V poslední době se nahromadilo větší množství různých menších zajímavostí nebo nových informací o nové ocelové kosmické lodi Starship společnosti SpaceX. Shrnujeme je tedy do nesourodého přehledu krátkých novinek, které dohromady umožňují poskytnout obraz toho, čím se firma Elona Muska zabývá či hodlá zabývat v blízké budoucnosti.
Vývoj a výroba
Elon Musk aktuálně uvedl, že prázdný Starship má stále moc vysokou hmotnost a cílem je dostat se pod 100 tun (konkrétně zmínil 85 tun). Pro srovnání, Musk před rokem uvedl, že prototyp Starshipu Mk1 měl 200 tun a tehdy bylo cílem dosáhnout hmotnosti 120 tun u prototypu Mk4 nebo Mk5. Bohužel nevíme, jestli se toho podařilo dosáhnout, protože Musk zatím neprozradil, jakou hmotnost mají aktuální prototypy Starship SN6 nebo SN8.
Musk zároveň zmínil, že se zvažuje prodloužení nádrží Starshipu, čímž by se zvýšil celkový objem pohonných látek ze současných 1 200 tun na 2 000 tun. Předpokládám, že suchá hmotnost takto prodlouženého Starshipu by tím pádem byla vyšší a cíl „pod 100 tun“ by se na loď nevztahoval. Vzrostla by také celková výška Starshipu z aktuálních 50 metrů.
Na internetu se objevilo neoficiální srovnání velikosti aerodynamického krytu různých raket a nechyběl ani Starship. Elon Musk ale následně upřesnil, že nákladní prostor bude u Starshipu ve skutečnosti vyšší než na obrázku. Navíc horní část metanové nádrže zasahující do nákladního prostoru prý bude plošší, což umožní využití dalšího místa. Celkový objem by měl být kolem tisíce metrů krychlových.
Srovnání velikosti aerodynamických krytů raket Vulcan, Falcon Heavy, Starship a New Glenn
Na obrázku také můžete vidět, že úplnou špičku Starshipu nelze využít pro náklad. Elon Musk potvrdil, že je stále v plánu do špičky umístit malou nádrž, která bude obsahovat kyslík pro přistání a zároveň přesune těžiště lodi na vhodnější místo. Malá nádrž s metanem pro přistání se nachází uvnitř hlavní nádrže zhruba uprostřed lodi.
Nedávno jsme psali o tom, že motor Raptor během testování dosáhl rekordního tlaku 330 barů ve spalovací komoře. Musk uvedl, že k dosažení takto vysokého tlaku v komoře je potřeba, aby v jiných částech motoru byl tlak 1 100 barů.
Tim Dodd, známý jako Everyday Astronaut, se Muska zeptal, proč více atmosférických raketových motorů nepoužívá trysku tvarovanou podobně jako RS-25 na raketoplánech. Ten měl trysku na konci mírně zahnutou směrem dovnitř, což umožňovalo dosáhnout vysokého expanzního poměru i na hladině moře. Elon Musk vysvětlil, že SpaceX je už teď v podstatě na hranici toho, jak velkou trysku s vyfrézovanými kanálky pro regenerativní chlazení dokáže vyrobit.
Testovací zážeh motoru RS-25
Dodatečné zahnutí trysky podle Muska představuje jen malou výhodou, ale přitom by hodně zvýšilo složitost motoru. Další věcí pak je, že Raptory s větší tryskou by bylo obtížnější patřičně rozmístit na raketě Super Heavy.
Metanové trysky
Starship se musí před přistáním přetočit z vodorovné polohy do svislé, a tento manévr bude z velké části proveden pomocí zážehu motorů Raptor. Pozdější verze lodi ale má být vybavena silnými manévrovacími tryskami spalujícími metan, a tak se nabízí otázka, jestli poté bude loď otáčena spíše pomocí nich. Musk odpověděl, že to je neintuitivní, ale Raptory prý i tak budou pro otočení lodi vhodnější, protože mají vysoký specifický impuls díky kapalným pohonným látkám s vysokou hustotou, které jsou zároveň do motoru vháněny pomocí čerpadel, což umožňuje použití lehkých nádrží.
Oproti tomu metanové manévrovací trysky budou spalovat pohonné látky skladované v těžších tlakových nádobách. Ty totiž umožní vhánění látek do spalovací komory pod dostatečně vysokým tlakem i bez použití čerpadel. Podobným způsobem fungují například trysky SuperDraco na Crew Dragonu. Musk ale dodal, že tyto metanové trysky i přesto najdou uplatnění, protože jsou ve srovnání s klasickými dusíkovými o dost výkonnější pro orbitální manévrování a stabilizaci lodi během přistání v silném větru.
Z dřívějška také víme, že tyto metanové trysky budou použity pro přistání Starshipu na povrchu Měsíce, jelikož Raptor je pro tyto účely příliš silný.
Starty z mořské plošiny
Podle některých zpráv Rusko minimálně uvažuje o obnovení startů z mořské hladiny, které prováděla svého času mezinárodní společnost Sea Launch (více o projektu v našem starším článku, v současnosti je firma v podstatě v „zimním spánku“).
Při této příležitosti Elon Musk uvedl, že Starship a Super Heavy bude výhledově také startovat primárně z mořských plošin. Starship ale má desetkrát vyšší hmotnost než Zenit, takže bude potřebovat větší plošinu než tu, kterou využívala společnost Sea Launch. Musk v minulosti naznačil, že by SpaceX mohla využívat přepracované ropné plošiny a dopravu k nim by zajišťoval hyperloop. (Ale taková představa má k realizaci nepochybně velmi daleko.)
Starship prý bude občas startovat i z pevniny, ale pokud bude létat každý den, byl by to problém, protože by hluk obtěžoval obyvatele žijící i několik desítek kilometrů od rampy. Mořské plošiny se tak jeví jako vhodné řešení.
Starship startující z mořské plošiny (ilustrace)
Náklady na start
Jaké náklady bude v budoucnu představovat jeden start Starshipu? Super Heavy a Starship obsahují dohromady 4 800 tun pohonných látek (78 % hmotnosti představuje kyslík a 22 % metan).
Podle Elona Muska SpaceX dokáže srazit náklady na tunu pohonných látek na 100 dolarů, čili 500 tisíc dolarů za jeden start. S dostatečně vysokou kadencí startů by pak celkové náklady na vynesení 150 tun na nízkou zemskou orbitu dosahovaly pouhých 1,5 milionů dolarů neboli 10 dolarů za kilogram.
Pro srovnání, Falcon 9 a Falcon Heavy jsou momentálně v této kategorii světově nejlevnější rakety, ale i přesto s nimi vychází vynesení jednoho kilogramu na nízkou oběžnou dráhu Země na přibližně 2 000 až 3 000 dolarů. V tomto případě jde ovšem o cenu, nikoli náklady. Ty jsou v případě Falconů sice výrazně nižší, rozdíl je to ovšem stále enormní.
Starship přistává na Měsíci (ilustrace)
Pokud bychom se bavili o nákladech na dopravení jednoho kilogramu na povrch Marsu pomocí Starship, Musk odhaduje, že by oproti dopravě na nízkou orbitu Země byly desetinásobné, tedy 100 dolarů za kilogram, což je z dnešního pohledu neuvěřitelně nízká cena, která by zcela zásadně změnila náš pohled na cestování k této planetě. Dnes se v podstatě počítá s cenou v řádech nejméně stovek tisíc dolarů za 1 kilogramu nákladu k Marsu.
Doprava nákladu na Měsíc by pak údajně měla být ještě výrazně levnější (přibližně 20–30 dolarů). Důvodem je podle Muska především to, že na Měsíc by mohla daná loď Starship létat klidně každý týden, zatímco na Mars jen jednou za dva roky.
Měsíc a Mars
Jak řešit cesty na Měsíc, kde nelze vyrobit metan? Podle Muska tvoří 78 % pohonných látek Starshipu kyslík, takže by stačilo, kdyby na Měsíci probíhala výroba kyslíku. Alternativně se dá výroba úplně přeskočit a řešit to tankery na nízké oběžné dráze Země. Tato varianta je navíc pravděpodobně rychlejší.
Výroba pohonných látek na Marsu je oproti Měsíci „snazší“. Teoreticky stačí jen jedna loď, která by zároveň sloužila jako výrobna pohonných látek. Potřebovala by prý vyrábět přibližně dvě tuny denně.
Starship při vstupu do atmosféry Marsu (ilustrace)
Pilotované mise
Co se týče misí lodi Starship s lidskou posádkou, tak ty v současnosti mají spíše nízkou prioritu. SpaceX podle Muska zatím neudělala moc práce na návrhu interiéru lodi, protože firma nejdříve musí Starship zprovoznit a pak provést „stovky misí se satelity“, než do ní posadí lidi.
Systém pro podporu života podle Muska nepředstavuje problém při cestách na Měsíc. Jsou krátké, a tak by v podstatě stačil stávající systém z Crew Dragonu. Pro cesty na Mars však bude podle Muska potřeba jiný systém, který bude pokročilejší a bude vše recyklovat (kyslík, vodu).
Text vznikl pro web ElonX.cz. Před vydáním byl redakčně upraven, originál najdete zde.
