SpaceX už testuje vylepšený Raptor 2, ale Elon Musk stále není spokojený, a tak nejspíš chystá zcela nový motor

Elon Musk prozradil několik novinek ohledně pokroků ve vývoji a testování nové generace raketového motoru Raptor. Motor dosáhl při testování úctyhodného tlaku a rozjíždí se jeho výroba. Ve Starbase mezitím probíhají přípravy a testování současné verze Raptoru na prototypech Starship a Super Heavy. Musk však stále není spokojen s rychlostí vývoje a prozradil, že v budoucnu bude Raptor nahrazen úplně jiným motorem.

SpaceX vyvíjí raketový motor Raptor už přes 10 let. Původně mělo jít o vodíkový motor, ale někdy kolem roku 2012 došlo k přechodu na metan. V letech 2014 a 2015 proběhlo testování vstřikovače a spalovací předkomory v testovacím zařízení NASA ve Stennisově kosmickém středisku. V roce 2016 pak Elon Musk poprvé veřejně představil svou vizi pro obří raketu, která by měla dopravit lidstvo na Mars. Raketa se tehdy jmenovala Interplanetary Transport System (ITS), měla průměr 12 metrů a první stupeň by pohánělo 42 Raptorů s tahem 300 tun. V rámci prezentace Musk tehdy také ukázal video z prvního zkušebního zážehu zmenšené vývojové verze Raptoru s tahem 100 tun. Koncept rakety ITS v následujících letech prošel mnoha změnami a také byl přejmenován na BFR a nakonec na Starship.

Porovnání jednotlivých verzí rakety ITS/BFR/Starship (Zdroj: Everyday Astronaut)

Aktuální podoba této rakety má průměr 9 metrů a je poháněna Raptory, které jsou o něco menší než ty z roku 2016. První stupeň zvaný Super Heavy bude disponovat celkem 33 atmosférickými motory ve variantách RC a RB, každý s tahem kolem 200 tun. Druhý stupeň ve formě lodi Starship je vybaven celkem šesti Raptory, z nichž tři jsou RC a tři vakuové (RVac). Všechny tři varianty jsou z velké části totožné a liší se pouze tím, že verzím RB a RVac chybí hydraulika pro vektorování tahu (naklápění motoru) a varianta RVac má výrazně větší trysku kvůli zvýšení efektivity ve vakuu.

První vyrobený vakuový Raptor (vpravo) a srovnání velikosti s atmosférickou variantou RC (Foto: SpaceX)

Všechny Raptory, které jsme doposud viděli při testech, představují první generaci tohoto motoru, jejíž testování začalo v únoru 2019. SpaceX od té doby vyrobilo přes 100 exemplářů tohoto motoru a postupně jej vylepšovalo a zjednodušovalo, až se dopracovalo k současné generaci „1 a půl“. Tuto verzi motoru najdeme na prototypech Starship S20 a Super Heavy B4, které jsou aktuálně testovány na základně Starbase v jižním Texasu. Prototyp B4 je vybaven 29 atmosférickými Raptory s celkovým tahem 5443 tun, což je o 50 % více než legendární měsíční raketa Saturn V. Z toho vyplývá, že každý Raptor má tah kolem 187 tun. To pro počáteční testovací lety bohatě postačuje, ale cílem jsou ještě lepší parametry. SpaceX proto už nějakou dobu vyvíjí druhou generaci motoru zvanou Raptor 2, která má být výrazně jednodušší, levnější a zároveň výkonnější než současná verze Raptoru.

29 motorů Raptor na Super Heavy B4 (Zdroj: Elon Musk)

Elon Musk aktuálně prozradil, že Raptor 2 už prochází testováním, při kterém dosahuje slibných výsledků. Při jednom z testovacích zážehů motor dosáhl rekordního tlaku ve spalovací komoře na úrovni 321 barů. Poté sice došlo ke zničení tohoto exempláře, ale podle Muska možná byl problém v nízkém tlaku přiváděného kyslíku, nikoli motoru jako takovém. Musk dodal, že Raptor s tlakem 321 barů dosahuje tahu přibližně 245 tun. SpaceX takto vysokých tlaků dosáhlo už před více než rokem u první generace Raptoru, avšak jen na krátkou dobu. Současná verze atmosférického Raptoru je proto provozována s nižším tlakem kolem 250 barů. Ale už od roku 2016 je cílem dlouhodobě udržitelných 300 barů, čehož by měl být schopný právě vylepšený Raptor 2. Elon Musk v srpnu prozradil, že Raptor 2 bude schopný disponovat tahem 230 tun při tlaku 298 barů, ale firma se prý bude snažit z motoru vymáčknout ještě ty 2 bary navíc. Co se týče vakuové varianty Raptoru, ta je momentálně provozována s tlakem kolem 270 barů, ale SpaceX už pracuje na vylepšeních, která by měla umožnit navýšení tlaku na hodnotu přes 300 barů. SpaceX mimochodem nedávno získalo 14,4 milionů dolarů na vývoj Raptoru od amerických kosmických sil. Podobné finanční příspěvky týkající se testování nové generace raketových motorů a vylepšení horních stupňů získaly také firmy ULA, Rocket Lab a Blue Origin.

Vertikální test atmosférického Raptoru v McGregoru (Foto: SpaceX)

Raptor 2 se prozatím vyrábí v továrně SpaceX v kalifornském Hawthorne, ale brzy by se měla výroba přesunout do McGregoru v Texasu, kde doposud probíhalo jen testování těchto motorů (a také dalších věcí). Firma tam totiž letos začala stavět novou továrnu, kde se budou vyrábět Raptory druhé generace jako na běžícím páse. V Hawthorne pak zůstane pouze výroba vakuové varianty Raptoru a také vývojových kusů. Stavba nové továrny začala v McGregoru během léta a vypadá to, že už bude brzy hotová:

Pokrok ve stavbě továrny na výrobu Raptorů v McGregoru mezi červencem a listopadem 2021 (Zdroj: NASA Spaceflight)

SpaceX zároveň v létě odkoupilo pozemek, který se nachází kousek od Starbase a byla na něm provozována střelnice. Na pozemku už byly v posledních týdnech spatřeny nějaké úpravy (například přibyl vysoký stožár) a má se za to, že SpaceX tu plánuje časem opravovat, repasovat a testovat Raptory. Důvodem je asi to, že i když firma postupně rozšiřuje kapacity v současném testovacím areálu v McGregoru, Raptorů bude brzy vyráběno a testováno tolik, že je potřeba další testovací zařízení. Zároveň je zbytečně komplikované posílat motory ze Starbase do McGregoru nebo Hawthorne kvůli opravám či repasování a pak zase zpět.

Elon Musk v září uvedl, že Raptor potřebuje být 10x levnější na výrobu, než je teď. Podle něj totiž není obtížné vyvinout nový pokročilý motor, ale dosud se nikdo ani zdaleka nepřiblížil k vytvoření velmi levného motoru s cenou pod 1000 dolarů za tunu tahu. Musk už tehdy naznačil, že motor, který tuto hranici pokoří, si zaslouží nové jméno, protože půjde o velký skok vpřed. To zopakoval teď v listopadu, když napsal, že Raptor 2 sice bude představovat výrazné zlepšení oproti současnému Raptoru, ale aby z lidstva mohl být multiplanetární druh, bude prý potřeba jiný, zcela přepracovaný motor, který se nebude jmenovat Raptor. Zdá se tedy, že SpaceX se chystá vyvinout, nebo možná už vyvíjí zcela nový typ motoru pro nějakou budoucí verzi Starship nebo třeba úplně novou raketu. Elon Musk na příští rok slibuje prezentaci s novinkami o Starship, tak je možné, že tam prozradí nějaké podrobnosti o plánech ohledně tohoto nového motoru.

Různé motory Raptor pro první orbitální start Starship a Super Heavy (Foto: Elon Musk)

S vývojem nového motoru by také mohlo souviset to, že ve SpaceX došlo ke změně ve vedení týmu pohonů, který se ve firmě zabývá vývojem a výrobou motorů. Viceprezident týmu pohonů Will Heltsley působil ve SpaceX od roku 2009, ale nedávno firmu opustil a proslýchá se, že důvodem byla Muskova nespokojenost s nedostatkem pokroku ve vývoji Raptoru. Informoval o tom web CNBC. Tým pohonů nyní vede Jacob McKenzie, který je ve SpaceX už 6 let. Je tedy možné, že Elon Musk chtěl do týmu vnést trochu svěžího větru právě kvůli vývoji nového motoru.

Starship S20 během testování na rampě (Foto: RGV Aerial Photography)

Ve Starbase v jižním Texasu mezitím pokračují přípravy a testování Raptorů kvůli blížícímu se orbitálnímu testu lodi Starship s raketou Super Heavy. Loď Starship S20 během posledních týdnů úspěšně absolvovala testování svých motorů. Nejdříve 22. října proběhly dva statické zážehy motorů Raptor. Při prvním testu byl zažehnut pouze motor RVac 5 a při druhém testu byl zažehnut ten samý motor znovu, ale tentokrát spolu s jedním atmosférickým Raptorem. Jednalo se o vůbec první zážeh vakuového Raptoru přimontovaném na Starship. Vakuové motory přitom obvykle není možné testovat v atmosféře, ale v případě Raptoru to možné je, což jsme podrobně vysvětlovali v nedávném článku.

Po této dvojici zkušebních zážehů následovala instalace dodatečných Raptorů na Starship S20. Dne 12. listopadu 2021 pak proběhl test spalovacích předkomor a o hodinu později následoval statický zážeh všech šesti Raptorů najednou. Bylo to poprvé, kdy SpaceX zažehlo tolik motorů najednou. Zážeh byl úspěšný a prototyp S20 je tedy nejspíš připraven na start. Stále však zbývá ještě otestovat nosič Super Heavy B4.

Statický zážeh všech motorů na Starship S20 (Foto: SpaceX)

Raketa Super Heavy B4 má už delší dobu nainstalovaných všech 29 Raptorů, ale ty byly dosud zažehnuty pouze samostatně v McGregoru. Nyní se čeká na dokončení orbitální rampy ve Starbase, aby bylo možné otestovat prototyp B4 přímo na vypouštěcím stole. Technici tento čas využili například k výměně některých Raptorů na B4 a také instalaci ochranných krytů kolem motorů. Jakmile bude hotová orbitální rampa, prototyp B4 nejspíš bude přesunut na stůl a absolvuje tlakové zkoušky s kryogenním dusíkem podobně jako Starship S20, která je podstoupila na konci září. Následně se očekává série zkušebních zážehů Raptorů na B4, avšak zatím neznáme přesný plán testování a počty motorů, které budou při jednotlivých zkouškách zažehnuty.

Ochranný štít na Raptorech na Super Heavy B4 (Foto: Starship Gazer)

Tyto testy kromě rakety ověří také fungování tankovací infrastruktury a dalších prvků orbitální rampy, jako je mechanismus na integrační věži, který je přezdíván Mechazilla a bude zpočátku sloužit především jako jeřáb pro manipulaci se Starship a Super Heavy před startem. Později pak má zajišťovat také zachytávání přistávajících Super Heavy a časem i lodí Starship. Nejdříve k tomu ale dojde až při druhém orbitálním testu, kdy se SpaceX možná pokusí zachytit přistávající nosič Super Heavy B5.

Elon Musk nedávno pohovořil s americkou Národní akademií věd a přitom uvedl, že očekává brzké obdržení úředního povolení pro orbitální starty Starship. Během prosince by podle něj mělo proběhnout testování rampy (a zřejmě také zmíněné zkoušky Super Heavy B4). První orbitální start by pak podle Muska mohl proběhnout v lednu nebo únoru. V celém příštím roce by pak mohlo dojít k přibližně 12 zkušebním startům Starship. Pokud bude testování probíhat dobře, v roce 2023 by Starship mohla začít vynášet družice na oběžnou dráhu. Rychlost provádění testovacích startů však bude podle Muska omezovat především rychlost výroby Raptorů. Doufejme tedy, že vývoj Raptoru 2 bude pokračovat dobře a výrobu v nové továrně v McGregoru se podaří rychle dostat do otáček.




Mohlo by se vám líbit...

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

Rok 2022 bude fascinující !

kinosahl

Držme (si) palce!

PetrV

Petře, parádní článek. Elon hledá to nejlepší, proto nový motor.

Martin B

Tím mě Musk opravdu překvapil, že hodlá nejspíše radikálně přepracovat Raptor a to do té míry, že ho i přejmenují. Snad to bude stále Full flow staged motor a že kvůli snížení nákladů nepřejdou k nějaké jednodušší variantě.

Vladimír Todt

Pokud bude na tunu tahu 10x levnější, tak se jim vyplatí i mírně snížená účinnost.

Martin B

To ano. A proto se toho obávám. Přece jenom Raptor je první plně funkční Full staged combustion motor. Byla by škoda, kdyby ho nahradili. Ale cena nakonec logicky musí zvítězit.

Michal

Skôr sa bude jednať o úplne iný motor. Limity raptoru sú práve vo vákuu, kde sa nezdá, že by sa mohli dostať cez hranicu špecifického impulzu 380s. Preto sa asi uvažuje o zvýšení počtu vakuových raptorov v starship na 5, ale to stačiť asi nebude. 6-9 mesačná cesta na Mars je priveľa a asi už bude nutný iný druh motorov ako chemických.

Martin B

Tak zrovna 380s pro metanový motor mi přijde jako velmi hezké číslo.

Michal

Ako to áno, je to pekné číslo, ale to stačiť nebude na skrátenie dĺžky cesty na Mars.

Martin B

O moc více se z metanu vytáhnout reálně nedá.

Karel Majer

Super páni! Přání hodně zdraví, štěstí a dobrých nápadů do Texasu.

prochzde

Jestli si to pamatuji dobře, tak Elon počítal, že raptory bude u(o)pravovat ve Starbase, ale od FAA by nedostal souhlas, anebo by alespoň výrazně zpozdil povolení pro první starty, tak od toho ustoupil a koupil 14.6.2021 střelnici Massey’s Gun Shop and Range. Střelnice ještě nějakou dobu inzerovala nezměněný provoz (viz. google maps, ale už na prvním snímku RGV Aerial Photography z 5.11.2021 je vidět velké množství stavebních úprav, což potvrzuje i druhý (a zatím i poslední) snímek z 13.11.2021. Doufám, že nám bude RGV Aerial Photography nabízet novější snímky bývalé střelnice, nebo videa prostřednictvím Tx Flyover.

Vladimír Todt

Docela komedie, když i nyní za dražší cenu vyrobí jeden vícepoužitelný motor za 2 milióny USD a zhruba ve stejné kategorii 1 motor na 1 použití pro SLS stojí kolem 50 miliónů USD.

Invc

U toho motoru pro SLS přitlač … asi tak 3x…

3,14ranha

V květnu 2020 objednala NASA 18 motorů (první nové sériové kusy), cena za kus 99,4 milionů. Takže NE trojnásobek není pravda.

A pokud chceme věřit, tak NASA a AR údajně pracují na dalším snížení výrobní ceny alespoň k těm 50 milionům.

Invc

Zapomněls na tu $1 miliardu… kterou NASA dala na “restart produkce”. Takže v reálu prvních 24 motorů vyjde na 146 mio USD / kus.

(Sama NASA říká, že prvních 24 motorů ji vyjde na $3,5G)

Naposledy upraveno před 19 hodinami uživatelem Invc
3,14ranha

Šest kusů byly předsériové kusy placené zvlášť (takže za malosériovou cenu). AR ani NASA nevěděla kolik motorů koupí (dokud to neposvětil kongres). To je nevýhoda veřejných projektů v demokratické společnosti. Volby jsou každé 4 roky a firmy se bojí že jeden politik něco naslibuje a druhý to škrtem pera zruší. Skutečné sériové kusy jsou až ta druhá objednávka, srovnávejme srovnatelné.

Zkuste se zeptat Elona, kolik by asi byla výrobní cena prvních šesti Raptorů, jo ?

PS: mimochodem i tak to smrdí demagogií, protože srovnáváme tržní cenu za RS-25 pro NASA versus interní výrobní náklady na Raptory pro Elona
(jaké jsou výrobní náklady uvnitř AR se asi jen tak nedozvíme).

3,14ranha

Až na to že RS-25 ve skutečnosti JE vícepoužitelný a spaluje hydrolox (takže o pořádný kus složitější technologie než raptor spalující metan).

To k čemu ten motor chce používat NASA (kongres) je druhá věc (nicméně pokud je na raketě nejdůležitější součástkou motor, tak základního účelu bylo dosaženo – motory motorují spolehlivě na 110% nominálu a řeší se už jen blbosti okolo.

Nezapomeňte že SLS je raketa přímo určená pro lety s posádkou ( a to už od druhého startu). Musk má pro posádku zatím certifikovaný jen Falcon 9 (po 10 letech ladění výroby rakety i motorů).

Invc

No s těmi 110% to je taková vtipná věc…

Ono to totiž znamená “110% toho, pro co to bylo původně před skoro 50 lety původně navrženo … ”

Trvalo to jen zhruba 30 let než toho dosáhli postupnými úpravami (první let certif na 109% byl STS-104 v roce 2001).

BTW: Pokud to chceš brát takhle pak Merlin 1D lítá na 172%…

kuba

Tak ta stavba nejde zas tak rychle když 10 let to staví.

Vladimír Todt

Cože? Tak holt musíte začít fandit ULA, Blue Origin, Boeingu, a tak. Ti to dělají jistě rychleji s minimálně stejnými nebo vyššími cíly a výsledky. 🙂

kuba

Já nefandím žádné z nich není to sport.
Třeba NASA a partneři postavili ISS

ydl

Tak ty zpravy o tom ze je Raptor nepodarek ktery musi byt kompletne predelan nelhaly