik to bude těžší a tím pádem o kolik víc paliva bude zapotřebí.

Hubert

Těžší x lehčí. Jestli jsem pochopil správně. Pokud mám lehkou “raketu” z uhlíku a chci s ní přistát, musím mít težký tepelný štít. A oni vymysleli težší raketu, bez štítu, kde jako chlazení použijí palivo, které bude spáleno při přistání. To zní tak jednoduše, až se mi tomu nechce veřit, nebo to chápu špatně.

smile

ano vypadá to, že to má více pro jak proti…a sám říkal že to bude dokonce lehčí, což teda trochu nechápu oproti kompozitu ale hele…nejlepší bude si počkat jak to dopadne…;) takhle kecat dopředu umí každej ale věřím, že musk ( a nejenom on samozřejmě ale ty lidi co má v teamech) vědí o čem mluví, a taky to všechno teprve musí postavit, otestovat a kdoví jak to nakonec dopadne každopádně je to velice zajimavé to sledovat 🙂

Jan Jančura

Nevím zda lehčí nebo těží, prostě náhradní řešení za původní koncepci. Palivo použité pro chlazení nebude moci být nijak použito, poněvadž z principu transpiračního chlazení pro průchodu vnější stěnu a ochlazení unikne mimo raketu. Pravděpodobně asi shoří, což může být problém. Originální řešení uvažují s nehořlavými látkami – vodou, dusíkem nebo argonem.

petr

Také úplně netuší proč si myslí, že to nevybuchne. Nebo s tím počítají? Technicky je to při tom stlačení vzduchu na plášti náporový motor. Je tam palivo je tam prudce stlačený ohřátý vzduch. Mám za to že to musí vybuchovat. Možná nějaké pulzy. Podle všeho, ale ví co dělají.Třeba tím budou brzdit. Vzhledem k tvaru by to nemuselo plášť poškodit. Jinak nedává smysl, že nechtějí použit něco nehořlavého.

Jan Jančura

Vně rakety může chladící palivo hořet (viz jiný můj příspěvek). Co považuji za potencionální bombu to je horké palivo v mezeře dvojitého pláště v přímém sousedství tekutého kyslíku, kde jakákoliv netěsnost může mít katastrofální následky.
I když se zdá tento princip chlazeného ocelového pláště teoreticky jednoduchý, bude inženýrsky velmi náročný. Normálně by se testovaly zkušební tělesa apod., na to však Musk nemá čas ani peníze. Tím však moc a moc riskuje.

Mira

Pekny článek Elon Musk umi stale prekvapit a jeste kdyz to bude vse dobre fungovat tak klobouk dolu

Zdeněk

Paráda. Díky za překlad článku, teď už je vše mnohem jasnější. Elon průkopník nevyzkoušených technologií. Držím mu palce ať to vyjde. Díky Péťo.

yamato

jedna vec je znizenie nakladov za material, druha vec je znizenie nakladov na vyvoj a pracu. S kompozitom sa pracuje tazko, navija sa vrstva po vrstve, je tam kopec odpadu a ak vznikne chyba, tak sa moze zacat odznova. Ocel je naopak ten najbeznejsi material, da sa rezat, ohybat, spajat, chyby sa daju zavarit apod. Robi sa s tym tak jednoducho, ze raketu vam zvari aj firma na vyrobu vodnych nadrzi :)))) Takze sa da ocakavat znacne urychlenie harmonogramu, ale aj zasadny pokles nakladov na vyvoj. Jedina nevyhoda je, ze to este nikto neskusal…

Samuel

Oceľ používal aj spomínaný Atlas a dodnes je používaný na stupni Centaur kde myslím že už je aj samonosný jediné nevyskúšané je ten regeneratívny tepelný štít.

yamato

no, nevyskusany… staci dat do googlu “transpiration cooling reentry” a vyvalia sa na vas desiatky studii a experimentov uz od 60tych rokov (s velmi slubnymi vysledkami). Transpiracne chladenie sa bezne pouziva napriklad na lopatkach turbin.

Lukáš59

V podstate s tebou vo všetkom súhlasím, len som zvedavý ako sa to odrazí na nosnosti. Predsa len tá oceľ bude tahšia – o koľko oproti kompozitu uvidíme neskôr (samozrejme som zarátal aj dodatočný tepel.štít pokiaľ by šli cestou kompozitu)

yamato

podľa mňa nebude. To čo vravíš platí pre izbové teploty. Starship ale bude navrhnutý pre kryo a vysoké teploty. Keďže kompozit je pri týchto teplotách slabší, museli by ho tam dať viac. Plus samozrejme tepelný štít. V tom je tá neintuitívnosť – v tejto konkrétnej aplikácii vychádza oceľ ľahšie. Všade inde (lietadlá, autá, lode) je ľahší kompozit, pretože netreba riešiť také teplotné extrémy.

peter

ako vies, ze to vychadza lahsie? lebo to povedal musk? 🙂

kde mas istotu, ze vsetko co hovori je pravda?

musk s niecim pride a hned muskfans hovori o tom ako to co prave navrhol je to najlepsie riesenie 🙂
staci si pozriet stare diskusie ked prisiel s ITS, ked prisiel s prvou velkou zmenou,…. vzdy to co prave povedal bola ta najlepsia moznost 🙂
vtedy najlepsia moznost boli kompozity lebo to musk povedal, dnes su najlepsia moznost nerezove ocele lebo to musk povedal 🙂

inak zda sa mi zvlastne, ze na ten napad zmenit uhlikovy kompozit za nerez musel prist prave musk, ved v tom time musi mat spickovych odbornikov na materialy daleko lepsich ako je on sam a oni mu vyhody a nevyhody jednotlivych materialov musia sypat z rukava 🙂 ale zas ich vsetkych zatienil svojou genialitou samotny musk a mesiace ich musel presviedcat, ze toto je to spravne riesenie 🙂
proste vizionar ako sa patri 🙂 najprv prisiel s viziou celekompozitovej rakety a ked to neslo tak rychlo ako si predstavoval tak mal novu viziu, ze najlepsie to bude z nerezovej ocele a nebal sa toho ze ho budu zosmiesnovat tak ako sovietov ked nespravili mig25 z titanu, ale pouzili nerezovu ocel 🙂

yamato

bavime sa o tom, co bolo povedane. Ked bolo povedane, ze ocel je pri kryo a vysokych teplotach pevnejsia nez uhlik, tak nizsia hmotnost ocelovej lode je vecou logiky, nie toho ci to povedal Musk. My tu vyvodzujeme zavery z toho, co bolo aktualne odprezentovane. Nerobime po Muskovi skusku spravnosti ani mu nezapalujeme sviecky na oltari.
Ak sa citis kompetentny spochybnovat Muskove zavery, tak nech sa paci, radi si prestudujeme tvoje teoreticke alebo experimentalne vysledky. Len ta musim varovat ze Musk je o tri orbitalne rakety a dve lode pred tebou ;)))

peter

Nerobime po Muskovi skusku spravnosti
ale to by asi bolo vhodne a nie len opakovat jeho reci, alebo aspon to napisat stylom “podla muska to vychadza lepsie” a nie “vychadza to lepsie” 🙂

yamato

tak tieto komentare su k clanku, ktory informuje o rozhovore s Muskom. To da rozum ze to vychadza lahsie “podla Muska”, ja som karbonovu kryonadrz pre vesmirne aplikacie nazivo ani nevidel :)))

peter

ale musk sa chvalil, ze ju uz testuju a zrazu sa nehodi? 🙂
to ako funguje vyvoj v spacex? to si akoze ani nediskutuju o vlastnostiach materialov ktore idu pouzit? oni sa akoze rovno vrhnu na stavbu prototypu, minu na to miliony,mozno desiatky milionov aby potom ich sef vo svojom volnom case kedy prespava v kancli svojej druhej firmy prisiel na to, ze lepsie bude pouzit uplne iny material? pritom ten povodny roky ospevoval kde sa dalo 🙂

vyber materialu sa ma robit na zaciatku projektu a maju sa preskumat co najsirsie skupiny materialov a posudit ich vyhody a nevyhody na ten projekt
toto nevrha na spacex zrovna dobre svetlo, ze roky presadzuju karbon a teraz zrazu pridu na to, ze nerez bude na tom lepsie? 🙂
co to ma musk za materialovych inzinierov, ze toto nevedeli uz pred rokmi? ved keby nezabijali cas najvacsou karbonovou nadrzou na svete tak dnes by uz skurvene velka raketa lietala 🙂

Ivo Janáček

Pokud bys četl pozorně tyto stránky, tak bys věděl jak se ve SpaceX rozhoduje a tohle do toho zcela přesně zapadá.

petr

to je na Spacex nejlepší..nebojí se vydat jinou cestou i když už utratili spoustu peněz. NASA by přešlapovala na místě, protože politici by vyhozené peníze nevstřebali. Nicméně i opuštěný koncept má cenu. Vždy se můžou k výsledkům testů vrátit někdy jinde v něčem jiném a použít je.

Ivo Janáček

Ve srovnání s tím, co běžně utrácí NASA utratili jen drobky a dostali se mnohem dál než NASA.

Jan Jančura

Vcelku s Vámi souhlasím. Když začínám s tak velkým novým novým podnikem tak předem sezvu skupinu nejlepších odborníků a nechám jim navrhnout a posoudit různé varianty řešení. Uvedené nevýhody uhlíkových kompozitů jsou přece obecně známé. Určitě je mu odborníci řekli. On je však jejich názor neakceptoval, myslel si jak obvykle si takoví vizionáři myslí, že jsou odborníci konzervativní. Někdy tomu tak může být, ale většinou mají ti odborníci pravdu. Teď dělá z nouze cnost, Taková chlazení kovových povrchů vystavených vysokým teplotám jsou obecně známá – spalovací komory raketových motorů nebo parních kotlů apod. Souhlasím se že to poprvé bude asi u plášťů raket. Ono to však s ohledem na nestabilní podmínky na jeho povrchu bude nesmírně komplikované

Martin B

Vy děláte, jako by to byla první Muskova raketa. Musk se podílí na technickém vývoji raket pro SpaceX posledních 16 let. On opravdu není chlápek co jde jenom tak kolem.

BlackSheep

Jan Jančura to zhodnotil pekne. Nie je to prvá raketa, ale aj mne sa skôr javí, že jeho snaha o supertank z kompozitov nemal potrebné vlastnosti. Stačí si spomenúť na fotky, ktoré boli prednedávnom prezentované tuším že samým Muskom na twitteri.
Odvádza kus skvelej práce, ale stále je zavislý na financiách iných. Preto prepúšťanie v SpaceX, Tesle. Tesla mala stáť 35tis.$ a cenovo je zatiaľ o dosť vyššie.
Prosto, nie všetko s čím príde je technicky prevrat. Niekedy je to marketingovo dobre zvládnuta reč.
Stále mu však a jeho tímu držím palce.

Lukáš Košík

Ty jsi fakt pako. 😀 A takhle to prosím dopadne, když sem začnou chodit lidi z živě. No povídej, Petře, odkud ses dozvěděl o ElonX, he? 😀

3,14ranha

Jestliže za poslední 3 roky byl design BFR 3 x radikálně překopán a přesto SpaceX (resp. Elon) neochvějně tvrdí že se poletí na orbitu cca v roce 2020 (tedy příští rok) tak to zakládá na určitou skepsi. (existenci “Muskovy konstanty” přiznávají i nejzarytější fanoušci)

SpaceX samozřejmě je soukromá firma, takže nemá povinnost informovat veřejnost o vnitřních procesech atd.

Nicméně jsme všichni viděli na twitteru kompozitní nádrž (podle Elona největší na světě, heč !) a její zkoušku, později obrovský přípravek pro zapékání kompozitů a Elon vychvaloval kompozity kudy chodil, a existovaly neoficiální informace o uzavření smlouvy o dodávkách materiálu (kvalitní materiál pro kompozity vyrábí jen pár firem na světě)

najednou se kompozity nehodí na hnůj a Elon o tom dlouhé měsíce musel přesvědčovat odborníky (kteří to mají jako obor)… ale no tak 😉

Já mu sice fandím, ale je třeba rozlišovat PR kecy od reality 😀

Samuel

Prečo sa niekto vôbec chytá na to že musk mesiace presviedčal inžinierov? Logicky všetci čo dlhšiu dobu sledujú SpaceX vedia ako pracujú, proste robia kroky dopredu a skúšajú za pochodu nerobia xy testov predtým než niečo spravia. Takto skúšali CF kompozit a asi sa im ukázalo že to kvôli cene a časovej náročnsti vývoja takej štruktúry nieje cesta. Dalej to že veké rozhodnutia robí Elon je fakt ako napríklad pri pintle injectore pre Merlin proste mali na výber klasické vstrekovanie paliva a kopec ventilov čo by spravilo motor ťažkým ale bola to vyšlapaná cesta alebo pintle injector ktorý sa nikdy nepoužil na tak veľkom motore. Vieme ako to dopadlo, Merliny 1D má aj vďaka tomu rozhodnutiu najlepšie TWR v histórii.

peter

a ty vies aki ludia chodia na zive? ja nie lebo tam nechodim uz dlhe roky, ale ty tam zjavne chodis 🙂

Lukáš Košík

Ok. A jak že ses tedy dozvěděl o ElonX?

peter

to uz neviem, pravdepodobne som nieco hladal o spacex,tesle,muskovi,… a google vyhodil link sem

a je to take podstatne, ze odkial som sa dozvedel o tomto webe? robis nejaku studiu o tom odkial sem ludia pridu? to bude lepsie kontaktovat admina nech ti da data odkial sem ludia prichadzaju budes to mat jednoduchsie ako to zistovat takto cez diskusiu 🙂

hotovson

boze, ty jsi tak chytry a vsevedouci, ze se divim, ze jeste nemas vlastni “SpaceY” a nevozis naklad na ISS misto Muska…

Zdeněk

😃 To bylo dobrý.

Milan

Geniální = když lepší řešení je jednodušší. A tohle zní geniálně. Ten tepelný štít – WOW!!! Jestli to bude fungovat, tak je to bomba!

Ctirad

Dobrý den, děkuji za nové informace – bezva článek. Mám jednu otázku: “že při kryogenních teplotách je její síla o 50 % vyšší” – tím se asi má na mysli síla=pevnost (únosnost). O 50% vyšší než co? Děkuji.

Ales

…vyssi nez za bezne teploty (20°C)

Jakub

Já to z předchozího vyjádření někde jinde pochopil jako srovnání v tím karbonem. Že při kryogenních teplotách má ocel o 50% lepší pevnost než karbon.

Martin B

Musk už předtím řekl, že ocel je při kryogenních teplotách lehce pevnější než uhlíkový kompozit. 50% mi zrovna nepřijde jako “Lehce”

Ales

Ne pevnost ve smyslu meze pevnosti ale rekl bych ze tim musk myslel vrubovou houzevnatost. Pak by daval smysl i ten zbytek odstavce.

Mirek

Musk opět předvedl, že je génius. Vezme běžně dostupné technologie a vytvoří z nich něco pokrokového. Levná ocel, regenerativní tepelný štít, který zároveň slouží jako nosná konstrukce. Prostě geniální!

yamato

normalne inzinierstvo. Skor je otazka, preco sa vsetci ostatni zubami nechtami drzia technologickych postupov, ktore boli dane pred 60 rokmi snahou byt prvy za kazdu cenu (jednorazova balisticka raketa ako dopravny prostriedok, jednorazova kabina velkosti jadrovej hlavice, jednorazovy pasivny ablativny stit – tiez odvodeny od jadrovych hlavic)

Kotlopou

Takhle Musk operuje všude – on nedělá věci z budoucnosti, jen posouvá zastaralá odvětví.

Jan Jančura

Protože to pro dané účely a příslušnou dobu vyhovovalo a bylo celkově levnější. Stačilo přizpůsobit vojenské aplikace pro civilní řešení. Nynější úroveň vědy a techniky umožňují jiná řešení. I Mask na Dragonu používá keramický štít. Nyní shledal, že jeho použití na SS nevyhovuje a tak přešel na jiné, náhradní řešení.

yamato

no ved o tom hovorim. Vsetci ostatni sa drzia toho, co bolo vyhodne pred 60 rokmi. Okrem SpaceX, za co ju polovica ludi zboznuje a druha polovica nenavidi.

Honza

Docela by me zajimalo, jak s temi mikrootvory na Marsu, kde je pomerne prasno a je tam nizky tlak. Nebude se ten metan varit bez zahrati jen diky tomu?

yamato

nebude, pretoze bude v nadrzi. Takze vonkajsi (atmosfericky) tlak je irelevantny a tlak v nadrzi je regulovany.

Co sa tyka upchavania, predpokladam ze tento problem uz ma nejake standardne riesenie (transpiracne chladenie sa v niektorych aplikaciach uz bezne pouziva). Tipujem ze otvory maju taky prierez, aby prach nemohol uviaznut priamo v otvore + pracovny tlak vyfukne vsetko co tam nepatri.

otaznick

Moc děkuji za překlad. To je přesně to myšlení out of box, které na Elonovi zbožňujeme. 🙂
Na první pohled se mrhá palivem na přistání prvního stupně či chlazení tepelného štítu, ale získá se tím mnoho víc.
Je super, že změna konstrukce zrychlí vývoj. Ta časová úspora nakonec stejně bude potřeba na zdlouhavé testování nevyzkoušených prvků.
Pořád je podle mě kritické místo kloub otočných nohou. I když možná se budou nohy nakonec nějakým způsobem zasunovat, aby se neriskovalo selhání.

yamato

podotykam ze cena paliva je takmer irelevantna a pridat par ton paliva je len otazkou mierneho predlzenia nadrze. Ak uvazime kolko veci sa da riesit palivom (start, tepelna ochrana, pristavanie, radiacna ochrana…), tak zakladne heslo kozmonautiky by malo byt “ak mas problem, daj viac paliva” :))) Popravde cely uspech Falconu9 spociva v tom, ze dali viac paliva

Kotlopou

Pozor, pořád platí raketová rovnice. Pokud dáte víc paliva, loď je těžší a máte klesající výnosy. Nejde o cenu, ale o nosnost.

yamato

heh, to nie je pravda. Samozrejme ze o cenu ide az v prvom rade. Teda pokial nie ste kongres a utracate vlastne peniaze.

yamato

az na to ze “viac paliva” prinieslo prvy realne a prakticky znovupouzitelny prvy stupen. Ciolkovskeho rovnicu samozrejme poznam a viem co to znamena zobrat viac paliva. Musite sa ale pozriet aj na opacny koniec rovnice – extremne setrenie hmotnostou prinasa jednorazove riesenia, odlahcovanie a miniaturizaciu za extremne naklady.
Nakoniec zistite, ze postavit a prevadzkovat obrovsky nosic, ktory zvladne vyniest aj to “navyse” palivo, je lacnejsie a efektivnejsie. Mimochodom, ak by raketa nezvladla vyniest ani sama seba, tak je chyba v konstrukcii rakety. Paliva nemoze byt privela, iba primalo.

Jan Jančura

To není jen přidání více paliva, aby to vyneslo palivo pro návrat, taky to zvyšuje nároky na výkon motorů apod.
On Musk ledaskde snižuje hmotnost rakety, na druhé straně vysokým počtem méně výkonných motorů je zase zvyšuje. Jeden výkonný motor je určitě lehčí, než 31 méně výkonných motorů. Pravděpodobnost poruchy u 31 motorů je také mnohem větší než u jednoho motoru. Samozřejmě je otázkou nakolik se jedná jen o výpadek, který se u 31 motorů lehce nahradí, nebo o závadu, které ovlivní celou raketu.

daevid

Nie tak celkom… Len v zkratke, thrust to weight ratio

peter

thrust to weight ratio
ovela dolezitejsia je efektivita motora ako pomer tah/hmotnost

Ivo Janáček

To je nesmysl, raději dám deset tun paliva navíc a přistanu než bych těch deset tun ušetřil a přišel o celou raketu.

Kotlopou

Zde myšleno: Pokud palivo použijete k čemukoliv jinému než pohonu, stává se z něj náklad a ubírá vám to hmotnost nákladu užitečného. Není to narážka na přistání, ale na to chlazení – je to dobrý nápad, ale nejde říct, že přidáme 50 tun paliva, což je v porovnání s hmotností rakety prd, když to palivo nespálíme, protože v porovnání s nosností už je to problém.

yamato

jasne ze tych 50ton znizi nosnost. Stale vsak moze zostavat xxx ton uzitocnej nosnosti. Takze na jednu stranu pesimista slzi, ze to mohlo byt este o 50ton viac. Optimista sa raduje, ze tym palivom vyriesil pristatie aj chladenie naraz, a to systemom ktory je kompletne reusable a mars-worthy. Takze v konecnom dosledku ide o to ci ste pesimista alebo optimista :)))

3,14ranha

Realista si sedne k papíru a vyjde mu že BFR vlastně bude jakoby reusable SLS. Finančně jistě zajímavé a pro lidstvo pokrok

… ale už to není tak šokující jako tři roky staré plány na ITS o nosnosti 300 tun (reusable na LEO) !!!

Jan Jančura

Samozřejmě současně nevyřeší současně přistání a chlazení současně. Nejdříve při vstupu do atmosféry
je brzděná kinetická energie rakety třením o atmosféru, kdy je ocelový plášť rakety chlazen palivem, které vytéká z vnějšího pláště ven, čímž se nenávratně ztrácí. Pak raketa padá do spodních vrstev atmosféry, kdy pro zabrzdění volného pádu slouží motory rakety poháněné zbytkem paliva.

Josef

Pointa: Pokud palivo během letu rakety nepoužiju na spálení, není to vlastně palivo :). Což znamená, že palivo na chlazení pláště rakety je v podstatě chladící kapalina. Jen není skladována v samostatné nádrži, ale společně s palivem. Takže do vesmíru neposílám víc paliva, ale stejně paliva + chladící kapalinu navíc. Chladící kapalina by klidně mohla být skladována odděleně v samostatné nádrži, jenže to už by nebylo tak geniální. Raketa by měla totiž musela mít jednu nádrž navíc (další hmotnost), zároveň by přišla o klíčovou výhodu, kterou je možnost vzájemného předávání energie mezi palivem a chladící kapalinou. Chladící kapalinu potřebuju ochladit palivem, palivo potřebuju ve fázi návratu do atmosféry ohřát chladící kapalinou :). Ušetřím tím úplně všude, zároveň vylepším několik letových parametrů lodi.