Kosmická loď Starship by mohla způsobit revoluci a umožnit dosud nepředstavitelné vědecké mise

Na webu MIT Technology vyšel v prosince 2021 zajímavý článek o tom, jak by Starship mohla způsobit revoluci ve vědeckém bádání díky své vysoké nosnosti a potenciálně nízké ceně. Starship samozřejmě má před sebou ještě mnoho testů a reálná cenovka i parametry jsou prozatím jen teoretické, ale to nebrání některým vědcům v tom, aby už dnes přemýšleli nad tím, jak by mohli za pár let využít obrovského potenciálu této revoluční kosmické lodi. Následuje překlad celého původního článku.


S prvním orbitálním testovacím startem Starship na obzoru vědci sní o tom, co by to mohlo umožnit – od výletů na Neptun až po planetární obranu.

Pokud vše půjde podle plánu, SpaceX letos vypustí největší raketu v historii lidstva. Starship je přes 120 metrů vysoká a je navržena tak, aby dopravila astronauty NASA na Měsíc. Ale generální ředitel SpaceX, Elon Musk, má větší ambice – chce Starship využít ke kolonizaci Marsu.

Starship startuje ze základny na Marsu (Zdroj: SpaceX)

O schopnostech Starship pro přepravu lidí do vesmíru se toho napsalo už mnoho. Ale tato raketa by také mohla způsobit revoluci v tom, co víme o našich sousedních planetách a měsících. „Starship by zcela změnila způsob, jakým můžeme provádět průzkum sluneční soustavy,“ říká Ali Bramson, planetární vědkyně z Purdue University. „Vedlo by to k obrovskému rozmachu planetární vědy.“

Pokud Starship dostojí slibům, vědci již hovoří o vyslání misí k Neptunu a jeho největšímu měsíci ve vnější sluneční soustavě, přivezení obrovského množství hornin z Měsíce a Marsu a dokonce o vývoji inovativních způsobů, jak chránit Zemi před asteroidy.

Starship, která se staví v texaské „Starbase“, se skládá z obří kosmické lodi na vrcholu velkého nosiče známého jako Super Heavy. Oba mohou přistát zpět na Zemi, aby je bylo možné znovu použít a snížit tak náklady. Celá raketa bude schopná dopravovat 100 tun nákladu a lidí do vesmíru v rámci pravidelných nízkonákladových misí. Objem využitelného prostoru ve Starship je neuvěřitelných 1000 metrů krychlových – je tedy dost velký na to, aby se do něj vešla celá Eiffelova věž v rozloženém stavu. A to je pro vědce vzrušující.

„Starship je fakt něco, wow,” říká James Head, planetární vědec z Brown University.

Srovnání Starship, SLS, Falconu Heavy a dalších raket (Zdroj: Astronomy.com)

V polovině listopadu 2021 na veřejně přístupném virtuálním setkání o Starship pořádaném americkými Národními akademiemi věd, inženýrství a medicíny Musk diskutoval o vědeckém potenciálu projektu. „Je nesmírně důležité, abychom se co nejrychleji pokusili stát multiplanetárním druhem,“ řekl. „Cestou se toho hodně dozvíme o povaze vesmíru.“ Starship by mohla při letech nést „spoustu vědeckého vybavení“, řekl Musk – mnohem více, než je v současnosti možné. „Získali bychom ohromné ​​množství poznatků ve srovnání s tím, když bychom museli posílat poměrně malé sondy s omezeným vědeckým vybavením, což je to, co v současnosti děláme,“ řekl.

„Mohli byste dostat 100tunový přístroj na povrch Europy,“ řekl Musk.

Kosmická loď ITS, předchůdce Starship, na povrchu Europy (Zdroj: SpaceX)

Levná a opakovaně použitelná

Ústředním bodem mnoha z těchto myšlenek je, že Starship je navržena tak, aby nebyla jen velká, ale také levná. Zatímco agentury jako NASA a ESA musí pečlivě vybírat různé mise, které budou financovat, přičemž ceny za start se pohybují v desítkách nebo stovkách milionů dolarů. Cenově dostupná Starship by tak mohla otevřít dveře mnoha dalším misím. „Nízké náklady na start mají potenciál skutečně změnit vědecký výzkum,“ říká Andrew Westphal, lektor fyziky na Kalifornské univerzitě v Berkeley. Náklady na jeden start Starship by potenciálně mohly být jen 2 miliony dolarů. „Lze si představit soukromě financované mise a sdružení občanů, kteří by se složili na vynesení nějakého nákladu.“

A co víc, Starship má klíčovou výhodu oproti jiným vyvíjeným supertěžkým raketám, jako je hodně zpožděný Space Launch System nebo raketa New Glenn od Blue Originu. Horní polovina rakety je navržena tak, aby ji na oběžné dráze Země dotankovaly jiné Starship, takže větší část její nosné kapacity může být využita pro vědecká zařízení místo paliva. Například přeprava lidí na Měsíc může vyžadovat osm samostatných startů, přičemž každá „tankerová Starship“ dodá pohonné látky pro „lunární Starship“, která se poté s vědeckým vybavením a posádkou přesune na Měsíc.

Orbitální tankování Starship (Zdroj: SpaceX)

Vědci nyní začínají snít o tom, co by jim Starship mohla umožnit. Začátkem tohoto roku článek publikovaný Jennifer Heldmann z NASA Ames Research Center zkoumal některé z vědeckých příležitostí, které by mohly být možné díky letům Starship na Měsíc a Mars. Jednou z velkých výhod je, že Starship může ze Země nést zařízení v plné velikosti – není třeba jej miniaturizovat, aby se vešlo do menší rakety, jak to bylo potřeba u lunárních misí Apollo. Například „můžete přivézt vrtnou soupravu,“ říká Heldmann. „Mohli byste se provrtat kilometr pod povrch, jako to děláme na Zemi.“ To by umožnilo bezprecedentní přístup do nitra Měsíce a Marsu, kde se předpokládá přítomnost ledu a dalších užitečných zdrojů. Dříve byla taková myšlenka „trochu šílená“, říká Heldmann. Ale se Starship „to můžete udělat a stále vám zbyde místo,“ dodává. „Co ještě chcete vzít s sebou?“

Koncept lunární Starship pro NASA (Zdroj: SpaceX)

Protože Starship může přistát zpět na Zemi, bude také – teoreticky – schopna přivézt zpět obrovské množství vzorků. Velký objem, který by mohl být dovezen z mnoha různých míst, by vědcům na Zemi poskytl bezprecedentní přístup k mimozemskému materiálu. To by mohlo vrhnout světlo na nesčetné množství záhad, jako je vulkanická historie Měsíce nebo „otázka života a astrobiologie“ na Marsu, říká Heldmann.

Starship loď by také mohla umožnit extravagantnější mise na jiná místa, buď přímým startem ze Země, nebo možná použitím Měsíce a Marsu jako čerpacích stanic, což je ambiciózní budoucnost, kterou si Musk představuje.

Hurá k Neptunu

Jedním z nápadů od mezinárodní skupiny vědců nazvané Conex (Conceptual Exploration Research) je kosmická sonda nazvaná Arcanum, která by využila schopnosti Starship k prozkoumání Neptunu a jeho největšího měsíce Tritonu. Neptun byl navštíven pouze jednou v rámci letu kosmické sondy Voyager 2 agentury NASA v roce 1989, a je toho tolik, co o něm stále nevíme. „Nikdo ve skutečnosti nepřemýšl o té další fázi, kterou by mohla Starship umožnit,“ říká James McKevitt, výzkumník na Vídeňské univerzitě a spoluvedoucí skupiny Conex. „To je to, co má Arcanum předvést.“

Starship u Saturnu (Zdroj: SpaceX)

Sonda o hmotnosti asi 21 metrických tun by byla čtyřikrát těžší než dosud největší sonda určená pro cestu do hlubokého vesmíru: mise Cassini-Huygens agentur NASA a ESA, která zkoumala Saturn v letech 2004 až 2017. Žádná existující raketa by v současné době nedokázala vynést tak velké zařízení, ale se Starship by to možné bylo. Arcanum by mělo mnoho součástí, včetně orbiteru pro studium Neptunu, přistávacího modulu pro studium Tritonu a penetrátoru, který by narazil do povrchu Tritonu a „provedl seismický experiment“, abychom porozuměli jeho geologii a jeho struktuře, říká McKevitt. Mise by také mohla být vybavena dalekohledem, který by umožňoval studium vnější sluneční soustavy a napomáhal při hledání planet kolem jiných hvězd.

Jiné nápady jsou ještě spekulativnější. Philip Lubin, fyzik z Kalifornské univerzity v Santa Barbaře, spočítal, že dostatečně velká raketa, jako je Starship, by mohla být použita k zabránění dopadu asteroidu na Zemi. Taková mise by mohla nést dostatek výbušnin, aby roztrhla 10 kilometrů široký asteroid jako ten, který vyhubil dinosaury. Jeho úlomky by neškodně shořely v atmosféře dříve, než by měl šanci dosáhnout naší planety.

Kosmická loď ITS, předchůdce Starship, nad Jupiterem (Zdroj: SpaceX)

Starship by také mohla být lepším způsobem, jak vynášet obří teleskopy pro průzkum vesmíru. V současné době musí být tato zařízení, jako je například vesmírný teleskop Jamese Webba agentur NASA a ESA, vynášena ve složeném stavu, což je nákladný a složitý proces náchylný k chybám. NASA uvedla, že navrhovaný superteleskop nazvaný LUVOIR určený ke snímkování planet podobných Zemi kolem jiných hvězd by mohl odstartovat na Starship, zatímco Musk řekl, že SpaceX již pracuje na „zajímavém projektu, který zahrnuje opravdu velký vesmírný dalekohled s čočkou, která byla původně určena pro pozemský teleskop.“ Žádné další podrobnosti zatím nebyly zveřejněny.

Pozdravme sousedy

Jinde mají někteří vědci sní o použití Starship k přípravám na návštěvu jiných hvězd. René Heller a jeho kolegové z Institutu Maxe Plancka pro výzkum sluneční soustavy v Německu říkají, že Starship by mohla nabídnout levný způsob testování technologií pro kosmickou loď, která dokáže absolvovat několik světelných let dlouhou cestu do sousedních hvězdných systémů. Starship by mohla během cesty na Mars vypustit kosmickou loď, která by byla poháněna tak, že palubní laser by tlačil na tenkou plachtu a tím bylo dosaženo neuvěřitelných rychlostí, což by umožnilo provést demonstraci mimo oběžnou dráhu Země. „Pokud by SpaceX bylo tak laskavé, že by vzalo jednu z našich plachet na palubu a vypustilo ji v polovině cesty na Mars, měli bychom být schopni sledovat její zrychlení a cestu sluneční soustavou po dobu několika dní až téměř k oběžné dráze Jupiteru,“ říká Heller.

Starship u Marsu (Zdroj: SpaceX)

Další nápady zahrnují použití Starship k vyslání sondy na oběžnou dráhu Jupiterova vulkanického měsíce Io, což je obtížný úkol bez rakety s velkou nosností. „Je to extrémně náročné, protože se musíte nejen dostat na oběžnou dráhu, ale tak se chránit před drsným zářením Jupiteru,“ říká Alfred McEwen, planetární geolog z University of Arizona. „Ale nosnost tyto věci usnadňuje. Můžete pak mít spoustu paliva a radiačního stínění.“

Musk navrhl, že SpaceX by mohlo v roce 2022 provést první testovací lety Starship a pak by následovaly mise na Měsíc a Mars – spolu se spoustou vědeckého potenciálu. „Jakmile Starship začne létat, vývoj bude velmi rychlý,“ říká Margarita Marinova, bývalá vedoucí vývojová inženýrka pro Mars ve SpaceX. „Bude mnohem více lidí, kteří si budou moci dovolit nechat si něco vynést do vesmíru.“ Mohlo by to být cokoli od samostatných misí využívajících Starship až po sdílení nákladového prostoru v rámci jiných plánovaných misí. „Když máte kapacitu 100 tun, přidání vědeckého hardwaru je docela snadné,“ říká Marinova. „Pokud si někdo chce koupit prostor pro svůj náklad, dostane ho. Bude to opravdu drastická změna v tom, jak děláme vědu.“

Kompletní raketa Starship v únoru 2022 (Foto: SpaceX)

Existují samozřejmě velmi dobré důvody k opatrnosti. Starship sice už provedla testovací lety bez Super Heavy, ale ještě jsme neviděli start kompletní rakety. Je to extrémně masivní a složitý stroj, který by ještě mohl mít problémy při vývoji. SpaceX a Musk byli také dříve notoricky optimističtí ohledně časových odhadů a plánů (například už na rok 2018 byla plánována mise na Mars s Red Dragonem). A navrhovaná metoda Starship k dosažení Měsíce a Marsu, která se spoléhá na několik tankovacích misí na oběžné dráze Země, je složitá a nevyzkoušená.

Přesto existuje také spousta důvodů k nadšení ohledně toho, co by mohla Starship umožnit, pokud bude úspěšná. Může otevřít zcela novou éru vesmírné vědy od vnitřní po vnější sluneční soustavu a možná i dál. „Jsem si jistý, že někteří velmi chytří lidé už začínají uvažovat o vyslání vědeckých misí na Starship,“ říká Abhishek Tripathi, vesmírný vědec z Kalifornské univerzity v Berkeley.

Nebo jak to řekl Musk: „Starship je opravdu cokoliv, co si dokážete představit.“

Přeloženo z: MIT Technology Review


Přispějte prosím na provoz webu ElonX, aby mohl nadále zůstat bez reklam. Podpořte nás pomocí služby Patreon či jinak a zařaďte se tak po bok ostatních dobrodinců, kteří už finančně přispěli. Děkujeme!




Mohlo by se vám líbit...

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