NASA už testuje výtah a přechodovou komoru pro lunární Starship a prozradila podobu lodi pro orbitální tankování

NASA zveřejnila krátkou prezentaci, která obsahuje několik dosud neviděných obrázků z vývoje a testování HLS neboli lunární varianty Starship. Tu SpaceX vyvíjí pro NASA kvůli dopravě astronautů na povrch Měsíce v rámci misí Artemis. Prezentace například ukazuje, že SpaceX ve spolupráci s NASA už testuje výtah a přechodovou komoru pro výstup astronautů na měsíční povrch a také zkoumá modely interiéru Starship. Nové obrázky navíc poprvé vyobrazují variantu Starship pro skladování pohonných látek na oběžné dráze a také aktualizovanou podobu HLS.

SpaceX získalo kontrakt NASA na vývoj přistávacího lunárního modulu (Human Landing System neboli HLS) v dubnu 2021, když firma porazila návrhy společnosti Dynetics a uskupení National Team, které tvořilo několik firem v čele s Blue Originem. SpaceX se do výběrového řízení přihlásilo se svou kosmickou lodí Starship vynášenou nosnou raketou Super Heavy. Jedná se však o značně upravenou verzi lodi, která je optimalizovaná pro cesty na povrch Měsíce a zpět na oběžnou dráhu. Nejvýraznějšími změnami oproti normální Starship je absence aerodynamických klapek a tepelného štítu. Tyto prvky jsou totiž potřeba pouze během návratu na Zemi, ale lunární Starship vyvinutá pro NASA se z Měsíce vracet nebude.

Návrh SpaceX byl vyhodnocen jako nejlevnější a zároveň jako jeden z nejlepších z technického hlediska. Firma Elona Muska si za vývoj HLS a dvě mise na Měsíc řekla 3 miliardy dolarů. Oproti tomu tradičnější a výrazně menší lunární moduly zbylých dvou účastníků byly dvakrát až třikrát dražší (National Team – 6 miliard, Dynetics – 9 miliard) a zároveň získaly horší celkové hodnocení. NASA chtěla původně vybrat dva finalisty, ale rozpočet programu HLS nakonec umožnil pouze jednoho vítěze. Poražení proti tomuto rozhodnutí následně protestovali, ale všechny tyto stížnosti a žaloby byly ve výsledku zamítnuty. NASA od té tedy může oficiálně pracovat se SpaceX na vývoji lunární Starship a společnost Elona Muska už stihla splnit prvních pět vývojových milníků, na které jsou vázány platby v rámci kontraktu HLS.

Autorem nové prezentace je Kent Chojnacki, který pracuje v NASA jako manažer kanceláře pro systémové inženýrství a integraci. Dokument má jen 9 stran, z nichž většina neobsahuje nic nového, ale za zmínku stojí dva slajdy s dosud neviděnými obrázky. První znázorňuje plánovaný průběh mise Artemis III od startu ze Země až po návrat astronautů domů. Tato mise proběhne nejdříve v roce 2026 a bude to první mise programu Artemis, při které astronauté navštíví povrch Měsíce. K tomu naposledy došlo v roce 1972 během mise Apollo 17.

Koncept mise Artemis III je znám už delší dobu, ale novinkou je vyjasnění situace kolem orbitálního tankování. Plán je takový, že jako první odstartuje na raketě Super Heavy loď Starship ve speciální variantě „čerpací stanice“, která bude uzpůsobená pro skladování pohonných látek na oběžné dráze. O této verzi lodi jsme už nějakou dobu věděli, ale její podoba byla doposud utajována. Nový obrázek v prezentaci ukazuje, že jde v podstatě o prodlouženou verzi Starship bez aerodynamických klapek (z orbity se už totiž nebude vracet). Za zmínku stojí, že loď na obrázku nemá žádnou tepelnou izolaci. Druhým krokem mise Artemis III bude série startů Starship, jejichž úkolem bude dopravit metan a kyslík do vyčkávající „čerpací stanice“. Tyto Starship se po přečerpání nesených pohonných hmot vždy vrátí zpět na Zemi, aby mohly zanedlouho odstartovat znovu. Obrázek tyto tankovací lodě vyobrazuje jako běžné Starship, ale z dřívějška víme, že SpaceX plánuje také specializovanou variantu „tanker“.

Obrázek z prezentace znázorňuje čtyři starty tankovacích Starship před odletem HLS k Měsíci, ale není jasné, jestli je to skutečný plánovaný počet, nebo jde prostě jen o zjednodušenou ilustraci. Nicméně Elon Musk se loni ohradil vůči zprávě, že lunární Starship bude potřebovat až 16 dotankovacích misí před letem na Měsíc. Konkurenční Blue Origin tehdy označil vysoký počet startů Starship za jednu z velkých nevýhod lunárního systému SpaceX. Elon Musk následně uvedl, že při 150tunové nosnosti Starship bude potřeba maximálně 8 tankovacích misí. Lunární Starship je navíc jednodušší a lehčí, takže ji prý možná bude stačit dotankovat jen z půlky. V takovém případě by byly potřeba jen 4 tankovací mise. Elon pak dodal, že i kdyby opravdu bylo potřeba 16 startů, stejně by to nebyl problém, protože SpaceX už s Falcony demonstrovalo schopnost provádět starty s vysokou kadencí. Dále má firma za sebou spoustu úspěšných dokování Dragonu s ISS, což je prý o dost obtížnější než dokování dvou Starship.

Každopádně ať už bude počet tankovacích startů při misi Artemis III jakýkoli, Starship ve variantě HLS odstartuje ze Země až poté, co bude orbitální čerpací stanice naplněna dostatečným množstvím metanu a kyslíku. Na palubě HLS však při startu bude pouze náklad, astronauté nikoli. HLS se poté na oběžné dráze Země připojí k vyčkávající čerpací stanici a doplní své nádrže. Následně se HLS pomocí vlastních motorů přesune na oběžnou dráhu Měsíce, kde dokáže čekat až 100 dnů na přílet astronautů. Ty k Měsíci dopraví raketa SLS s lodí Orion. Tato loď se poté spojí s HLS a část astronautů do ní přestoupí (do budoucna se však počítá s tím, že přestupování bude probíhat na lunární stanici Gateway).

Orion se poté odpojí a zůstane na oběžné dráze Měsíce, zatímco lunární Starship zamíří na povrch. Zpomalení lodi před přistáním na Měsíci zajistí motory Raptor, ale ty budou poté vypnuty a finální fáze přistávacího manévru bude využívat nové metanové trysky v horní části lodi. O těch toho stále moc nevíme, ale aktualizovaný koncept jich obsahuje více a zdají se být menší. Důvodem nutnosti přistávat pomocí slabších metanových trysek je to, že Raptory mají tak vysoký tah, že například podle Roberta Zubrina by to znemožnilo přistání na neupraveném povrchu Měsíce. Proud spalin by v podstatě vyfoukal kráter v regolitu a loď by se po přistání převrhla. Zároveň by byl měsíční prach natolik urychlen, že by se mohl dostat až na orbitu Měsíce, což by způsobilo další komplikace.

SpaceX proto už nějakou dobu studuje vliv spalin na měsíční regolit během přistání Starship ve spolupráci s NASA. Metanové trysky jsou řešením tohoto problému a budou použity také při startu z měsíčního povrchu na orbitu. Obrázek v nové prezentaci zobrazuje mírně upravenou podobu HLS, avšak prstenec menších trysek v horní části lodi je stále přítomen. Chybí však solární panely, které byly k vidění na dřívějších konceptech.

Astronauté Artemis stráví na povrchu Měsíce několik dnů, během kterých také vystoupí na povrch, kde budou provádět průzkum a různé experimenty. Astronauté se z lodi dostanou přes dvojici redundantních přechodových komor a na povrch Měsíce je z horní části Starship dopraví výtah. Už před rokem se objevila první zmínka o tom, že SpaceX má hrubou maketu výtahu, a aktuální prezentace obsahuje několik nových obrázků zachycujících astronauty NASA při testování výtahu pro HLS:

Prezentace dále obsahuje fotku z testování přechodové komory a také astronautku, která si ve virtuální realitě prohlíží koncept interiéru HLS. Není jasné, jak blízko mají tyto prototypy či makety k finálnímu produktu, ale minimálně to ukazuje, že SpaceX nezahálí a na těchto prvcích aktivně pracuje. V závěru mise Artemis III astronauté odstartují v HLS z lunárního povrchu a na oběžné dráze Měsíce opět přestoupí do Orionu, který je dopraví zpět na Zemi, kde přistanou v oceánu pomocí padáků. Starship se však zpět na Zem nevrátí.

Jak již bylo zmíněno, mise Artemis III nejspíš proběhne nejdříve v roce 2026, jelikož kromě vývoje HLS je také potřeba provést dvě testovací mise SLS s Orionem a navíc NASA stále nemá skafandry pro výstup astronautů na měsíční povrch. SpaceX ještě musí demonstrovat schopnost provádět orbitální tankování Starship a provést testovací misi bez astronautů s přistáním HLS na Měsíci. Tento test je aktuálně plánován na rok 2024. Společnost Elona Muska navíc do té doby potřebuje dopilovat a pořádně otestovat motor Raptor, běžnou loď Starship a nosič Super Heavy, bez kterých se HLS na Měsíc nedostane.

Zdroj: Prezentace NASA

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!