Budoucnost je v oceli. Firma SpaceX představila raketu pro lety k Marsu

  8:19aktualizováno  8:19
Šéf společnosti SpaceX Elon Musk o víkendu ukázal novinky z projektu kosmické lodi Starship. Koncept s tímto názvem byl představen poprvé před rokem, od té doby ale hodně „vyspěl“ - a zcela změnil vzhled.

Jak zásadní proměnou projekt prošel, ukázala prezentace, s níž šéf společnosti SpaceX vystoupil v noci z 28. na 29. září našeho času (videozáznam celé prezentace najdete na konci článku).

Místo uhlíkových kompozitů využívá nerezovou ocel, má jiný počet a rozmístění motorů Raptor a také má jinak řešené aerodynamické řídící plochy. Musk během prezentace vysvětlil výhody oceli, ukázal nové obrázky finální podoby lodi Starship i nosiče Super Heavy, který má nově přistávací nohy. A také nastínil agresivní plán výroby dalších exemplářů Starship a testovacích letů.

Zpět na místě činu

Přednáška se konala Boca Chica v Texasu, a to přesně 11 let po prvním úspěšném orbitálním startu SpaceX, který proběhl 29. 9. 2008 s Falconem 1. Poslední exemplář této malé rakety byl během Muskovy prezentace vystaven na pódiu, aby vynikly rozměry vedle stojícího prototypu Starship.

Starship Mk1 a první stupeň Falconu 1

Starship Mk1 a první stupeň Falconu 1

Musk během prezentace zopakoval, že nejdůležitější vlastností nové rakety je její plná znovupoužitelnost. Cena za jednotlivý start by tak měla být velmi nízká, protože při vysokém počtu misí se výrobní a provozní náklady rozloží a nejdražší položku pak představují pohonné látky.

SpaceX o znovupoužitelnost usilovala už od začátku, a tak i při prezentaci vystavený první stupeň Falconu 1 byl vybaven padákem. Musk si se smíchem vzpomínal, že z nezdaru přistání vinil výrobce padáku. Až poté dospěl k názoru, že záchrana rakety pomocí padáků je nevhodné řešení.

Rozměry Starship se od loňské prezentace, kdy se raketa ještě nazývala BFR, trochu změnily. Loď má stále průměr 9 metrů, avšak na výšku měří 50 metrů, což je o pět metrů méně než dříve. Nosič Super Heavy, který má Starship dostat do vesmíru, je s 68 metry naopak o pět metrů vyšší než loňské BFR. S celkovou výškou 118 metrů Starship překonává i legendární Saturn V a stane se tak největší raketou v historii. Na nízkou zemskou orbitu dokáže Starship vynést až 150 tun nákladu při plné znovupoužitelnosti.

První prototyp lodi zvaný Mk1 (Mark 1) má suchou hmotnost 200 tun, avšak další exempláře budou lehčí. Čtvrtý nebo pátý kus by už měl mít jen kolem 120 tun. Později by hmotnost mohla klesnout na 110 tun či méně. Snižování hmotnosti je možné díky „exponenciálním zlepšením“ ve výrobě a konstrukci.

Například trup lodi momentálně tvoří ocelové prstence, které jsou svařeny z menších dílů. V budoucnu ovšem budou tyto prstence tenčí a lehčí a budou vyrobeny z jednoho kusu oceli s jen jedním svarem. Díly odpovídající tomuto popisu jsou už nějakou dobu k vidění na floridském pracovišti v Cocoa, kde se aktuálně vyrábí druhý prototyp Starship. Mělo se za to, že tyto nové prstence jsou určeny pro první nosič Super Heavy, ale nejspíš budou použity pro další prototyp.

Navrhovaná podoba lodi Starship se základními parametry (délka 50 metrů, průměr...

Navrhovaná podoba lodi Starship se základními parametry (délka 50 metrů, průměr 9 metrů, prázdná hmotnost 120 tun (oprava je v původní prezentaci), hmotnost paliva 1 200 tun, náklad 150 tun, typický náklad při návratu 50 tun)

Starship i Super Heavy jsou vyráběny z nerezové oceli typu 301, která má podle Elona Muska řadu výhod. Například je mnohonásobně levnější než původně plánované uhlíkové kompozity. Výroba tuny kompozitů stojí 130 tisíc dolarů (3 miliony korun), zatímco tuna nerezové oceli vyjde na 2 500 dolarů (60 tisíc korun).

V novém rozhovoru pro CNN Musk uvedl, že to výrazně přispěje ke snížení nákladů na vývoj rakety Starship na zhruba dvě až tři miliardy dolarů. V loňském roce, kdy se uvažovalo o využití uhlíkových kompozitů, se cena vývoje odhadovala až na 10 miliard. Přechod na nerezovou ocel je podle Muska to nejlepší vývojové rozhodnutí, jaké kdy udělal, a kdyby mohl vrátit čas, zvolil by ocel už na začátku.

Porovnání velikosti člověka a několika nosičů SpaceX (plus smyšlené lodi...

Porovnání velikosti člověka a několika nosičů SpaceX (plus smyšlené lodi Millenium Falcon, kterou vynecháme). Starhopper je zkušební a vývojový prototyp pro program Starship. Starship Mk1 je první předsériový, tedy v podstatě ověřovací kus. Vpravo je pak předpokládaná podoba Starshipu ve startovní konfiguraci.

Další výhodou oceli je její odolnost vůči přírodním živlům a snadnost svařování. To lze dělat i pod širým nebem, což chce SpaceX demonstrovat při výrobě prvních prototypů. Nerezová ocel je také dvakrát pevnější při nízkých teplotách.

Velkou výhodou je i tepelná odolnost: její bod tání je totiž 1 500 °C. Původně plánované uhlíkové kompozity a slitina hliníku s lithiem, kterou používají Falcony, jsou sice lehčí, ale mají teplotu tání kolem 300–400 °C. Díky tomu Starship vůbec nepotřebuje tepelnou ochranu na „závětrné“ straně (strana, která je při návratu vystavena menšímu tepelnému namáhání). I více namáhaná „návětrná“ strana, která se při návratu do atmosféry rozpálí, si vystačí s poměrně tenkým tepelným štítem. Právě díky tomu, že ocel pod ním dokáže odolat vysokým teplotám.

(ilustrace) Starship při návratu do atmosféry. Tepelný štít má být z...

(ilustrace) Starship při návratu do atmosféry. Tepelný štít má být z vícenásobně použitelných keramických dlaždic. Měl by být ovšem relativně tenký, protože trup z nerezové oceli snese velké tepelné namáhání.

S dlaždicemi a bez „dýchání“

Co se týče tepelného štítu, Musk ještě před prezentací vysvětlil, že původně plánované transpirační chlazení nakonec použito nebude a společnost SpaceX místo toho vyvinula levné znovupoužitelné dlaždice. Musk během prezentace upřesnil, že jde o lehké keramické dlaždice, které jsou odolné vůči prasklinám. Kombinace nerezové oceli a relativně tenkého tepelného štítu z dlaždic ve výsledku představuje znovupoužitelnou architekturu s nejnižší možnou hmotností, i když ocel je sama o sobě těžší než jiné alternativy.

Tři motory Raptor nainstalované na texaském prototypu lodi Starship

Tři motory Raptor nainstalované na texaském prototypu lodi Starship

Loď Starship bude při návratu z orbity vstupovat do atmosféry pod 60° úhlem a řízení budou zajišťovat čtyři samostatně naklopitelné aerodynamické plochy. Dvě menší se nacházejí na špičce a dvě velké na zádi. Plochy vytvářejí trochu vztlaku, což je důležité ve vysokých vrstvách atmosféry, kde loď potřebuje zůstat co nejdéle a aerodynamicky brzdit.

Před přistáním se pak loď otočí do svislé polohy pomocí motorů Raptor a korekčních dusíkových trysek. Podle Muska nejde o ideální řešení; motory Raptor jsou příliš silné, a tak loď přetočí až moc, což pak musejí opět vyrovnat (viz video níže).

Loď proto dostane výkonnější metanové manévrovací trysky. Ty budou mít specifický impuls 300–350 sekund a palivo do nich bude vháněno pouze tlakem z nádrží. Současné trysky na stlačený dusík mají specifický impuls jen kolem 60 sekund. Výkonnější metanové trysky tedy umožní plynulejší otočení lodi před přistáním, bez nutnosti spoléhat přitom na motory. 

Vesmírný dříč

Zatím jsme se bavili jen o kosmické lodi Starship, avšak jak Musk potvrdil během prezentace, loď bude pro cesty na zemskou orbitu potřebovat obří nosič Super Heavy. Ten také od poslední prezentace prošel několika změnami. Nejviditelnějším rozdílem je šest přistávacích noh. Super Heavy měl původně přistávat přímo na rampě, takže nohy by nebyly potřeba, avšak z tohoto plánu prozatím sešlo.

Odlišný je také počet a rozmístění motorů Raptor na Super Heavy. Podle nových údajů má být motorů až 37, i Musk ovšem připouští, že údaj není konečný. Nicméně uvedl, že Super Heavy nejspíš bude mít minimálně 24 motorů Raptor.

Vyobrazené rozmístění 37 motorů zároveň potvrzuje dřívější informace od Muska. Podle nich motory na okraji mírně vyčnívají, nebudou se naklánět a budou tryskami napevno spojeny k sobě. A když bude raketa mít všech 37 motorů, šest z nich bude umístěno pod aerodynamickými kryty přistávacích noh.

(ilustrace) Starship u Saturnu

(ilustrace) Starship u Saturnu

Elon Musk také mluvil o sekvenci zážehů, které bude Super Heavy provádět při návratu zpět na Zemi po oddělení od lodi Starship. Pro zpětný zážeh prý bude použito všech sedm středových motorů, které by mělo být možno naklánět o 15 stupňů a používat k řízení. Kromě toho nosič bude mít stejně jako rakety Falcon roštová kormidla. U Super Heavy však budou mít odlišný tvar.

Musk podle vlastních slov doufá, že dokážou nosič navrhnout tak odolný, aby dokázal přečkat návrat do atmosféry, i bez provedení zpomalovacího zážehu, který rakety Falcon provádějí při vstupu do atmosféry. To by znamenalo, že si Super Heavy vystačí pouze s posledním přistávacím zážehem, a bude na přistání tedy potřebovat méně paliva.

Starship a Super Heavy můžete vidět v akci v oficiálním videu:

29.září 2019 v 04:10, příspěvek archivován: 30.září 2019 v 13:49

VIDEO: Starship will be the most powerful rocket in history, capable of carrying humans to the Moon, Mars, and beyond https://t.co/LloN8AQdei

Pro zobrazen� videa mus�te m�t zapnutou podporu JavaScriptu

Starship will be the most powerful rocket in history, capable of carrying humans to the Moon, Mars, and beyond https://t.co/LloN8AQdei

Obě vesmírná plavidla budou pohánět motory Raptor spalující metan a kapalný kyslík. Kosmická loď bude vybavena trojicí atmosférických motorů, které už jsou nainstalovány na prototypu, a dále ještě trojicí Raptorů optimalizovaných pro fungování ve vakuu.

Pohled na motorovou sekci Starship. Má být vybavena celkem šesti motory Raptor....

Atmosférické motory mají tah 200 tun (2 MN) a specifický impuls 330 sekund na hladině moře a 355 sekund ve vakuu. Vakuová varianta motorů bude mít tah 220 tun (2,2 MN) a specifický impuls 380 sekund ve vakuu.

SpaceX momentálně vyrábí dvanáctý exemplář motoru Raptor a podle Muska firma dokáže dokončit jeden motor každých 8 až 10 dní. Výroba však zrychluje a v prvním čtvrtletí příštího roku by se měl dokončovat jeden motor denně. Musk zároveň ukázal nové video zachycující dlouhý testovací zážeh Raptoru v areálu SpaceX v McGregoru:

Právě výroba Raptorů je podle prezentace v tuto chvíli největší překážkou bránící rychlejšímu rozběhnutí testovacích letů prototypů Starship a Super Heavy. Pro orbitální testy je totiž potřeba Super Heavy vybavený alespoň dvěma tucty motorů; při současném tempu se tedy motory pro každou loď vyrábí více než půl roku.

V rámci testů by se mělo vyrobit po dvou lodích Starship na dvou pracovištích SpaceX: v Boca Chica v Texasu, v Cocoa na Floridě. Poté by se také na každé lokalitě měl zhotovit alespoň jeden nosič Super Heavy.

Floridský prototyp Starshipu (označovaný Mk2) má být hotový za pár měsíců, zatímco texaský (s označením Mk1) by podle Muska mohl vyletět do výšky 20 kilometrů už za měsíc či dva. Startovat bude ze stejné rampy jako nedávno vývojový prototyp Starhopper.

Elon Musk prohlásil, že SpaceX hodlá vyrábět exempláře Starship i Super Heavy na Floridě i v Texasu co nejrychleji to půjde. Starship Mk3 už bude vyráběna s použitím již zmíněných tenčích prstenců z jednoho kusu oceli a její výroba by měla být v Boca Chica zahájena už za měsíc. Hotová by přitom měla být už za tři měsíce, tedy ještě před koncem roku. Exemplář Mk4 by pak prý mohl být dokončen za zhruba čtyři až pět měsíců.

Musk odhaduje, že na oběžnou dráhu by se Starship poprvé mohla dostat do půl roku. Nejspíše to bude některý kus z „druhé“ série, tedy Starship Mk3, Mk4, možná Mk5 (ty už budou vybaveny šesti Raptory). Musk si prý navíc dokáže představit lety s lidmi už příští rok, ale to lze považovat za krajně nepravděpodobný termín.

Dál a dál...

Loď Starship je pochopitelně schopná nejen letů na zemskou oběžnou dráhu, ale také na Měsíc či Mars. Tyto mise budou možné díky tankování na oběžné dráze. Při něm se dvě lodě Starship spojí záděmi a dojde k přečerpání pohonných hmot z jedné do druhé. Tento manévr je podle Muska jednodušší než dokování Crew Dragonu s Mezinárodní vesmírnou stanicí, což SpaceX úspěšně demonstrovala během březnové testovací mise. Na vývoji technologií pro tankování SpaceX spolupracuje s NASA.

Dotankovaná Starship pak může na Mars dopravit přes 100 tun nákladu nebo až 100 lidí. Musk v novém rozhovoru pro Ars Technica odhadoval, že přistání na Měsíci by mohlo proběhnout do dvou let a první mise na Mars s nákladem v roce 2022. Sám ovšem uvedl, že jde o předběžné odhady, ne pevně daný plán.

Dvě propojení lodě Starship při orbitálním tankování

Dvě propojení lodě Starship při orbitálním tankování

Dvě propojení lodě Starship při orbitálním tankování

Dvě propojení lodě Starship při orbitálním tankování

Další důležitou technologií potřebnou pro delší mise Starship s posádkou je systém podpory života. Z dřívějška víme, že pro krátké mise, jako je například oblet Měsíce v rámci projektu dearMoon, SpaceX plánuje převzít systém vyvinutý pro loď Crew Dragon. Ten však není vhodný pro několikaměsíční cesty na Mars. Musk během prezentace připustil, že pro to bude potřeba regenerativní systém, avšak považuje to ve srovnání s vývojem Starship za relativně jednoduchý problém.

Starship má šest přistávacích noh, které jsou na rozdíl od předchozí verze lodi z roku 2018 oddělené od stabilizačních ploch. Dvě nohy jsou na návětrné straně, dvě na závětrné straně a další dvě pod zadními stabilizačními plochami. Tato konfigurace podle Muska poskytuje redundanci pro přistání na neupraveném povrchu, tedy například při letech na Měsíc či Mars.

Prezentace se více či méně zlehka dotkla i dalších témat, některé informace najdete v boxu níže. Pokud chcete vědět více o lodi Starship a jejím vývoji, podívejte se do průběžně aktualizovaného článku Petra Melechina.

Střípky, pro které nebylo místo

Na závěr přikládám pár dalších poznatků z prezentace, které se jinam nevešly:

  • SpaceX chce časem vybudovat u rampy zařízení pro výrobu pohonných látek pro Starship. Například k získání kyslíku stačí (velmi zjednodušeně řečeno) pouze elektřina.
  • Musk prohlásil, že kontaminace Marsu je nevyhnutelná, jakmile tam začnou létat lidé.
  • SpaceX stále drtivou většinu prostředků využívá pro Falcony a Dragony. Jen asi 5 % zaměstnanců prý pracuje na Starship. Musk tímto reagoval na popíchnutí administrátora NASA Jima Bridenstina, který krátce před prezentací veřejně naznačil, že SpaceX by se místo na Starship měla více soustředit na Crew Dragon, který má několik let zpoždění. V rozhovoru pro CNN si pak Musk na oplátku udělal legraci ze zpoždění rakety SLS a vysvětlil, že v tomto oboru má všechno několik let zpoždění, takže to je relativní.
  • Elon Musk má vlastní filozofii při vývoji: „Pokud výroba trvá moc dlouho, je to špatně navržené. Nejlepší součástka je žádná součástka. Nejlepší proces je žádný proces. Návrh by měl být zjednodušován, nikoli naopak.“
  • Musk se před prezentací sešel s místními fanoušky, kteří v posledních měsících dokumentovali průběh prací v Boca Chica prostřednictvím fotografií a videí. Zároveň přiznal, že i on někdy sleduje fanouškovské webkamery, protože je to rychlejší než telefonát.
  • Přechod na ocelový design proběhl v říjnu 2018. Stavba prototypu začala až někdy během letošního jara. Celý proces byl nejen na poměry kosmického průmyslu rychlý.

Záznam celé prezentace:

Článek byl převzat z webu ElonX, který se věnuje především aktivitám společnosti SpaceX a dalších podniků Elona Muska. Text byl redakčně upraven, originál najdete zde.

Oprava: Článek obsahoval nepřesnou informaci, že SpaceX bude stavět po jedné Starship na obou svých lokalitách. Podle současných plánů by měly na každé měly vzniknout dvě. Za chybu se omlouváme.

Autor:
Témata: Raketa, Elon Musk, SpaceX
  • Nejčtenější

Kafe jako hnůj. Trápení italského stíhače, který zabloudil do Čech

Před 60 lety se letiště v Hradci Králové stalo místem přistání italské stíhačky s mladým pilotem Ernestem De Majem. Ten...

Neutrácejte za novou televizi. Stačí takto připojit DVB-T2 za pár korun

Možná i vy budete muset svůj televizor brzy doplnit DVB-T2 set-top boxem, pokud budete chtít nadále přijímat bezplatní...

Evoluční schovávaná. Umělá inteligence objevila triky a nečekané chyby

Schovka nevypadá zrovna jako vědecké bádání. Výzkumníci ale simulací miliard her na schovávanou ukázali, že se umělá...

Neházejte 737 Max na piloty, píše legenda „Sully“. Byla to smrtelná past

Chesley Sullenberger varuje před svalováním viny za nehody letadel 737 Max jen na piloty. Slavný „kapitán Sully“,...

Kompletně česká koloběžka zvládne 150kg tlouštíka i sto tisíc kilometrů

Řezání a vrtání laserem, sváření roboty, ohýbání počítačem řízenou 3D ohýbačkou … Koloběžka sice vypadá jako jednoduchý...

Premium

Chci chlapa, co má větší koule než ego, říká svobodná matka Nikol Štíbrová

Před pár dny oslavila třiatřicítku a cítí se šťastná a spokojená. Nebylo to ale zadarmo – moderátorka a hvězda...

Krampol o Belmondovi: Když on točil Zvíře, já hrál traktoristu

Přes třicet let promlouvá na české diváky božský Bébel, jak Jean-Paul Belmondovi v rodné Francii přezdívají, hlasem...

Premium

Sex je snadno dostupný, ale nevěra ještě není důvod k rozchodu

Tolerance je podle něj jen povýšenecký postoj k druhému a vytváří korupční prostředí, proto do partnerských ani jiných...

  • Další z rubriky

Indická loď míří k Měsíci. Udělá mu 3D snímek a vysadí na něm vozítko

Indie je na dobré cestě k tomu, aby se stala čtvrtým státem, kterému se povede měkké přistání na Měsíci. V noci na...

K ISS vyrazil první kosmonaut ze Spojených arabských emirátů

Ve středu v podvečer vyrazila k Mezinárodní vesmírné stanici nová posádka. Lodí Sojuz MS-15 se poprvé podívá do vesmíru...

Koule na noze lidstva jsou chemické motory, řekl Neff v Rozstřelu

Jak si vysvětlit americké armádní záznamy o „záhadných létajících objektech“, které lidstvo drží na povrchu zemském? O...

Premium

Proč se Slunce nestane černou dírou a kdy vlastně umře

Bez Slunce by nebyl na Zemi život. Slunce také bude patrně hlavním důvodem, proč naše planeta nebude obyvatelná. Konec...

Akční letáky
Akční letáky

Všechny akční letáky na jednom místě!

Najdete na iDNES.cz