Šílený plán Elona Muska: Obří raketa Super Heavy nebude přistávat na zemi, zachytí ji mechanické rameno

SpaceX se ve vývoji zcela znovupoužitelné Starship v posledních dvou letech zaměřovalo primárně na motor Raptor a horní stupeň ve formě 50 metrů vysoké kosmické lodi. Příští rok by ale měla přijít řada také na orbitální testovací lety, které už budou potřebovat nosnou raketu Super Heavy. První exemplář tohoto 72 metrů vysokého nosiče už je ve výrobě a krátké zkušební skoky by měly podle Elona Muska proběhnout už „za pár měsíců“. Návrh rakety prošel v posledních letech mnoha úpravami (několikrát se změnil například vzhled a počet přistávacích nohou) a nyní Elon Musk překvapil prohlášením, že Super Heavy by se nakonec měla obejít bez nohou, protože ji bude před dosednutím zachytávat mechanismus přímo na rampě. Působí to jako šílený nápad nebo vtip, ale Musk to zřejmě myslí vážně. Co přesně prozradil o způsobu přistání Super Heavy a jak by to celé mohlo vypadat?

Oficiální render z roku 2019 ukazuje původně plánovaný vzhled rampy pro Starship v Boca Chica v Texasu (Zdroj: SpaceX)

Obecný princip přistání rakety Super Heavy bude podobný jako u prvních stupňů raket Falcon. Oficiální dokumentace z roku 2019 popisovala přistání následovně. Necelé 3 minuty po startu Super Heavy vypne své motory přibližně ve výšce 70 km, načež dojde k odpojení Starship, která ve výšce kolem 80 km zažehne své motory a poletí na cílovou orbitální dráhu. Super Heavy provede zpětný zážeh svých osmi středových motorů Raptor, které raketu navedou nad místo přistání. Super Heavy se mezitím dostane až do výšky 130 km a poté začne klesat, přičemž dosáhne rychlosti vyšší než Mach 6. Musk doufá, že nosič bude dostatečně bytelný, aby dokázal přečkat návrat do atmosféry i bez provedení zpomalovacího vstupního zážehu, který provádějí rakety Falcon. Ve výšce kolem 8 km raketa zpomalí pod rychlost zvuku a poté přistane pomocí finálního zážehu motorů.

Neoficiální render přistávající rakety Super Heavy (Autor: Roger Bootsma)

Podle nejnovějších informací měla nosná raketa Super Heavy mít výšku 72 metrů, průměr 9 metrů, čtyři fixní přistávací nohy a pohánět ji mělo až 28 motorů Raptor ve dvou variantách. To už ale úplně neplatí, protože SpaceX opět koketuje s myšlenkou přistání rakety bez nohou, která vám může být povědomá, protože o ní neslyšíme poprvé. Úplně první verze nosiče, která byla představena v roce 2016 v rámci vize marsovské rakety Interplanetary Transport System, měla průměr 12 metrů a neměla nohy, protože byla navržena pro přistání přímo na vypouštěcím stole na rampě, odkud by pár minut předtím bývala odstartovala. Tento způsob přistání tehdy ukazovala i oficiální animace (v čase 1:52):

Koncept přistání rakety ITS přímo na rampě (Zdroj: SpaceX)

Nosná raketa by v takovém případě byla po přistání velice rychle zkontrolována, natankována a použita na další start. Takový způsob přistání by však vyžadoval velkou přesnost, a proto měla být raketa vybavena výkonnými metanovými tryskami pro rychlé manévrování. Později ale došlo k úpravě celkového konceptu a přejmenování jednotlivých prvků. Raketa Super Heavy nakonec má menší průměr 9 metrů a má být alespoň ze začátku vybavena jen klasickými tryskami na stlačený plyn (metanové trysky by ale měly být přidány později). Elon Musk proto před časem uvedl, že Super Heavy nebude mimimálně v první verzi schopná přistávat přímo na startovní rampě. Jako další důvod odklonu od tohoto typu přistání pak Musk uvedl riziko zničení rampy v případě nezdařeného přistání.

Nový plán tedy byl ještě letos v listopadu takový, že Super Heavy bude přistávat na zemi pomocí čtveřice fixních nohou. Místo přistání by se však nacházelo jen kousek od startovní rampy (aby nedošlo k poškození v případě selhání při přistání), ale zároveň dostatečně blízko, aby raketu dokázal přesunout na vypouštěcí stůl stejný jeřáb, který by pak před startem k Super Heavy připojil loď Starship. Přistání kousek od místa startu bylo možné vidět také v zatím nejnovější animaci o Starship z minulého roku (čas 1:00):

Přistání rakety Super Heavy hned vedle rampy (Zdroj: SpaceX)

Takto nejspíš budou přistávat alespoň první exempláře Super Heavy, ale Elon Musk nyní prozradil, že dlouhodobý plán je ambicióznější. SpaceX se prý pokusí chytat rakety Super Heavy pomocí mechanického ramene umístěného na věži na rampě. Zdá se to jako dost šílený nápad, ale podle Muska by tato metoda měla hned několik výhod. Raketa by vůbec nepotřebovala nohy, což by snížilo hmotnost a výrobní náklady, a zároveň by rameno mohlo téměř okamžitě po zachycení přesunout raketu zpět na vypouštěcí stůl, aby mohla „do hodiny startovat znovu“. Další výhodou pak je, že tlumiče nárazu, které by normálně musely být integrovány do přistávacích nohou, by mohly být místo toho být součástí mechanismu zachytávacího ramene, což opět pomáhá se snížením hmotnosti rakety. Absence nohou by také pravděpodobně zlepšila aerodynamické vlastnosti rakety. Ve výsledku bude zachytávání při přistání vlastně dost podobné původně plánovanému přistání přímo na rampě, ale s tím rozdílem, že požadavky na přesnost finálního manévru budou o něco nižší, neboť zachytávací rameno nabídne určitou toleranci vůči nepřesnosti. Elon Musk však neuvedl, jak tento koncept přistání zabrání poškození rampy v případě selhání.

Řízení nosiče před přistáním budou stejně jako v případě raket Falcon zajišťovat roštová kormidla. U Super Heavy však budou mít odlišný tvar a budou ze svařované oceli místo z titanu. Jejich konstrukce nejspíš bude muset být dost bytelná, jelikož podle Muska bude raketa při přistání zachytávána právě za kormidla, která tak budou vystavena největšímu náporu a budou muset unést váhu celé rakety (ta však bude mít při přistání téměř prázdné nádrže).

Neoficiální představa ocelových roštových kormidel na raketě Super Heavy (Autor: Neopork)

Jak přesně by vypadala věž se zachytávacím ramenem, můžeme zatím jen spekulovat, protože Elon Musk nic moc konkrétního neprozradil. Uživatel smallstars na Twitteru nasdílel následující animaci, která znázorňuje jeho představu o tom, jak by mohl celý koncept fungovat. Video ukazuje raketu, která do zachytávacího mechanismu „zapluje“ pomocí horizontálního manévru.

Elon Musk na animaci reagoval s tím, že raketa se bude při přistání pohybovat primárně vertikálně, takže bude potřeba, aby mechanismus byl z horní strany otevřený (na rozdíl od animace). Jak by to mohlo vypadat, ukazují následující neoficiální rendery, tentokrát od uživatele ErcXspace. Těžko říct, jestli se blíží realitě více.

Elon Musk připouští, že nohy rozhodně jsou jedním z potenciálních řešením problému přistání rakety Super Heavy, ale jeho mantra je „nejlepší součástka je žádná součástka“. Musk si zároveň uvědomuje, že nastíněný koncept přistání bez nohou je dost ambiciózní, a tak počítá s tím, že cesta k úspěchu této metody může být trnitá.




Mohlo by se vám líbit...

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

Ten Musk je blázen, ale v dobrém slova smyslu.

PetrV

Ahoj,
Teď jsem se podíval na twitter ErcXspace a odpovědi.
https://twitter.com/ErcXspace/status/1344448375001931776?s=20
A tam to je ukázáno na 2 fotkách. Klepeta, co jsou na fotce v článku už zastavila, ale ve vláknu je i obrázek rozevřených klepet u vrcholu věže, s tím že klepeta sjedou s SH o nějakých 50 m dolů. Prostě je to hustý…:-)
Petře Melechine, můžeš přidat ten druhý obrázek z twitteru https://twitter.com/ErcXspace/status/1344448375001931776?s=20 do článku?

PetrV

Petre, při tom dobrzdovani by se mi libil elmag systém. Viz video
https://youtu.be/fdoLXChlJ_4

Jiří

Tím by enormně zvýšila komplikovanost a požadavek na přesnost přistání o několik řádů. Dovedu si představit, že centimetr vedle by znamenal jistou katastrofu.
Navíc toto nemá za účel dobržďování, nýbrž pouze zachycení. Brzdit se bude klasicky motory.

PetrV

Jiří, klepeta zůstávají, ale neměly by být na laně, nýbrž v magnetické dráze.
Lano nemá rádo prudké dynamické namáhání.
Takto jsem to myslel.
Toto řešení je blízké pružině. Lano není pružina i když průvěs má a váha FH bude 200 tun?
Nejde o dobržďování, jde o přenos sil a pak spuštění.
Je to novinka, ale má obrovské výhody.
https://plus.rozhlas.cz/vsesmerovy-magneticky-vytah-6688588

Naposledy upraveno před 8 měsíci uživatelem PetrV
PetrV

Proč ne, nesmí jen nastat výbuch. To by věž pocuchalo.

ventyl

No ako. Ked chcela ULA chytat boostery helikopterou vo vzduchu a Arianespace chcela nechat pristat motorovu sekciu rakety na kridlach, toto mi az ako tak sialene streleny napad nepride. Tipujem, ze citia podporu v tom, ze (ako sa Musk uz davno vyjadril) Falcony sa pri pristavani dokazu trafit hodne presne na stred pristavacej oblasti / plosiny, co dost zasadne zvysuje sancu na uspech takehoto manevru.

A keby aj nie a nevyjde to, u SpX to zrejme zistia skor, nez by to naburalo plany.

Ferrero

Ony ty falcony lítaj plus mínus pár metrů. Což je rozměr kormidel, za který je chce chytit. Uvidíme.

Pravdu však máš, že oni zjistí včas, kudy ano nebo ne.

Robert

F9 provy stupen je v realite naozaj giganticky, ono to na malej gopro kamere vyzera ze sa trafi takmer do stredu a pristatie je castokrat velmi jemne ale to nieje pravda, on na tu plosinu “narazi” docela tvrdo a neraz sa aj odrazi do vzduchu, pripadne sa o par metrov este posunie, na co je samozrejme stavany, ma v nohach deformacne zony a kto vie ake este dalsie mechanizmy. Len si predstav ako by pocukalo trup keby narazil do nejakej fixnej casti mechanizmu, kludne aj rychlostou 1m/s. Verim ze SpaceX pride s niecim z coho nam padne celust ale nemyslim ze bude pristavat na nejaku fixnu cast rampy.
Neslo by tie rostove kormidla posunut na spodnu cast a pri pristavani ich pouzivat rovno aj ako nohy? Hydraulicky mechanizmus by zaistoval ovladanie/tlmenie aj pripadny naklon noh. Predsa len keby boli dostatocne velke, tak by mozno dokazali manevrovat s lodou aj na prvy pohlad nezmyslenom umiestneni. Mozno by vyhody prevysovali nevyhody.

Alois Tuhý

Neslo by tie rostove kormidla posunut na spodnu cast a pri pristavani ich pouzivat rovno aj ako nohy?”

Třeba jako parašutistovi dát padák na boty, aby na něho rovnou přistál jako na peřinu?

Robert

parasutista ma 90% vahy v botach?

Aragorn

Musi byt v zadu stejně jako u šípu nebo házecí šipky. Stabilizují let bržděním. Kdyby byly v předu otočily by raketu naopak.

Radim Slovák

F9 přistává v režimu řízeného pádu, kdy je vše spočteno tak, aby v okamžiku dosednutí byla rychlost v nějakém rozpětí co dokáží nohy absorbovat a vše se musí podařit v jednom sledu bez možnosti dodatečné korekce. Dokážu si představit, že pokud SH zvládne v rámci regulace výkonu běžících motorů (u) při přistání nad povrchem viset, je zde reálná možnost “zaplout” do zachytávacího mechanismu a tím eliminovat drobné nepřesnosti v navigaci a povětrnostní vlivy.

Rosetau

Navigace je většinou přesná. Jediný problém je počasí. Vysokorychlostní proudění ve vyšších vrstvách atmosféry. Super heavy s tím problém mít nebude. Na rozdíl od Falconu9 je mnohem těžší a robustnější.

Petr Šída

Nešlo, protože mají řídit aerodynamicky sestup a proto musí být na druhé straně rakety, než je většina hmotnosti

kde berete údaj o tom, že bude sedat na fixní část rampy? je tam jasně řečeno, že součástí ramene bude tlumič, pohyblivé tlumené rameno je něco hodně jiného

nesrovnávejte přesnost přistání na vodě, to je něco hodně jiného, při přistání falconů na zem sedají jak do peřin a přesně na střed

Adam Ř

Jeste k chytani helikopterou: RocketLab ma velmi blizko k chytani prvniho stupne Electronu helikopterou (je ale pravda, ze electron je miniraketa, takze i ty motory ULA jsou mozna tezsi). Nasa uvazovala, ze by chytala prvni stupen Saturnu V helikopterou, ale nakonec ye na to vyprdla, protoze se ji nechtelo vyvijet nejvetsi helikopteru sveta

Ferrero

Vsadím boty, a rozumím, že mi to tu vynese negativní hodnocení, že od tohoto potichu ustoupí podobně jako od přistavání druhých stupňů či dragonů na zem.

Komplikací je příliš.

Robert

Asi ano, ale tak hladaju cestu ako to spravit, ked nehladas, nenajdes. Pre nas fanusikov to je len plus ze sa s takouto informaciou podelia.

vencour

Nutnost funkce a dostupnosti pozemního zařízení znamená, že lze přistát jen někde a “popořadě”, ne více exemplářů najednou.
Ne, že by to extra vadilo, ale je to vlastnost.

Michal Andrej

On si z nás robí prdel 😀
Je Silvester predsa.

lo_ol

Možno je tu aj iný dôvod takého konceptu. Jasné, ušetria dosť veľkú hmotnosť na celom mechanizme nôh, ale nezabúdajme že oceľová verzia narozdiel od pôvodnej kompozitnej nikdy nesmie byť úplne bez tlaku v nádržiach. Pri nízkom tlaku môže dôjsť k deformácii pod vlastnou váhou, nie to ešte pri tvrdom pristavacom náraze. Zavesenie za vrchnú časť tomu pomôže predchádzať a zároveň umožní bezpečné vyčerpať nádrže ešte trochu viac.

Petr Šída

A na to jste přišel jak? Tlak v nádržích není třeba, celé je to samonosné, to jenom někteří diskutéři pořád připomínají Atlasy.

bohyn

Přesně jak píše kolega. Nádrže se dají dokonce otevřít a technici do nich můžou vlézt a docela pravidelně to i dělají. Tady jsou vidět obě nádrže otevřené https://imgur.com/a/L7pMk8E

Petr

to jistě v klidu je konstrukce samonosná. Ovšem pokud nebude natlakovaná tak síly při přistání určitě neutáhne. Roznesení namáhání na celou konstrukci pomáhá jednoznačně právě natlakování. Ty výztuže co tam jsou zvládnou tak udržet konstrukci v celku v klidu. Pevnost v tahu může mít ta konstrukce opravdu lepší než v tlaku. Předpokládal bych tedy nejen úsporu hmotnosti nohou, ale i možnost další celkové úspory hmotnosti na konstrukci. Pokud půjdou po hmotnosti a zjednodušování tak se můžeme dočkat toho, že nakonec to bude opravdu nafukovačka. Vynechání nohou může být jen první krok.

bohyn

1) za letu k Marsu/od Marsu maji byt nadrze pasivovane, tedy bez tlaku (izolace).
2) Vsimni si vypusteni LOX nadrze pri testovacim letu SN8. Pri pristani nebyla LOX (ta spodni) nadrz natlakovana.

Alois Tuhý

comment image?w=750&ssl=1

Dr. Azbest

any legs

Propi.ska

Svět nefunguje výlučně podle pouček z učebnic angličtiny pro pátou třídu. Taky Vám v té Vaší jazykové revizi třeba uniklo, že namísto aint got mělo být dont have.

Naposledy upraveno před 8 měsíci uživatelem Propi.ska
Invc

Tak se na toho Forresta Gumpa v originále podívej…

TomG

Jestli tohle opravdu mysli vazne tak nejlepsi by,bylo udelat system oddelenych zachytnych stanovist s dopravou pomoci zavesenych plosin k vypoustecim vezim.Zlepseni dostupnosti rychlosti,renovace by tim dosahlo sveho maxima.

TomG

Jestli ma v planu opravdu udelat to co rekl ze chce,tak jisto jiste bude muset udelat nekde hvezdny pristav,byt jen kuli te kadenci,otom dalsim provoznim maratonu nemluve.

Richard Dědič

Proč zbytečně namáhat roštová kormidla? Starship už má závěsy pro přepravu jeřábem, na ně by se dala upevnit lana s vystřelovacími kotvami, a potom při přistání se těmi kotvami chytit za nějaké vodorovné lano, nebo spíš několik lan, natažených mezi věžemi.

JP77

Mohla by to být varianta pro podrobnější průzkum a pěkně odpružená 🙂 a nebo dvě věže, mezi ně mírně prověsit lano, věže směrem ven uchycený lanama k zemi a raketa by se mohla pověsit za jedno šikmo sklopené roštové kormidlo, potom vodorovné lano prodlužovat aby raketa sedla na zem a aby sedla rovně, tak před tím nějak přidat lano od protějšího kormidla. raketa by sedla na pojízdnou plošinu a ta by jí kousek popovezla k jedné věži a jejímu jeřábu, nebo bez pojízdné plošiny, kdyby záchytné lano byla lanovka.