Starship nedisponuje systémem pro záchranu posádky v případě nehody. Jak velký problém to je?

Předchůdce dnešní Starship byl představen veřejnosti v roce 2016 a od té doby si řada lidí pokládá otázku, jak SpaceX hodlá zajistit bezpečnost posádky v případě nehody. Většina ostatních pilotovaných kosmických lodí totiž disponuje záchranným systémem, který dostane posádku do bezpečí, když dojde k nějakému selhání na rampě nebo během letu. Starship ale nic takového nemá a ani není v plánu záchranný systém přidat. Pojďme se podívat, proč tomu tak je, jaké existují alternativy a jestli má vůbec smysl se tím v kontextu Starship zabývat.

Záchranným nebo únikovým systém je myšlena schopnost kosmické lodi dostat posádku do bezpečí v případě nějaké nehody. K té může dojít ještě na rampě během příprav na start nebo až po startu během letu na oběžnou dráhu. Kosmické lodě jsou proto obvykle vybaveny nějakým systémem, který v takové situaci bleskurychle odnese astronauty pryč od vybuchující rakety a ti následně přistanou na padácích.

Test záchranné věžičky v rámci programu Apollo (Foto: NASA)

Nejběžnějším typem tohoto systému je záchranná věžička, kterou můžete znát například z lodí Sojuz, Apollo či Orion. Věžička obsahuje raketový motor, který se zažehne, když letový počítač detekuje nějaký kritický problém. Věžička pak odnese kosmickou loď s astronauty do bezpečí, odpojí se, a loď přistane na padácích. Nevýhodou tohoto řešení je, že záchranná věžička je k dispozici pouze během určitých fází letu, protože bývá odhozena ještě před dosažením orbity, i když let probíhá v pořádku. Dále existují tlačné systémy, které jsou pevnou součástí lodi a nejsou odhazovány. To se hodí u lodí, které jsou používány opakovaně, protože nemusíte před každým startem vyrobit novou věžičku. Tlačný systém najdete například u lodí Crew Dragon od SpaceX a Starliner od Boeingu. Jejich výhodou je dále to, že dokážou zachránit posádku během libovolné fáze letu na orbitu. V počátcích pilotované kosmonautiky se také někdy používala katapultovací křesla. Existovaly též pilotované kosmické stroje, které nebyly vybaveny žádným z těchto systému. Jde například o sovětské lodě Voschod nebo americký raketoplán (ten měl katapultovací křesla, ale pouze při úvodních zkušebních letech). Podrobněji se různým únikovým systémům kosmických lodí věnoval Jirka Hadač v 3dílné sérii článků.

Koláž z testu úniku Crew Dragonu za letu v lednu 2020. Loď se vzdálila od rakety pomocí motorů SuperDraco. (Zdroj: NASA)

SpaceX v případě Starship momentálně neplánuje implementovat žádný únikový systém klasického typu. Když Elon Musk v roce 2016 poprvé představil koncept rakety ITS, což byl předchůdce dnešní Starship, jedna z otázek z publika se už tehdy týkala problematiky únikového systému. Nově představená raketa ITS s průměrem 12 metrů měla být schopná dopravit 100 lidí na Mars, ale záchranný systém pro případ problémů jí evidentně chyběl. Elon Musk se k tomu tehdy vyjádřil takto:

Loď je sama o sobě schopná uniknout od nosiče… Ale únikový systém na lodi je obecně poněkud k ničemu, protože třeba na Marsu prostě buď odstartujete, nebo máte smůlu. Padáky tam moc dobře nefungují a mít běžný únikový systém pro 100 lidí prostě není realistické. Klíčové je docílit toho, aby loď byla extrémně spolehlivá a bezpečná, měla redundantní motory, vysoké bezpečnostní rezervy a byla dobře otestovaná. Je to podobné jako u dopravních letadel – tam taky nedostanete padáky.

Jestli je vám tato argumentace povědomá, tak je to tím, že Elon Musk svůj názor od té doby nezměnil, a tak v posledních 5 letech opakovaně nabízí nějakou formu toho samého vysvětlení. Například skoro to samé řekl v loňském rozhovoru s Everyday Astronautem. To mu však nebránilo v polemizování ohledně potenciálních řešení a alternativách. Například v roce 2019 Musk uvedl, že pro rané Starship není v plánu systém pro únik z rampy, ale připustil, že by to mohlo stát za zvážení. Tehdy mimochodem zmínil, že vakuové motory Raptor budou mít dvojitou trysku, a tak budou schopny fungovat i v atmosféře. To už ale evidentně neplatí, protože současné vakuové Raptory mají běžnou trysku a i přesto je možné je zažehávat v atmosféře.

Starship S20 s šesti Raptory během zkušebního připojení k Super Heavy B4 (Foto: SpaceX)

Teoreticky tedy přichází v úvahu, že loď Starship by v případě nějakého problému na rampě mohla zkusit uniknout jen pomocí vlastních Raptorů. Problém je, že by to nebylo moc rychlé. Plně natankovaná loď totiž má hmotnost kolem 1400 tun a všech šest současných Raptorů má celkový tah nižší, takže loď by se ani nedokázala odlepit od selhávající rakety. Od té doby jsme se ale dozvěděli, že Starship bude nakonec mít celkem devět motorů a navíc druhá generace Raptoru má zvýšený výkon, takže celkový tah by už mohl být vyšší než hmotnost lodi. Odlet by stále byl dost pomalý, ale pořád by to bylo lepší než nechat loď připojenou k vybuchující raketě. Tlaková vlna výbuchu by totiž podle Elona Muska nebyla moc ničivá, a tak i relativně pomalý nouzový odlet  by k záchraně posádky mohl stačit. Bylo by to zkrátka lepší než nic.

Výbuch Falconu 9 na rampě před misí Amos-6. Kdyby tehdy byl na raketě Crew Dragon, posádku by zachránil únikový systém. (Zdroj: US Launch Report)

Konstrukce lodi ale není dimenzována na přistání s plnými nádržemi, a tak by nejspíš musela odletět docela vysoko, spálit/vypustit většinu pohonných látek a teprve pak se pokusit o přistání. To je dále komplikováno tím, že Starship nebude mít přistávací nohy. Celý tenhle manévr by tedy bylo nutné zkombinovat se zachycením lodi nějakou sekundární Mechazillou (protože ta původní by byla v plamenech), nebo by muselo proběhnout nějaké nouzové tvrdší přistání bez nohou. Starship má být schopná přistání na zem bez nohou, protože tuto možnost Musk před časem zmínil v kontextu případného nepovedeného zachycení Mechazillou.

Neoficiální představa přistávající lodi Starship před zachycením Mechazillou (Autor: ErcXspace)

Jak vidíte, tento způsob záchrany by byl dost extrémní a nelze to brát jako něco, na co lze spoléhat. A to samé platí pro případy selhání během letu. Případný nouzový odlet Starship od rakety by opět byl dost pomalý a následně by bylo docela komplikované bezpečně přistát zpět na Zemi (ať už na souši nebo ve vodě). Výjimkou je selhání rakety Super Heavy v pozdní fázi letu, kdy by Starship měla mít dostatečné rezervy na provedení úniku rovnou na stabilní orbitu, což potvrdil Paul Wooster ze SpaceX. Únik na orbitu je něco, čeho byl schopný například také raketoplán, což v praxi ověřila mise STS-51-F, při které selhal jeden z motorů RS-25 více než 5 minut po startu.

Americký raketoplán nedisponoval záchranným systémem (Foto: NASA)

Nicméně tohle všechno se týká startů na Zemi. A i kdyby SpaceX implementovalo nějaký záchranný systém, který by třeba odnesl oddělitelnou kabinu s posádkou do bezpečí pomocí raketových motorů a ta pak přistála na padácích (což je vzhledem ke složitosti a hmotnosti nerealistické), na Měsíci nebo Marsu vám to bude k ničemu. Je tam totiž příliš řídká atmosféra, a tak padáky nepřipadají v úvahu. Stejně tak vám běžný únikový systém nepomůže během návratu do atmosféry či přistání. Řešením tedy podle Elona Muska není vymyslet komplikovaný únikový systém, nýbrž prokázat extrémně vysokou bezpečnost a spolehlivost Starship. Například se předpokládá, že než ve Starship poletí první lidé, raketa bude mít za sebou stovky nákladních misí. Ty odhalí téměř všechny potenciální nedostatky a první posádka tak poletí na mnohem pokročilejším a bezpečnějším stroji, který už bude mít za sebou spousty úspěšných misí. Oproti tomu do raketoplánu posadila NASA astronauty už při první testovací misi. A i v případě Apolla nebo jiných pilotovaných programů obvykle moc testovacích misí bez lidí nebývá. Záchranná věžička je pak skoro nezbytnost, protože konstruktéři prostě před první misí s astronauty nemají dostatek dat z reálného testování, na jejichž základě by mohli s jistotou říct, že stroj má třeba 99,99% spolehlivost.

V celé historii pilotované kosmonautiky je navíc jen hrstka případů, kdy záchranný systém sehrál nějakou roli. Everyday Astronaut ve svém videu (viz níže) spočítal, že únikový systém zachránil životy jen ve dvou případech. Sem autor počítá únik z rampy před misí Sojuz T-10-1 a také nehodu během mise Sojuz MS-10 v roce 2018, i když k té došlo až po odhození záchranné věžičky. V jednom případě pak záchranný systém mohl potenciálně zabránit tragédii, ale nebyl přítomen (havárie raketoplánu Challenger), a jednou naopak způsobil smrt člověka na rampě (nehoda před misí Sojuz-1). Dále došlo ke třem nehodám, kde by záchranný systém nedokázal pomoct (Sojuz-1, Sojuz-11 a raketoplán Columbia). A nakonec dvakrát nastala situace, kdy se podařilo posádku zachránit i bez použití únikového systému (Sojuz 18a a výše zmíněný únik raketoplánu na orbitu).

Havárie raketoplánu Challenger při misi STS-51L. Posádku by možná dokázal zachránit únikový systém, ale raketoplán jím nedisponoval. (Foto: NASA)

K většině nehod navíc došlo v raných dobách kosmonautiky, kdy pochopitelně rizika a nehodovost byly vyšší. Ale pokud se podíváme jen na posledních 30 let, ke smrtelné nehodě došlo pouze u jedné mise ze zhruba dvou set. Šlo o již zmíněné selhání raketoplánu Columbia během návratu do atmosféry, kde by však únikový systém stejně posádku nezachránil.

Graf nehod pilotovaných misí v historii a jaký na ně měla vliv přítomnost záchranného systému (Autor: Everyday Astronaut)

Kdyby tedy lidstvo únikové systémy vůbec nikdy nepoužívalo, celkové statistiky úmrtí v kosmonautice by byly ve výsledku v podstatě stejné jako dnes. Je tedy únikový systém opravdu tak nezbytný, jak se může na první pohled zdát? Obzvlášť když vezmeme v potaz, že takový systém je užitečný pouze na Zemi a navíc jen v některých fázích mise? SpaceX jej evidentně za tak nezbytný nepovažuje a Starship navíc hraje do karet to, že na rozdíl od ostatních raket a lodí může prokázat svou vysokou bezpečnost a spolehlivost předem díky mnoha nákladním misím. Celkově bude probíhat tolik startů Starship, že pravděpodobnost nehody může časem být statisticky mizivá. Určité riziko pro posádku ale bude samozřejmě existovat vždy. To však platí pro všechny typy dopravních prostředků, ať už jde o letadla, auta nebo rakety. Toto riziko lze pouze co nejvíce minimalizovat, nikoli zcela eliminovat.

Problematikou záchranného systému v kontextu Starship se podrobně zabývá následující video od Everyday Astronauta, které rozhodně stojí za zhlédnutí:


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
59 Komentáře
nejnovější
nejstarší nejlepší
Inline Feedbacks
Zobrazit všechny komentáře