Novinky o Starship: Metanové trysky, prodloužené nádrže, starty z mořských plošin, náklady na každý start, a další

V poslední době se mi nahromadilo větší množství různých menších zajímavostí nebo nových informací o Starship, které se mi nevešly do žádného většího tematického článku. Rozhodl jsem se je tedy shrnout do jakéhosi nesourodého přehledu krátkých novinek. Dozvíte se například o plánech na prodlouženou Starship, účelu nových metanových trysek, startech Super Heavy z mořských plošin nebo odhadovaných nákladech na dopravu kilogramu nákladu na Mars.

Vývoj a výroba

Elon Musk aktuálně uvedl, že prázdná Starship stále má moc vysokou hmotnost a cílem je dostat se pod 100 tun (konkrétně zmínil 85 tun). Pro srovnání, Musk před rokem uvedl, že prototyp Starship Mk1 měl 200 tun a tehdy bylo cílem dosáhnout hmotnosti 120 tun u prototypu Mk4 nebo Mk5. Bohužel nevíme, jestli se toho podařilo dosáhnout, protože Musk zatím neprozradil, jakou hmotnost mají aktuální prototypy Starship SN6 nebo SN8.

Starship Mk1 a první stupeň Falconu 1 (Foto: SpaceX)

Musk zároveň zmínil, že se zvažuje prodloužení nádrží Starship, čímž by se zvýšil celkový objem pohonných látek ze současných 1200 tun na 2000 tun. Předpokládám, že suchá hmotnost takto prodloužené Starship by tím pádem byla vyšší a cíl „pod 100 tun“ by se na ni nevztahoval. Vzrostla by také celková výška Starship z aktuálních 50 metrů.

Na internetu se objevilo neoficiální srovnání velikosti aerodynamického krytu různých raket a nechyběla ani Starship. Elon Musk ale následně upřesnil, že nákladní prostor bude u Starship ve skutečnosti vyšší než na obrázku. Navíc horní část metanové nádrže zasahující do nákladního prostoru prý bude plošší, což umožní využití dalšího místa. Celkový objem by měl být kolem 1000 metrů krychlových.

Srovnání velikosti aerodynamických krytů raket Vulcan, Falcon Heavy, Starship a New Glenn (Autor: @KenKirtland17 / Twitter)

Na obrázku také můžete vidět, že úplnou špičku Starship nelze využít pro náklad. Elon Musk potvrdil, že je stále v plánu do špičky umístit malou nádrž, která bude obsahovat kyslík pro přistání a zároveň přesune těžiště lodi na vhodnější místo. Malá nádrž s metanem pro přistání se nachází uvnitř hlavní nádrže zhruba uprostřed lodi.

Motor Raptor

Nedávno jsme psali o tom, že motor Raptor během testování dosáhl rekordního tlaku 330 barů ve spalovací komoře. Musk jako zajímavost uvedl, že k dosažení takto vysokého tlaku v komoře je potřeba, aby v jiných částech motoru byl tlak 1100 barů.

Tim Dodd, známý jako Everyday Astronaut, se Muska zeptal, proč více atmosférických raketových motorů nepoužívá trysku tvarovanou podobně jako RS-25 na raketoplánech. Ten měl trysku na konci mírně zahnutou směrem dovnitř, což umožňovalo dosáhnout vysokého expanzního poměru i na hladině moře. Elon Musk vysvětlil, že SpaceX je už teď v podstatě na hranici toho, jak velkou trysku s vyfrézovanými kanálky pro regenerativní chlazení dokáže vyrobit. To dodatečné zahnutí trysky zmíněné Doddem podle Muska představuje jen malou výhodou, ale přitom by hodně zvýšilo složitost motoru. Další věcí pak je, že Raptory s větší tryskou by bylo obtížnější patřičně rozmístit na raketě Super Heavy.

Testovací zážeh motoru RS-25 (Foto: NASA)

Metanové trysky

Starship se musí před přistáním přetočit z vodorovné polohy do svislé a tento manévr bude z velké části proveden pomocí zážehu motorů Raptor. Pozdější verze lodi ale má být vybavena silnými manévrovacími tryskami spalujícími metan, a tak se nabízí otázka, jestli poté bude loď otáčena spíše pomocí nich. Musk odpověděl, že to je neintuitivní, ale Raptory prý i tak budou pro otočení lodi vhodnější, protože mají vysoký specifický impuls díky kapalným pohonným látkám s vysokou hustotou, které jsou zároveň do motoru vháněny pomocí čerpadel, což umožňuje použití lehkých nádrží.

Oproti tomu metanové manévrovací trysky budou spalovat pohonné látky skladované v těžších tlakových nádobách. Ty totiž umožní vhánění látek do spalovací komory pod dostatečně vysokým tlakem i bez použití čerpadel. Podobným způsobem fungují například trysky SuperDraco na Crew Dragonu. Musk ale dodal, že tyto metanové trysky i přesto najdou uplatnění, protože jsou ve sronání s klasickými dusíkovými o dost výkonnější pro orbitální manévrování a stabilizaci lodi během přistání v silném větru. Z dřívějška také víme, že tyto metanové trysky budou použity pro přistání Starship na povrchu Měsíce, jelikož Raptor je pro tyto účely moc silný.

Upravená kosmická loď Starship pro lunární program Artemis přistává na Měsící pomocí metanových trysek (Zdroj: SpaceX)

Starty z mořské plošiny

Ukrajinská raketa Zenit-3SL startovala z mořské plošiny a Elon Musk uvedl, že Starship a Super Heavy bude výhledově také startovat primárně z mořských plošin. Starship ale má desetkrát vyšší hmotnost než Zenit, takže bude potřebovat větší plošinu než tu, kterou využívala společnost Sea Launch. Musk v minulosti naznačil, že by SpaceX mohlo využívat přepracované ropné plošiny a dopravu k nim by zajišťoval hyperloop.

Starship prý bude občas startovat i z pevniny, ale pokud bude létat každý den, byl by to problém, protože bude v každém směru potřeba vyklidit 30kilometrovou oblast kvůli hluku. Proto se jeví jako vhodnější řešení mořské plošiny.

Starship startující z mořské plošiny (Zdroj: SpaceX)

Náklady na start

Jaké náklady bude v budoucnu představovat jeden start Starship? Super Heavy a Starship obsahují dohromady 4800 tun pohonných látek (78 % hmotnosti představuje kyslík a 22 % metan). Podle Elona Muska SpaceX dokáže srazit náklady na tunu pohonných látek na 100 dolarů čili 500 tisíc dolarů za jeden start. S dostatečně vysokou kadencí startů by pak celkové náklady na vynesení 150 tun na nízkou zemskou orbitu dosahovaly pouhých 1,5 milionů dolarů neboli 10 dolarů za kilogram. Pro srovnání, Falcon 9 a Falcon Heavy jsou momentálně v této kategorii světově nejlevnější rakety, ale i přesto s nimi vychází vynesení jednoho kilogramu na nízkou oběžnou dráhu Země na přibližně 2000–3000 dolarů. Zde se však bavíme o ceně, nikoli nákladech, které jsou u Falconů sice o dost nižší, než naznačuje cena, ale pořád je to řádově jinde.

Pokud bychom se bavili o nákladech na dopravení jednoho kilogramu na povrch Marsu pomocí Starship, Musk odhaduje, že by oproti dopravě na nízkou orbitu Země byly desetinásobné, tedy 100 dolarů za kilogram. Doprava nákladu na Měsíc by pak prý byla o dost levnější (přibližně 20–30 dolarů). Důvodem je podle Muska především to, že na Měsíc by mohla daná Starship létat klidně každý týden, zatímco na Mars jen jednou za dva roky.

Starship přistává na Měsíci (Zdroj: SpaceX)

Měsíc a Mars

Jak řešit cesty na Měsíc, kde nelze vyrobit metan? Podle Muska tvoří 78 % pohonných látek Starship kyslík, takže by stačilo, kdyby na Měsíci probíhala výroba kyslíku. Alternativně se dá výroba úplně přeskočit a řešit to tankery na nízké oběžné dráze Země. Tato varianta je navíc pravděpodobně rychlejší. Výroba pohonných látek na Marsu je oproti Měsíci „snazší“. Teoreticky stačí jen jedna loď, která by zároveň sloužila jako výrobna pohonných látek. Potřebovala by prý vyrábět přibližně 2 tuny denně.

Na otázku, zda by Starship mohla být na povrchu Marsu nebo Měsíce položena na bok, Musk odpověděl: „Ne.“

Starship při vstupu do atmosféry Marsu (Zdroj: SpaceX)

Pilotované mise

Co se týče misí Starship s lidskou posádkou, tak ty v současnosti mají spíše nízkou prioritu. SpaceX podle Muska zatím neudělalo moc práce na návrhu interiéru lodi, protože firma nejdříve musí Starship zprovoznit a pak provést „stovky misí se satelity“, než do ní posadí lidi. Systém pro podporu životu podle Muska nepředstavuje problém při cestách na Měsíc. Jsou krátké, a tak by v podstatě stačil stávající systém z Crew Dragonu. Pro cesty na Mars však bude podle Muska potřeba jiný systém, který bude pokročilejší a bude vše recyklovat – kyslík, vodu atd.




Mohlo by se vám líbit...

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