Společnost SpaceX má za sebou úspěšný rok v počtu startů a vyneseného nákladu, vlnu propouštění (týkalo se, nebo se bude týkat cca desetiny zaměstnanců) a před sebou velké plány: především dlouho slibovaný let k Marsu.
Klíčovou součástí „marsovského“ stroje mají být nové motory s vyššími výkony a využívající paliva, které by teoreticky mělo být poměrně jednoduché vyrobit například i na Marsu (spaluje kyslík a metan). Nesou název Raptor a jejich vývoj probíhá už dlouhé roky. O prvním únorovém víkendu je pak bylo možné vůbec poprvé vidět v chodu. Byť jen na pár sekund.
První zkušební zážeh proběhl ve zkušebním areálu v texaském McGregoru jen několik dnů poté, co tam byl dopraven první exemplář motoru Raptor v plné velikosti. Elon Musk při té příležitosti zveřejnil fotky a videa a zároveň také vysvětlil, na jakém principu funguje úvodní zapálení motoru. Tento motor spalující metan a kyslík má tah 2 MN a je navržen pro to, aby poháněl marsovskou raketu Super Heavy Starship.
Zážeh nakonec proběhl v noci z neděle na pondělí 4. února (místní pozorovatelé dokonce informovali o provedení více než jednoho testu). Elon nejdříve zveřejnil pouze fotku se slovy: „První zážeh motoru Raptor pro lety lodi Starship! Jsem strašně pyšný na skvělou práci týmu ve SpaceX!“ Poté přidal i dvě videa, která můžete vidět v záhlaví článku. V pondělí pak SpaceX na Instagramu doplnilo, že zážeh trval přesně dvě sekundy, tlak ve spalovací komoře dosáhl 170 barů a tah byl na úrovni zhruba 116 tun, tedy přibližně 60 % maxima.
Z nově zveřejněných informací bylo jasné, že Raptor se za poslední roky změnil tak jako samotná loď SpaceX. Samozřejmě, stále jde o pokročilý motor s uzavřeným cyklem spalující kyslík a metan. Původně měl mít tah 3 MN a pohánět raketu ITS s průměrem trupu 12 metrů. Souběžně s oznámením ITS v roce 2016 se Musk podělil o video z prvního zážehu zmenšeného vývojového prototypu Raptoru s tahem 1 MN.
Design rakety ITS však byl v následujících letech upraven a kromě přejmenování na BFR a později Super Heavy Starship došlo také ke zmenšení průměru trupu na 9 metrů a snížení plánovaného tahu Raptoru na 1,7 MN. V roce 2017 a 2018 pak byla zveřejněna nová videa ze zkušebních zážehů Raptoru, ale nových informací bylo poskrovnu. Loni v září pak Musk zmínil, že motor bude mít tah „200 tun“. To vedlo k nejasnostem, zda se jedná o změnu oproti dřívějším 1,7 MN, protože Musk nespecifikoval, který druh tuny myslí (metrickou, krátkou, či imperiální).
Spekulacím učinil Musk konec, když zveřejnil dvě fotky Raptoru, který už je určen pro letové zkoušky, a upřesnil, že motor má tah „200 metrických tun“ čili 2 MN. Raptor tedy má zhruba 2,5krát vyšší tah než Merlin 1D, který pohání rakety Falcon. Jak již bylo řečeno, první exemplář Raptoru byl přepraven z kalifornského Hawthornu na zkušebnu v McGregoru v Texasu na konci ledna. Pokud vše půjde dobře, měly by brzy následovat další exempláře, protože experimentální prototyp lodi Starship, který je montován v jižním Texasu, bude potřebovat celkem tři motory a poprvé by měl letět už během jara.
Preparing to fire the Starship Raptor engine at @SpaceX Texas https://t.co/8JCOi1BG6z
Raptor byl podle Muska „radikálně přepracován“, ale s výjimkou mírně zvýšeného tahu zatím přesně nevíme, o jaké změny jde. V jednu dobu se na základě fotek prototypu lodi Starship v jižním Texasu sice spekulovalo o dvojitých tryskách optimalizovaných pro různé nadmořské výšky, ale později se ukázalo, že šlo o omyl. Nicméně Raptor na nových fotkách z McGregoru vypadá o dost jinak než oficiální model v prezentaci z roku 2016.
Musk v nových tweetech doplnil, že současný Raptor s tahem 2 MN bude použit na obou stupních rakety, ale budoucí generace motoru bude existovat ve dvou variantách. Jedna bude optimalizovaná pro fungování ve vakuu a bude mít specifický impuls přes 380 sekund (specifický impuls je veličina, která v podstatě ukazuje, jak dlouho dokáže motor vytvářet tah s daným množstvím paliva, pozn.red.) Pro srovnání, vakuový Merlin 1D má specifický impuls 311 sekund a motor RL-10 na horním stupni Atlasu 5 má 451 sekund.
Druhá varianta Raptoru pak bude optimalizovaná pro atmosférický let a bude mít tah 2,5 MN (tedy zhruba stejně jako metanový motor BE-4 společnosti Blue Origin). Důvodem pro použití jednoho typu motoru na obou stupních je podle Muska rychlejší vývoj, „aby bylo možné co nejdříve letět na Měsíc.“ Zde není jasné, jestli má Musk na mysli oblet Měsíce v rámci uměleckého projektu dearMoon (či jemu podobných misí), nebo něco jiného, například nějakou spolupráci na plánovaných lunárních aktivitách NASA.
Jelikož raketa Super Heavy Starship prošla v posledních měsících radikálními změnami, nebylo jasné, jestli přechod na nerezovou ocel jako hlavní materiál bude mít dopad na počet motorů na jednotlivých stupních rakety. Musk nyní potvrdil, že je stále v plánu použít 31 Raptorů na prvním stupni Super Heavy a 7 Raptorů na lodi Starship. Následně dodal, že první Super Heavy nejspíš poletí s menším počtem motorů pro případ, že raketa selže a vybuchne.
Zelená záhada
Po zveřejnění videí se lidé Elona ptali, proč je plamen chvílemi nazelenalý. Podobnou zelenou barvu můžete znát ze startů raket Falcon, jelikož motory Merlin jsou zažehávány samozápalnou směsí TEA-TEB (triethylhliník-triethylboran), která při vznícení svítí zeleně. Mimochodem, nedostatek těchto látek přesně před rokem způsobil nezdar při přistání centrálního stupně Falconu Heavy.
Raptor však TEA-TEB nepoužívá, a tak Elon napsal, že zelená barva během testu by mohla být způsobena buď saturací kamery nebo kouskem mědi ze spalovací komory.
Jak je tedy Raptor startován, když ne pomocí směsi TEA-TEB? Musk prozradil, že plynný metan a kyslík je zapálen výkonnými svíčkami (podobnými těm, jaké startují motory v autech), čímž se následně zažehnou hořáky, jež zapálí spalovací komory hnacích turbín a také hlavní komoru. Musk tento proces nazval „neskutečně silným pšouknutím“.
Do jaké míry první test naplnil očekávání SpaceX, přesně nevíme. Musk o něm mluvil s nadšením, samozřejmě je ovšem těžké říci, nakolik je upřímné. Stejně tak je u jakéhokoliv nového motoru jistým úspěchem už jen to, že se při prvním zážehu nerozletěl na milion kousků.
Dá se předpokládat, že v následujících týdnech budou prováděny delší a delší zkušební zážehy. Zároveň by mohly být brzy otestovány také další dva exempláře Raptoru. Celkem tři motory totiž budou poté nainstalovány na experimentální prototyp lodi Starship, který se staví zhruba 700 kilometrů jižně od McGregoru.
Článek vznikl s použitím textů původně sepsaných pro server ElonX.cz. Původní příspěvky najdete na jeho stránkách, konkrétně zde a ještě zde.
