Oficiální dokumentace prozradila, kdy a jak přesně plánuje SpaceX provést první orbitální start Starship

Nedávný úspěšný let Starship SN15 zřejmě motivoval SpaceX k tomu, aby urychlilo přechod testování směrem k orbitálním misím. Prototypy Starship SN17 až SN19 tedy nejspíš nakonec budou přeskočeny a SpaceX co nejdříve přejde ke Starship SN20, která už má být schopná letu na oběžnou dráhu. A možná právě tento prototyp odstartuje na raketě Super Heavy BN3 někdy v druhé polovině tohoto roku. Vyplývá to z oficiální úřední dokumentace, která navíc prozradila, jak přesně SpaceX plánuje provést první orbitální test Starship. Co všechno jsme se o orbitální misi dozvěděli a co je ještě potřeba do té doby připravit a vyřídit?

Neoficiální představa orbitálního startu Starship/Super Heavy (Autor: Neopork)

SN15 je prvním zástupcem pokročilejší generace prototypů Starship, který oproti předchozím exemplářům SN8 až SN11 obsahuje stovky menších i větších vylepšení. SpaceX zároveň vyrábělo prototypy SN16 až SN19, které zřejmě měly být víceméně stejné jako SN15. Jenže nakonec nejspíš najde uplatnění pouze prototyp SN16, který byl nedávno dokončen, a zbylé tři exempláře této generace asi budou přeskočeny. Důvodem nejspíš je nedávný úspěšný testovací let Starship SN15. Tento prototyp jako první měkce přistál a možná brzy poletí znovu. Jakékoli případné další testování, které chce SpaceX provést v rámci této generace Starship, pak může zajistit vyčkávající SN16. Prototypy SN17 až SN19 tedy zřejmě budou přeskočeny ve prospěch Starship SN20, která má opět představovat skokové zlepšení, jelikož už bude navržena pro orbitální starty. To znamená, že bude například vybavena plnohodnotným tepelným štítem nebo mechanismem pro oddělení od rakety Super Heavy během letu. Také lze očekávat, že Starship SN20 bude jako první prototyp mít všech šest motorů Raptor. Pokud se SpaceX bude chtít co nejvíce přiblížit finální podobě Starship, mělo by jít o tři atmosférické Raptory a tři vakuové, ale teoreticky je možné, že uvidíme šest atmosférických motorů, což byla mimochodem původně plánovaná konfigurace pro BFR, předchůdce Starship.

Všechny tyto informace jsou známy už delší dobu, ale novinkou je oficiální žádost SpaceX k úřadu FCC (Federální komunikační komise), která odhalila přesné plány firmy ohledně chystaného orbitálního testu Starship. Mise by probíhala tak, že 50metrová loď Starship připojená k 70metrovému nosiči Super Heavy odstartuje z rampy v Boca Chica v Texasu a vydá se směrem na východ. Raketa Super Heavy se oddělí přibližně 170 sekund po startu, provede částečný návrat směrem k rampě, ale přistane v Mexickém zálivu ve vzdálenosti 32 km od místa startu.

Starship bude mezitím pokračovat na orbitu, ale před návratem do atmosféry nestihne dokončit ani jeden oblet Země. Už 90 minut po startu se Starship pokusí o motorické přistání do vody v oblasti 100 km od severozápadního pobřeží havajského ostrova Kauai. Loď tedy obletí Zemi jen ze zhruba tří čtvrtin, přičemž během letu dosáhne maximální výšky pouhých 115 km. Účelem testu je podle oficiálního dokumentu získání co nejvíce dat ohledně dynamiky návratu a toho, čím loď prochází během letových režimů, které je velmi obtížné přesně odhadnout a vypočítat. Získaná data pak SpaceX využije pro provedení změn konstrukce lodi a vytvoření přesnějších modelů pro interní simulace.

Jinými slovy, cílem není ani tak dostat Starship na oběžnou dráhu a tam ji testovat, ale spíše co nejlépe nasimulovat podmínky, kterým bude Starship vystavena při návratu z orbity, což je dost možná nejobtížnější část libovolné orbitální mise Starship. Především tedy dojde k prověření tepelného štítu z keramických destiček, který má ochránit návětrnou stranu lodi během žhavého návratu. Také bude možné ověřit funkčnost aerodynamického řízení během nadzvukových, podzvukových a transsonických fází letu cestou na orbitu i zpět. Nicméně ani Elon Musk moc nepočítá s tím, že návrat Starship z orbity bude úspěšný hned napoprvé. Nejspíš tedy uvidíme několik selhání, než se Starship podaří přečkat žhavý návrat a zároveň následně měkce přistát. V tomto případě tedy není moc překvapivé, že SpaceX rovnou plánuje přistání do oceánu a nepočítá se záchranou lodi.

Neoficiální vizualizace návratu Starship z oběžné dráhy (Autor: Mack Crawford)

Zároveň ale zřejmě půjde o první start rakety Super Heavy. Podle neoficiálních informací už totiž SpaceX neplánuje nejdříve provést krátký skok Super Heavy s pár Raptory a místo toho hodlá rovnou přejít k orbitálnímu startu prototypu BN3, který je momentálně ve výrobě. Raketa by podle dřívějších prohlášení Elona Muska měla být vybavena přibližně 20 Raptorů místo kompletní sady 28 motorů. Pro orbitální test bez nákladu to bude postačovat a zároveň se tím mají snížit finanční ztráty v případě selhání, jelikož Raptory jsou dost drahé. Nebo alespoň tak to Elon Musk před časem prezentoval. Nyní to ale vypadá, že Super Heavy se během první testovací mise možná pokusí přistát v oceánu, nikoli na pevnině nebo na plovoucí plošině. V takovém případě by SpaceX přišlo o dvacítku Raptorů.

Plánovaná trajektorie rakety Super Heavy během první orbitální mise (Zdroj: SpaceX/ FCC)

Přesný plán ale není úplně jistý, protože oficiální dokument není v tomto ohledu jednoznačný a v podstatě nevylučuje možnost, že v Mexickém zálivu bude vyčkávat nějaká přistávací plošina. SpaceX loni zakoupilo ropné plošiny Phobos a Deimos, které momentálně předělává pro účely startů a přistání Starship a Super Heavy, takže je teoreticky možné, že v době prvního orbitálního startu bude jedna z plošin ve stavu, kdy na ni bude možné přistát. Osobně mi to ale nepřijde moc pravděpodobné.

Stav plošiny Phobos k 5. květnu 2021 (Foto: Shane Overvold)

Další věcí jsou přistávací nohy. Finální podoba Super Heavy totiž s nohami nepočítá, jelikož raketa má být při přistání zachytávána pomocí mechanických ramen. Otázkou tedy je, kdy bude tento přistávací mechanismus k dispozici, a jestli se SpaceX vyplatí do té doby navrhovat a vyrábět nějaké dočasné nohy pro prvních pár Super Heavy kvůli záchraně Raptorů. Dokument FCC sice obsahuje obrázek Super Heavy s přistávacími nohami, ale tomu bych nepřikládal velkou váhu. Nejspíš jde o zastaralou podobu rakety jen pro ilustraci. Je možné, že SpaceX se za poslední dva roky podařilo srazit náklady na výrobu Raptorů a dokáže je vyrábět dostatečně rychle, takže pro ně může být ve výsledku efektivnější motory párkrát zahodit, než kvůli nohám nebo připravenosti zachytávacího mechanismu zdržovat orbitální testování Starship.

Neoficiální představa zachycení rakety Super Heavy během přistání (Autor: ErcXspace)

Starship SN20 a Super Heavy BN3 jsou tedy momentálně připravovány, ale aby mohl jejich start proběhnout, nestačí dokončit výrobu. Nejdříve musí být připravena také orbitální startovní rampa. Stavba základů pro vypouštěcí stůl začala už téměř před rokem a letos se rozjela také stavba více než 140 metrů vysoké integrační věže. Ta bude sloužit k připojování Starship k Super Heavy a také bude například zajišťovat tankování této 120 metrů vysoké sestavy před startem. Někdy později pak má věž dostat také již zmíněná mechanická ramena pro chytání přistávajících raket Super Heavy.

Stavba orbitální rampy na konci dubna 2021 (Foto: BocaChicaGal / NASA Spaceflight)

Součástí rampy je též „farma“ obsahující řadu nádrží pro skladování metanu, kyslíku, dusíku a dalších látek potřebných pro lety Starship. Plně natankovaná sestava Starship/Super Heavy bude obsahovat přibližně 4800 tun paliva a okysličovadla, takže SpaceX potřebuje u orbitální rampy spoustu velkých nádrží. Zajímavostí je, že firma si je nakonec vyrábí sama, a to v podstatě stejným způsobem jako nádrže pro Starship. Několik z nich už je hotových a nacházejí se u orbitální rampy. Budou v nich ale skladovány také látky při extrémně nízkých teplotách, a tak budou potřebovat tepelnou izolaci. I na tom už ale SpaceX pracuje a vyrábí jakési izolační schránky, které zřejmě obklopí nádrže a pak budou fungovat podobně jako termoska.

Stavba orbitální rampy tedy pokračuje dobře, ale ještě zdaleka není u konce a zatím se přesně neví, kdy se má rampa dostat do takového stavu, aby z níc bylo možné provést start. Pokud úřad FCC vyhoví žádosti SpaceX ohledně orbitálního testu, firma tím získá 6měsíční licenci, která bude platná od 20. června 2021. To tedy teoreticky představuje nejdřívější možný termín orbitálního letu Starship, ale v praxi asi bude nedosažitelný. SpaceX totiž kromě licence FCC potřebuje také povolení FAA (Federální letecká správa) pro orbitální starty, a jeho získání se ještě může zkomplikovat. V rámci původního povolení před zahájením stavby v Boca Chica totiž byla vypracována podrobná environmentální studie, která zkoumala ekologické dopady provozu kosmodromu SpaceX na místní faunu a flóru. Jenže tato studie vycházela z toho, že SpaceX bude v Boca Chica provádět pouze starty raket Falcon, což byl původní plán. V průběhu let ale došlo k přehodnocení tohoto záměru a SpaceX nakonec areál v Boca Chica využívá úplně jiným způsobem, než se původně předpokládalo. Kromě startů úplně jiné rakety (Starship) zde probíhá také vývoj, výroba a časté pozemní testování prototypů. Platnost závěrů původní environmentální studie je tedy diskutabilní.

Přehled jednotlivých prvků startovních ramp pro Starship (Autor: RGV Aerial Photography / Proky)

Úřad FAA nicméně v roce 2019 došel k tomu, že dopady aktuálního suborbitálního testování Starship nijak nepřekračují rozsah původního povolení a nejsou potřeba další ekologické studie. Otazník ale stále visí nad orbitálními starty s obří raketou Super Heavy. SpaceX ve spolupráci s FAA už delší dobu připravuje nové environmentální posouzení (Environmental Assessment), na jehož základě bude rozhodnuto o dalším kroku. Pokud nebudou očekávané ekologické dopady orbitálních letů Starship výrazně převyšovat rozsah existujícího povolení, získání nové licence FAA by mělo být relativně snadné. Pokud se ale zjistí, že ekologický dopad je výrazně vyšší, bylo by nutné vypracovat zcela nové prohlášení o environmentálním dopadu (Environmental Impact Statement), jehož příprava a schválení můžou trvat klidně i několik let. Tato záležitost každopádně zatím není dořešená a úřad FAA aktuálně upozornil, že SpaceX bez nové licence nemůže provádět orbitální starty Starship.

Start Starship SN10 (Foto: SpaceX)

S červnovým termínem orbitální mise bych tedy radši moc nepočítal, ale myslím, že je realisticky dosažitelné start provést do konce tohoto roku (za předpokladu, že se v dohledné době podaří získat povolení FAA). SpaceX mimochodem v souvislosti s výše zmíněnou licencí FCC uvedlo, že orbitální start Starship plánuje provést do 1. března 2022.




Mohlo by se vám líbit...

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

Takže, co je potřeba dokončit:

  1. SN20
  2. BN3
  3. Startovací rampu s jeřábem cca 120 m
  4. Dokončit nádrže na kryogenní kapaliny
  5. Dopravit plošinu na moře
  6. Software
  7. provést samostatné zážehy pro SN 20 a zkoušku dusíkem, BN20 dtto.
  8. Hodně štěstí
PetrV

Zapoměl jsem na to povolení, jedná se pouze o žádost….:-)

Jakub

ale…Povolení bude trvat nejdýl 😀

Nedvidky

To záleží co bude dříve. Buď povolení FAA nebo plovoucí startovací plošina (pokud jsem to dobře pochopil, tak s ní se vyhnou FAA)

Invc

Nevyhnou.

Povolení FAA podléhají i starty Electronu z Nového Zelandu.

PetrV

FAA nebo FCC ?

Tomáš N.

Také je možné, že mají dostatečné množství nefinálních, ale použitelných motorů, jejichž ztráta je moc bolet nebude.
Osobně myslím, že tento start bude oficiálně prohlášen za suborbitální – perigeum bude pod hranicí 80km a bude uděleno povolení na základě současné licence.

Jiří Hošek

Výška perigea nebyla oznámena, v dokumentu je však uvedeno, že Starship dosáhne oběžné dráhy. Zatím to tedy chápu tak, že perigeum bude za hranicemi zemské atmosféry. V takovém případě by šlo o let na nízké oběžné dráze Země, kterou však Starship deorbitačním zážehem opustí před dokončením jednoho úplného oběhu a před setrváním nejméně devadesáti minut za hranicemi zemské atmosféry. V takovém případě, stejně jako u suborbitálních letů, by Starship nedostala označení COSPAR a nejednalo by se o kosmické těleso.

PetrV

Je to logický krok. Potřebují prověřit, jak se Starship bude chovat při průchodu atmosférou. Předpokládám, že vyletí nad 100 km, naberou rychlost, zbrzdí a budou plachtit. Na orbitě je relativně bezpečno. Vyzkouší nejkritičtější fáze letu.

Dominik

To mě taky napadlo s těmi motory

Naposledy upraveno před 2 měsíci uživatelem Dominik
Richard Dědič

Mám dojem, že s pletete perigeum a apogeum.

Naposledy upraveno před 2 měsíci uživatelem Richard Dědič
Jiří Hošek

Tomáš N. to má správně. Například při suborbitálních letech lodí Mercury MR-3 a MR-4 byla dosažena maximální výška přibližně 190 km.

Jiří Hadač

Mě přišlo, že Richard tu vůbec nerozporuje výšku, ale fakt, že říkat maximální výšce perigeum není zrovna to pravé. Protože pokud by perigeum bylo výš, než povrch Země, tak už by se podle mě jaksi z principu nedalo mluvit o suborbitálním letu. Protože ten nastane, když bude perigeum pod povrchem Země a “obežná dráha” tak bude protínat povrch Země.

Naposledy upraveno před 2 měsíci uživatelem Jiří Hadač
Jiří Hošek

Aha, nenapadlo mě, že Tomáš N. rozporuje dosažení maximální výšky 115 km.

Tomáš N.

Orbitální let jsem bral dle definice na wiki (angl.) – tedy, že těleso musí samovolně setrvat na oběžné dráze – tj. nad oficiální americkou hranicí vesmíru (80km). S perigeem pod touto hranicí by se tedy (dle wiki) nejednalo o orbitální let.
Výhoda tohoto řešení by byl samovolný (a předvídatelný) návrat v případě selhání brzdícího zážehu.
Bral bych to jako kličku, jak odstartovat a získat potřebná data v případě, že FAA nebude chtít vydat povolení na orbitální let a bude požadovat novou studii (což pokládám za pravděpodobné).

Mário

Nechcú nič riskovať a vedia že šanca že sa Starship vráti celá je minimálna. Tepelný štít bol veľký problém raketoplánu. A SpaceX musí vyriešiť problém na ktorý bola aj NASA krátka. Plus SpaceX bude mať pohyblivé časti čo je oveľa vyšší level. Superheavy asi zahodila pretože nemá kam pristáť. Plošiny ešte určite nebudú hotové navyše je to veľký risk. Aj keď nebude obsahovať veľa paliva má váhu a veľkosť. Skôr budú skúšať vznášanie na mieste. Aby získali dáta na neskoršie chytanie ramenom.

Ricardo

SN20 se rozpadne a vybuchne, to je celkem jisté. Pár jich bude potřeba než to pořádně odladí. Alespoň bude nějaký ohňostroj když už se naučili přistávat 🙂
.
Ale co mi přijde divné je to, že by zahodily celou Super Heavy, 70m vysoká raketa když sebou plácne do vody, tak to bude na hadry a trup se zbortí. To se mi zdá jako kravina.
.
Mají dvě přistávací mořské plošiny – jednu pro SH a jednu pro SS. Byli by tupci kdyby je nevyužili nebo nepřistávali třeba zpátky na souši.

PetrV

Nejdůležitější jsou data z obou stupňů, jak se budou chovat. Je to zatím jen žádost, a ta se může změnit. 20 motorů je 20 motorů. Možností je spousta, mě by se to líbilo někde na mělčině, kde by nedošlo k potopení do velké hloubky a to u obou stupňů.

Přece jen data ze stupňů jsou to nejdůležitější.
Nevím jaká je hloubka moře tady:
https://mapy.cz/s/lahozakavo
a
https://mapy.cz/s/pofoferupo
https://cs.wikipedia.org/wiki/Necker%C5%AFv_ostrov

Nejsem námořník, ale dalo by se to zjistit:
https://lodninoviny.cz/Cruising/vsechny-americke-mapy-volne-k-vytisteni
https://www.charts.noaa.gov/InteractiveCatalog/nrnc.shtml

Havajský hotspot je zajímavý, vede až od Kamčatky.

Ricardo

Ta prázná raketa je jak balón, tak se nepotopí. Ale Superheavy vysoká 3x jak panelák se o hladinu rozbije na placku. Přistání do vody je kravina. Jo kdyby přistávala jak Česká raketa Jan Hus, tedy na padáku s elektronicky řízeným navíjením pro hladké položení trupu na bok, to by bylo něco jiného. Než se Musk dostane na orbitu, tak to dřív budou mít češi základnu na Marsu 🙂
.
To spíš bych viděl na chytání SH do těch pracek na té nové věži. Tam bude tak pěkných pár ohňostrojů než to vychytají.

akuhtr

Raketa Jan Hus měl jen jeden pokus o start, při kterém došlo k RUD na popel od tý doby jsme nebyly schopni vyrobit druhý exemplář a to jsme na to měly několik století. Takže tento “úspěch” české kosmonautiky bych možná nevytahoval. Obzvlášť když jsme nedokázaly dát dokupi ani vlastní kosmodrom, ale musely jsme využít jihoněmeckou Kostnici. 😛

Ricardo

Pravda je, že poté co nám tenkrát EU, pardon svatá říše římská, vnutila předčasný start našeho prvního kosmonauta, začali nám vypalovat města a posílat na nás křížové výpravy, tak se Husité nasrali a asi o 200 let předběhli svět v nasazení polního dělostřelectva a rozstříleli všechny německé blbečky na koníkách s mečem z děl, houfnic, tarasnic a ručních píšťal, a to pěkně schovaných na pojízdné částečně pancéřované vozové hradbě. A Prokop Holý pak spanilými jízdami preventivně drtitl německý odpor na jejich území aby nám nemohli předčasně vyslat dalšího kosmonauta. To byli alespoň maséři.
.
Nebýt bitvy u Lipan tak Češi mohli být na měsíci kolem roku 1600 🙂
Na Marsu nejpozději 1700
Dnes jsme mohli mít Jan Hus City ve slunečním systému Alfa Centauri.
.
Když vidím že dnes v 21. století neumíme ani centrální nákup hajzlpapíru, tak je mi dobreku.

PetrV

Ricardo nečteš. Nejde o to nerozbít raketu o hladinu, jde o podrobná data, takovou černou skříňku, zapisovač.
Samozřejmě motory budou v nějakém stavu po přistání na hladinu, ale nebudou v hloubce rozbité na maděru.

Ricardo

Horní nádrž se rozbije, ale spodní nádrž by měla zůstat nepoškozená a udržet raketu na hladině. Je možné že raketa půjde vodou naplněným čumákem dolů a prdel s motory zůstane nad hladinou. To pomom mají dobře promyšlené. Ne tak dobře jako češi, ale na amíky dobrý 🙂

PetrV

Tak jsem koukl a 20 mil od Bocachica je hloubka do 30 m. Klasický karibský písák.
100 mil od Kauai je malý ostrůvek a okolo zase do 20 m hloubky.
Takže oba stupně mohou položit do písku a budou kousek pod hladinou…:-)
en.wikipedia org/wiki/Nihoa
To u nás bychom museli pro takové kejkle obsadit mácháč…:-)

Naposledy upraveno před 2 měsíci uživatelem PetrV
Mirek

Tak já si myslím, že pokud se podaří raketu správně zorientovat před průletem atmosférou, že by to nemuselo být až tak náročné přistát. Jedině tam asi zbude při přistání nějaká rychlost navíc ve vodorovném směru proti předchozím testům.

Lá-BUS

Sakra, na to určitě zapomněli.

Mirek

Jak jsem viděl ale tu trajektorii tak se asi budou snažit dosáhnout, aby raketa v závěru padala téměř kolmo ale nevím jak toho dosáhnou. Leda snad, že by se toho dalo dosáhnout správným sklonem SS.

Petr

Správný sklon a orientace je pro nutná (nikoliv však postačující) podmínka toho, aby to vůbec mohlo přežít vstup do atmosféry. Třením o atmosféru přijde SS (a i cokoliv jiného) o prakticky veškerou horizontální rychlost. Nechce se mi to teď hledat, ale SS padající “po břiše” má v malé výšce (v husté atmosféře) rychlost řádově malé stovky m/s, takže ve srovnání s orbitální rychlostí 7 km/s je to velmi málo. Tato rychlost je poháněna zejména gravitací Země, takže drtivá většina této rychlosti bude směrem dolů a horizontální rychlost bude malá bez nutnosti toho nějak složitě dosahovat. SS není kluzák, aby uměla dobře plachtit a měla tak možnost mít významnější horizontální složku rychlosti.

Radim

Jak sleduji SN testy od začátku, tak se nestačím divit. Zatím jsou to dle mého veleskoky v pokroku a tím, že přeskakují další prototypy, tak jim to asi vychází nad jejich očekávání. Doufám, že to mají pojištěné, protože po prvním úspěchu už mluvit o vynechání další 3 prototypů je zvláštní. Každopádně držím palce ať se jim daří a redaktorem velké dík za tyto pravidelné informace.