Starship SN8 prošla prvními zkouškami a už má tři Raptory, brzy dostane špičku a vyletí do výšky 15 km

Nastal čas dalšího shrnutí novinek kolem Starship a pokračujících příprav prototypů v Boca Chica. Naposledy jsme se bavili o destrukční zkoušce nádrže SN7.1, instalaci stabilizačních ploch na Starship SN8 a také prvním exempláři rakety Super Heavy. Od té doby Starship SN8 úspěšně prošla kryogenním testováním, dostala tři Raptory a pokračuje výroba dalších prototypů (už byly spatřeny díly pro SN14). Dále jsme se dozvěděli, při jakém tlaku selhala nádrž SN7.1 a Elon Musk navíc prozradil několik novinek o Starship a Super Heavy obecně.

Zkušební nádrž SN7.1

Účelem zkušební nádrže SN7.1 bylo otestovat odolnost konstrukce z oceli typu 304L. Nádrž proto byla naplněna kryogenním dusíkem a 23. září natlakována až do prasknutí. Podrobněji jsem o zkoušce psal už v minulém článku, ale od té doby se objevily nové informace. Elon Musk prozradil, že SN7.1 nakonec selhala při tlaku 8 barů v horní části a 9 barů v dolní části. Jedná se prý o dostatečný výsledek, ale SpaceX už pracuje na dalších vylepšeních. Nádrž SN7.1 pak byla 4. října shozena z podstavce a zlikvidována.

Musk dodal zajímavou informaci, že nádrž sice byla vyrobena převážně z oceli 304L, ale některé její části byly z dříve používané oceli 301. Nádrž během destrukční zkoušky praskla právě v místě spoje mezi dílem z oceli 301 a dílem z 304L. Elon Musk dále uvedl, že Starship SN9 už bude kompletně z oceli 304L, ale SpaceX prý používanou slitinu trochu upravuje. Z toho lze vyvodit, že i aktuálně testovaný prototyp Starship SN8 nejspíš není tvořen výhradně ocelí 304L a stále obsahuje nějaké díly vyrobené z oceli 301 stejně jako SN7.1.

Testování Starship SN8

Nejsledovanějším prototypem je aktuálně Starship SN8, který má jako první provést delší testovací let. Když jsme o něm psali naposledy, nacházel se ještě v montážním areálu a čerstvě na něj byly nainstalovány stabilizační plochy. Nebylo však jasné, jak přesně bude probíhat jeho testování. Uběhlo jen pár týdnů a situace už výrazně pokročila, přičemž my máme mnohem lepší představu o dalším průběhu.

Prototyp Starship SN8 před převozem na startovní rampu (Zdroj: Elon Musk)

Starship SN8 byla převezena na rampu 26. září, avšak zatím bez aerodynamické špičky, která bude nainstalována později. První zkoušky s dusíkem o pokojové teplotě proběhly 5. a 6. října 2020. První kryogenní test proběhl 7. října a Elon Musk následně prozradil, že při něm bylo dosaženo tlaku 7 barů. Avšak v oblasti, kde měly být později uchyceny motory, došlo k menšímu úniku (prý možná z důvodu smršťování materiálu následkem změny teploty). SpaceX rychle provedlo nápravné opatření a už 8. října byl kryogenní test zopakován. Poslední kryogenní zkouška pak proběhla 9. října a podle Elona Muska byla úspěšná.

Prototyp Starship SN8 během finální tlakové zkoušky s kryogenním dusíkem (Zdroj: NASA Spaceflight)

O dva dny později pak začala instalace motorů Raptor. V neděli byly nainstalovány první dva motory a v pondělí následoval třetí. Z fotek a dalších informací vyplynulo, že se jednalo o Raptory se sériovými čísly 30, 32 a 39. První uvedený motor ale nebyl vyfocen, takže to není stoprocentně potvrzené. Každopádně dalším krokem by měl být statický zážeh. Zatím však není úplně jisté, jestli SpaceX rovnou provede zážeh všech tří motorů najednou, nebo začne třeba jen s jedním či dvěma. Nicméně dříve či později dojde na vůbec první zážeh více než jednoho Raptoru najednou. SpaceX totiž při testování motorů v McGregoru má možnost v daný okamžik testovat vždy jen jeden kus. Plánovaný termín provedení statického zážehu Starship SN8 zatím neznáme, ale jakmile se informace objeví, dozvíte se to na průběžně aktualizované stránce Přípravy a testování Starship.

Podle NASA Spaceflight bude po úspěšném statickém zážehu tří Raptorů následovat instalace aerodynamické špičky na Starship SN8. Ta měla být podle Elona Muska nainstalována už na začátku října, ale evidentně došlo ke zdržení. Každopádně v úterý byla z jednoho ze stanů v montážním areálu vyvezena špička, která už měla nainstalované aerokryty a stabilizační křidélka. Nejspíš je to tedy špička určená pro instalaci na prototyp Starship SN8. Špička však ještě musí být připojena k válcovité sekci.

Vpravo: Aerodynamická špička pro Starship SN8 po instalaci stabilizačních ploch. Vlevo: Stará špička prototypu Starship Mk1 (Foto: Nomadd / NASA Spaceflight)

Zajímavostí je, že stabilizační plochy na Starship už podle Elona Muska nevyužívají hydrauliku a jsou naklápěny pomocí elektromotorů napřímo přes převodovou skříň. Z minulosti pak víme, že SpaceX pro tyto účely využívá elektromotory Tesla, které pro zajištění pohybu zadních ploch potřebují poskytovat výkon 1,5 MW. Energii čerpají z několika baterií z elektromobilů Tesla, z nichž každá má kapacitu 100 kWh. Musk dále uvedl, že dosud vyrobené aerodynamické špičky v Boca Chica jsou špičatější, než by ve skutečnosti musely být. Je tedy možné, že budoucí exempláře budou mít trochu jiný tvar.

Instalace baterie Tesla na prototyp Starship SN3 (Foto: bocachicagal / NASA Spaceflight)

Lze předpokládat, že aerodynamická špička se stabilizačními plochami bude nedlouho po prvním zážehu Starship SN8 přepravena na rampu, kde bude připojena ke zbytku lodi pomocí jeřábu. Podle NASA Spaceflight by poté měl následovat další statický zážeh, který se od toho prvního bude lišit tím, že při něm budou využity pohonné látky z menších přistávacích nádrží. Ta kyslíková se nachází v úplné špičce lodi, a proto tento zkušební zážeh může proběhnout až po nainstalování špičky. Přesun kyslíku z nádrže ve špičce k Raptorům ve spodní části lodi zajišťuje trubka, která protíná hlavní nádrže a vede podél vnitřní strany trupu. Mohli jsme ji vidět například na snímcích prototypů SN7.1 nebo SN8. Metanová přistávací nádrž se oproti tomu nachází uvnitř hlavní metanové nádrže a palivo je z ní vedeno trubkou procházející středem hlavní kyslíkové nádrže. SpaceX už dokonce u jednoho z minulých prototypů Starship provedlo statický zážeh, při kterém byl použit metan z této menší přistávací nádrže.

A pokud vše proběhne v pořádku, někdy během následujících týdnů by mohl proběhnout napjatě očekávaný testovací let SN8. Původně se hovořilo o letu do 20 km, později Elon Musk zmínil 18 km, ale nakonec by mělo být dosaženo výšky 15 km. Jak přesně by takový testovací let mohl vypadat, jsem podrobněji popisoval v minulém článku a dobře to ilustruje také video níže. Musk aktuálně upřesnil, že cílem bude dosáhnout dostatečné výšky, aby následně mohlo být otestováno ovládání stabilizačních ploch a poté také čerpání paliva z menších přistávacích nádrží místo těch hlavních.

Elon Musk už několikrát upozorňoval, že testovací let nebude snadný a že je velká šance, že se napoprvé nezdaří. SpaceX ale vyrábí několik prototypů Starship najednou, a tak by případné zničení SN8 při testu nemělo představovat velké zdržení. Následující prototyp SN9 má být podle Muska hotový ještě během října. SpaceX plánuje provést vícero takových letů do výšky několika kilometrů a pokud dopadnou dobře, některý z prototypů dostane tepelný štít a provede zkušební let, při kterém už bude dosaženo nadzvukových rychlostí.

Neoficiální render Starship SN8 během testovacího letu (Autor: Neopork)

Tepelný štít bude tvořen mechanicky uchycenými keramickými destičkami, které budou chránit návětrnou stranu trupu a stabilizačních ploch Starship. Elon Musk vysvětlil, že nejobtížnější věcí je zajistit, aby se během letu neroztavilo nebo neroztrhalo těsnění v oblasti kloubu mezi stabilizačními plochami a trupem. Musk už letos v únoru zmínil, že v této oblasti možná bude použito transpirační chlazení, které bylo původně zvažováno pro celý trup lodi. Nyní znovu uvedl, že transpirační chlazení by mohlo být použito na některých částech lodi. Tento typ tepelné ochrany Musk v minulosti popsal takto: „Trup bude z dvou vrstev nerezové oceli spojených příčníky. Mezi těmito dvěma vrstvami pak může proudit palivo, a na vnější straně budou velmi malé dírky, kterými bude palivo unikat.“

Destičky tepelné ochrany na neznámém prototypu Starship (Foto: bocachicagal / NASA Spaceflight)

Další prototypy Starship

Vysokorychlostní testy nejspíš budou provedeny s pozdějšími prototypy Starship, které jsou teprve ve výrobě. SpaceX však rozhodně nezahálí. Jak už bylo zmíněno, exemplář SN9 už je skoro hotový a několik dalších prototypů se nachází v rozličných fázích výroby. Přibližný stav jednotlivých exemplářů hezky ilustruje například tento přehled z minulého týdne. Už teď je ale trochu zastaralý, protože od jeho zveřejnění byl spatřen například první díl pro SN14. Přitom jsme ještě ani neviděli díly pro SN13. Je však možné, že SpaceX tento prototyp přeskočilo, protože třináctka je mnohdy považována za smolné číslo.

Stav vyráběných prototypů Starship a Super Heavy k 7. říjnu 2020 (Autor: @brendan2908 / Twitter)

Elon Musk také nedávno prozradil, že každoroční prezentace o tom, jak pokračuje vývoj Starship, by se měla letos konat zhruba koncem října. Návrh Starship se už prý docela ustálil a to, co na prezentaci představí, bude v podstatě to samé, co později poletí na oběžnou dráhu jako verze 1.0. To ovšem neznamená, že SpaceX končí s prováděním změn a různých vylepšení. Musk například zmínil, že vzhled budoucích prototypů bude „výrazně lepší“. Konkrétně obvodové svary a samotné ocelové segmenty mají být „mnohem hladší“.

Raketa Super Heavy

Na přehledu prototypů výše můžete vidět, že už byla spatřena také celá řada komponentů pro první exemplář nosné rakety Super Heavy. Spojování některých dílů už začalo, ale finální kompletace bude vyžadovat dokončenou montážní halu „high bay“. Její stavba má být podle Elona Muska hotová za pár týdnů (s výjimkou stropního jeřábu) a zhruba v té době má začít kompletace jednotlivých segmentů Super Heavy do jednoho velkého celku. Jak by mohla vypadat kompletně smontovaná raketa uvnitř high bay, hezky ilustruje tato fotomontáž:

Fotomontáž hotové rakety Super Heavy v montážní hale (Autoři: @BocaChicaGal a @jdeshetler)

Prototyp by pak měl provést krátký zkušební let s dvěma motory Raptor podobný těm, které absolvovaly Starship SN5 a SN6. Jak by to mohlo vypadat, ukazuje neoficiální animace níže. Zajímavostí je, že Musk uvedl, že aktuálně budovaná orbitální startovní rampa pro Super Heavy nebude mít tradiční deflektor spalin. Nebo to je aspoň cílem, ale prý se to „může ukázat jako chyba“. Během krátkého letu s dvěma motory by to neměl být problém, ale osobně si moc nedokážu představit, jak to bude vypadat při orbitálním startu s desítkami Raptorů.

Co se týče tloušťky oceli pro Super Heavy, tak podle Elona Muska prozatím budou nosná raketa i loď vyráběny ze stejného materiálu (mělo by jít o ocel typu 304L s tloušťkou 3,96 mm). V případě kosmické lodi ale mají být ocelové stěny časem o něco tenčí. Stejně tak z dřívějška víme, že stěny Super Heavy budou časem v horní části rakety tenčí než v dolní části. Dodatečnou pevnost ve spodní části Super Heavy pak mají zajistit ještě podélné výztuhy bránící prohnutí konstrukce pod váhou plných nádrží.

Neoficiální render nosné rakety Super Heavy (Autor: Neopork)

Motor Raptor

Kromě výroby prototypů Starship a Super Heavy SpaceX souběžně pokračuje ve vývoji, výrobě a testování motorů Raptor. První vakuový Raptor, o kterém jsme psali na začátku září, byl nedlouho poté spatřen v testovacím areálu v McGregoru. V článku NASA Spaceflight se totiž objevil letecký snímek horizontálního testovacího stavu s Raptory ve vakuové i atmosférické variantě. Dne 25. září pak SpaceX zveřejnilo video z testovacího zážehu vakuového Raptoru v plném trvání.

Co se týče výroby Raptorů, tak SpaceX se v polovině srpna chystalo zahájit testování motoru se sériovým číslem 40, takže touto dobou by se už firma mohla blížit k padesátému exempláři. Raptorem s nejvyšším číslem, který byl dosud spatřen, je SN39, který byl aktuálně nainstalován na Starship SN8. Motor neustále prochází úpravami a vylepšeními, ale návrh by se už měl pomalu stabilizovat, jelikož Elon Musk před časem prohlásil, že prvních 50 kusů bude v podstatě zkušebních. SpaceX by tedy nyní už mohlo být ve fázi, kdy má vypilovanou stabilní „verzi 1.0“ a mělo by se začít zaměřovat spíše na navyšování rychlosti výroby. Ostatně, pro každý orbitální start Starship se Super Heavy bude potřeba několik desítek Raptorů.




Mohlo by se vám líbit...

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