Elon Musk o raketě BFR, Raptoru a kolonizaci Marsu

Zakladatel a CEO SpaceX Elon Musk

Elon Musk na konci září představil upravenou verzi rakety BFR, se kterou SpaceX plánuje podnikat výpravy na Mars a také na Měsíc či z bodu A do bodu B na Zemi. Pár týdnů po prezentaci pak na Redditu uspořádal takzvané AMA (Ask Me Anything), ve kterém odpovídal na otázky ohledně BFR, motoru Raptor i kolonizace Marsu obecně.

Dozvěděli jsme se především to, že design rakety, jak jsme ho viděli na přednášce v Adelaide, ještě rozhodně není finální a už teď to vypadá, že kosmická loď dostane do vínku další Raptor a nádrže možná budou navrženy jinak. Musk dále mluvil třeba o problému kosmického záření během cesty na Mars a překvapil informací, že SpaceX je v pokročilém stadiu vývoje zařízení pro výrobu paliva na Rudé planetě.

Poznámka: Otázky i odpovědi mohou být zkráceny a volně přeloženy.

Kosmická loď

Budou pohonné hmoty v kosmické lodi během cest na Mars aktivně chlazeny? 

Hlavní nádrže budou ve vakuu a vnějšek lodi bude dobře izolovaný (především kvůli zahřívání při návratu atmosférou). Předek lodi bude převážně nasměrován ke slunci, takže  k nádržím určeným pro přistání se dostane jen malé množství tepla. Nicméně chlazení paliva lze zajistit také pomocí odpařování. Časem pak možná přidáme kryogenický chladič.

První nákladní mise chystáte už na rok 2022. Jaký je plán vývoje a testování jednotlivých prvků BFR? 

Začneme s lodí ve skutečné velikosti, se kterou budeme provádět krátké skoky do výšky několika set kilometrů. To loď nebude nijak moc namáhat, takže nebude potřebovat tepelný štít a můžeme mít velké palivové rezervy. Navíc k tomu nepotřebujeme velké Raptory uzpůsobené pro vakuum.

Dalším krokem budou orbitální lety s lodí. Za zmínku stojí fakt, že loď [tedy jen horní stupeň – pozn. autora] je s malým nákladem schopna doletět na orbitu sama o sobě. Přidání velkého prvního stupně však zvýší nosnost o více než desetinásobek. Země není vhodná planeta pro jednostupňové rakety. Na Marsu to však není problém.

BFR po přistání na Měsíci

Proč má kosmická loď 4 nohy namísto loňských 3?

Protože 4.

(později)

Zvyšuje to stabilitu na nerovném terénu.

Bude tepelný štít připevněn zvenku na trupu, nebo bude integrovaný?

Tepelný štít bude připevněn přímo ke stěně nádrže. To je z hlediska hmotnosti nejefektivnější. Nechcete krabici v krabici.

Budou metanové manévrovací trysky kosmické lodi odvozeny od Raptoru nebo SuperDraca?

Manévrovací trysky budou mít blíže ke spalovací komoře Raptoru než SuperDracu. Palivo do nich bude vháněno tlakem v nádrži, abychom dosáhli co nejrychlejší reakce (nevzniká zpoždění kvůli roztáčení turbočerpadla).

Jak bude vypadat tankovací varianta kosmické lodi?

Zpočátku bude tankování zajišťovat v podstatě obyčejná loď, akorát bude bez nákladu. Později vyrobíme specializovaný tanker, který bude mít extrémně vysoký hmotnostní poměr mezi plným a prázdným stavem (varování: bude vypadat dost zvláštně).

Dvě spojené lodě BFR při tankování pohonných hmot

Budou tankovací lodě muset při přistání provést “hoverslam” [náročný přistávací manévr]?

Poměr tahu a váhy při přistání bude 1,3 – to je zhruba stejná hodnota jako při startu, takže přistání by mělo být docela hladké a bude vypadat skoro jako start pozpátku.

Jak je u BFR řešena ochrana před radiací?

Běžné záření z okolního prostředí není vzhledem k délce letu nikterak významné. Stačí kryt pro případ sluneční bouře. Ten tvoří malou část lodi.

Proč došlo ke změně tvaru a rozmístění nádrží v lodi?

Cílem bylo eliminovat/minimalizovat složitost potrubních rozvodů. Se současným designem však nejsme zcela spokojeni, takže jej nejspíš ještě přepracujeme.

Může být delta křídlo odstraněno pro cesty do hlubokého vesmíru?

Nenazýval bych to delta křídlem [v oficiální prezentaci bylo použito označení “delta křídlo” – poznámka autora]. Vzhledem k velikosti lodě je tento prvek dost malý a lehký a na rozdíl od běžného křídla se nevyužívá k vytváření vztlaku. Hlavním účelem je vyvažování lodi, aby z orbity nesestupovala motory napřed (to by nedopadlo dobře), a také zajištění ovladatelnosti při průchodu atmosférou.

Raptor

Jak zatím probíhá zvětšování testovacího Raptoru na finální velikost?

Zvětšení Raptoru z 1 MN na 1,7 MN je velmi jednoduché. Výsledný motor bude o dost lehčí, kompaktnější a extrémně zaměřený na znovupoužitelnost.

Cílem je překonat úroveň bezpečnosti aerolinek. Pokud se náš motor spolehlivostí přiblíží tryskovému motoru, bude mít štít, který ochrání okolní motory v případě selhání,  a budeme mít větší počet motorů než dva, kterými běžně disponují letadla, mělo by být možné předčit bezpečnost aerolinek.

To bude obzvlášť důležité při dopravě z bodu A do bodu B na Zemi. Možnost doletět někam za 30 minut místo za 15 hodin nebude zdaleka tak lákavá, když na lístku bude napsáno “mimochodem, možná přitom umřete”.

40sekundový zážeh testovacího motoru Raptor:

Bude Raptor vyroben pomocí 3D tisku?

Některé komponenty Raptoru budou tisknuty, ale většina bude tvořena obráběnými výkovky. Také jsme vyvinuli novou slitinu pro kyslíkové čerpadlo, která je pevná i při vysoké teplotě a nehoří. V prostředí s horkým čistým kyslíkem pod tlakem totiž hoří skoro všechno.

Mohou být vakuové Raptory zažehnuty při běžném atmosférickém tlaku?

Raptory s vysokým expanzním poměrem, neboli vakuové, mohou běžet na plný výkon i v atmosféře s tlakem na hladině moře, ale nedoporučuje se to.

Proč jste se rozhodli pro Raptor s tahem 1,7 MN místo původně plánovaných 3 MN?

Protože jsme srabi.

(později)

Tah motoru byl snížen zhruba úměrně ke zmenšení celé rakety od loňské prezentace. Aby mohla loď bezpečně přistát, i když dojde k selhání motoru v tu nejhorší možnou chvíli, je potřeba mít vícero motorů. Když máte dva motory a jeden odejde, přišli jste o polovinu tahu, což je velký rozdíl i v případě motoru s dobrou regulací tahu.

Částečně kvůli tomu jsme design upravili a po mé prezentaci jsme se rozhodli přidat ještě jeden Raptor se středním expanzním poměrem. Při selhání jednoho motoru tak přijdete jen o třetinu tahu a navíc to umožní vyšší nosnost při dopravě po Zemi.

Mars

Jaké máte plány pro stavbu základny na Marsu?

Naším cílem je připravit základní infrastrukturu pro výrobu paliva a kyslíku a zajistit podmínky pro přežití. Přirovnal bych to k transkontinentální železnici. Další společnosti a miliony lidí budou na Marsu muset vybudovat obrovské průmyslové zázemí.

Vybrali jste už nějaké ideální místo pro přistání na Marsu?

Místo bude muset být co nejníže, aby se maximalizovalo aerodynamické brzdění, být blízko ledu kvůli výrobě pohonných hmot a zároveň někde, kde nejsou obří balvany. Ideálně taky někde u rovníku, jelikož je to optimální pro výrobu solární energie a člověku tam neumrzne zadek.

Kosmická loď BFR startující z povrchu Marsu (Zdroj: SpaceX)

Kdo navrhne a postaví systém pro výrobu pohonných hmot na Marsu?

SpaceX. Vývoj už je v docela pokročilém stadiu. Je to klíčová část celého systému.

Celé AMA si můžete pročíst na Redditu.




  • Mohlo by se vám líbit...

    16
    Diskuze

    avatar
      Odebírat komentáře  
    nejnovější nejstarší nejlepší
    Nastavit upozorňování na
    PiTí
    Host
    PiTí

    Jestli to chápu dobře, tak BFR pro potřeby přepravy Země-Země nebude startovat s prvním stupněm… Tudíš bude startovat jako jednostupňová raketa. To je mnohem realističtější představa než s přístáváním prvního stupně kamsi u města… takhle bude přistávat jen samotná raketa. A koncept se přibližuje letecké dopravě…

    pantomim
    Host
    pantomim

    Chápeš to blbě. Podívej se na video. Startujou oba stupně, první se po oddělení vrací.

    PiTí
    Host
    PiTí

    Video neplatí je staré… čti pořádně… přidání dalšího motoru raptoru -> zvýšení nosnosti na orbitu… horní stupeň je shopen sám o sobě dosáhnout orbity…

    Goodman
    Host
    Goodman

    Podle mě Elon mluvil o prázdném BFR, který je schopen dosáhnout orbity. Čili má to význam pouze při testování.

    Kamil
    Host
    Kamil

    Teď ovšem tvrdil, že přidáním prvního stupně zvýší nosnost na LEO 10x, čili bez prvního stupně by byla 15 tun a to není zas tak málo. To je 100 lidí se zavazadly.

    Honza
    Host
    Honza

    Přesná formulace byla “více než o řád”, s tím bych se do přesné matematiky nepouštěl. Ale je pravda, že 1,5 tuny by byly 2 řády, takže to rozhodně alespoň něco málo unese.

    Goodman
    Host
    Goodman

    Já to počítám trochu jinak. Od údajné nosnosti 15ti tun je nutné odečíst ještě “vnitřek” ITS. Tím mám namysli nějakou vnitřní konstrukci, sedadla, podporu života apod. Už podle prezentace ani Musk nepočítá s jedním stupněm.

    Miroslav Uhlíř
    Host
    Miroslav Uhlíř

    Mohl by teoreticky horní stupeň bez prvního stupně doletět na LEO s několika tunovým nákladem? Jednostupňová raketa na vynášení satelitů na LEO by bylo vážně něco.

    Zdeněk
    Host
    Zdeněk

    Super zprávy.

    tátova.bota
    Host
    tátova.bota

    Otřesně vágní překlad častokrát měnící vyznění odpovědí. Například Elon nenapsal:
    “Proč má kosmická loď 4 nohy namísto loňských 3?

    Protože 4.

    (později)

    Zvyšuje to stabilitu na nerovném terénu.”

    nýbrž

    “protože 4

    zvyšují stabilitu v hrubém terénu”

    atd atd.

    Goodman
    Host
    Goodman

    Mě by zajímalo, zdali se pro ITS počítá s nějakou obslužnou posádkou (medik, kapitán, pilot atd.). Osobně hádám, že bude na Mars vozit pouze kolonisty. Čili pasažéři budou odkázáni na “do it yourself”.

    Kamil
    Host
    Kamil

    Otázka je,kdo jsou kolonisté. Možná ti, co nemají v plánu se vrátit? A to myslím nikdo z prvních deseti letů nebude. A když se zavede kyvadlová doprava, možná tam nějaká profesionální posádka už bude.

    Goodman
    Host
    Goodman

    V profesionální posádce vidím dva veliké háčky. První je cena. Nejenom, že bude těžké najít dostatek kvalifikovaných lidí, ale taky je bude Musk muset dobře zaplatit. Navíc oni seberou místo potencionálním platícím dobrodruhům. Takže když budu trochu fantazírovat a řeknu ok, let bude stát 500tis USD, tak vlastně náklad na jednoho člena posádky je: 500tis USD na Mars + zpáteční let (náklad v podobě amortizace zařízení vyrábějící palivo na Marsu) plácnu 50tis USD + roční plat 200tis USD = 750tis USD min. Druhý háček je v tom, že jeden let na Mars je super dobrodružství. Ale co třeba desátý let? Dost pochybuju, že by se někomu chtělo trávit dlouhé roky v ITS. Nedělám si iluze o nějakém komfortu během letu. Nehledě na to, že tak dlouhý pobyt by byl i dost nebezpečný (radiace, psychika). Můj odhad je takový, že Musk s profesionální posádkou nepočítá. Popravdě, pokud někdo má přežít a prosperovat na Marsu, tak si musí poradit i během letu.