Prohlédněte si Starbase pěkně zblízka v rámci megarozhovoru Elona Muska s Everyday Astronautem

AKTUALIZACE: Všechny tři části rozhovoru jsme se nakonec rozhodli přeložit.

YouTuber Tim Dodd, známý jako Everyday Astronaut, aktuálně udělal podrobný rozhovor s Elonem Muskem, z kterého jsme se dozvěděli spoustu novinek a zajímavostí o Starship. Řeč přišla na aktuální prototypy Starship a Super Heavy, podrobnosti o chystaném orbitálním startu nebo příští generaci Raptoru. Rozhovor navíc zahrnuje také prohlídku zařízení ve Starbase od montážního areálu až po orbitální rampu. Takový pohled pod pokličku SpaceX jste dosud neviděli.

První dvě části rozhovoru mají přibližně dvě hodiny a odehrávají se v prostorách montážního areálu ve Starbase, kde zrovna byly dokončovány prototypy Super Heavy B4 a Starship S20 před jejich převozem na rampu. Třetí část pak zachycuje přejezd na orbitální rampu, kde vidíme Elona v jeho živlu. Videa najdete na konci článku, ve kterém se pokusím shrnout novinky a zajímavosti, které v rozhovoru zazněly.

Elonova inženýrská filozofie

Elon Musk zpočátku mluvil především o své inženýrské filozofii, kterou se sám řídí při vývoji a také se ji snaží vštípit svým pracovníkům. Filozofie má pět bodů:

1. Uprav zadání, aby bylo méně hloupé. Jinými slovy, když inženýr dostane úkol, měl by se zamyslet nad tím, jestli jej nelze splnit lepším způsobem, než jaký uvádí zadání. Největší riziko pak je, když zadání pocházejí od inteligentních lidí, kvůli čemuž je pak pracovník nezpochybňuje. Každý člověk se někdy zmýlí a všechny návrhy jsou podle Elona špatné, jen je otázka jak moc.
2. Snaž se odstranit nějakou součástku nebo proces. Je potřeba se vyvarovat tendence přidávat součástky nebo procesy jen proto, že se můžou někdy hodit nebo jsou užitečné jen v nějakých krajních situacích. Také je důležité, aby požadavky na zahrnutí součástek a procesů pocházely od konkrétních lidí a ne od celých oddělení. Osoby se totiž můžete zeptat, jaký je účel dané součástky/procesu a posoudit, jestli jsou opravdu nezbytné. Velmi častou chybou i chytrých inženýrů je, že se snaží optimalizovat něco, co by ani nemělo existovat.
3. Zjednodušuj a optimalizuj návrh.
4. Zrychli vývojový cyklus.
5. Automatizuj.

Tyto kroky je potřeba plnit v uvedeném pořádí a Elon Musk přiznává, že to několikrát nedodržel a vedlo to ke zbytečným problémům. Jako příklad uvedl příhodu z doby, kdy se rozjížděla výroba Tesly Model 3. Elon tehdy strávil spoustu času řešení problémů s automatizovaným procesem instalace jakési protipožární vložky mezi baterií a karoserií. Nakonec se ale zjistilo, že vložka ve skutečnosti slouží jen ke snížení hluku. Elon tedy nechal změřit úroveň hluku v autě s vložkou a bez ní. Rozdíl byl v podstatě nulový, a tak rozhodl, že vložka není potřeba a celý krok komplikované robotické instalace mohl být odstraněn. Chyba tedy byla snažit se automatizovat a optimalizovat instalaci součástky, která v autě ani nemusela být.

Super Heavy

První část rozhovoru se odehrává přímo před Super Heavy B4, na kterou zrovna byla instalována roštová kormidla. Dozvěděli jsme se, že každé kormidlo má hmotnost přes 3 tuny a nebude možné je sklopit k trupu. Díky tomu je celý systém jednodušší a lehčí. Zvýšení aerodynamického odporu kvůli vyklopeným kormidlům je minimální. Další rozdíl oproti Falconu 9 je, že kormidla nejsou ovládána hydraulicky, nýbrž elektricky. Jsou k tomu použity elektromotory a baterie z vozů Tesla. Stejným způsobem jsou ovládány aerodynamické klapky na Starship.

Zajímavostí je, že baterie v elektromobilech jsou optimalizovány na co nejvyšší energetickou kapacitu kvůli dojezdu, ale v případě Super Heavy je důležitější co nejvyšší okamžitý výkon. Kormidla jsou totiž během letu aktivní jen 2–3 minuty, a tak výdrž baterií není to hlavní. V budoucnu tedy má být možné ušetřit hmotnost použitím vhodnějších baterií, které budou až 10krát lehčí. Stejně tak budoucí verze kormidel má mít zhruba poloviční hmotnost. Podle Elona je spousta zvolených řešení na Starship jen dočasných, protože cílem je co nejdříve dosáhnout oběžné dráhy, nasbírat data a teprve na jejich základě vše optimalizovat a finalizovat.

Celková suchá hmotnost Super Heavy B4 je přibližně 160–200 tun (Raptory mají přibližně 60 tun, nádrže 80 tun, mezistupeň s kormidly 20 tun), ale jak jsem vysvětlil výše, tato hodnota bude postupem času klesat díky úpravám a optimalizacím. Podle Muska má momentálně všechno příliš vysokou hmotnost.

Super Heavy má výšku přibližně 69,5 metrů a pojme 3600 tun pohonných látek (78 % této hmotnosti tvoří kyslík, zbytek metan) a po přistání v raketě zůstane přibližně 20 tun těchto látek. U Falconu 9 se podařilo hmotnost zbytku pohonných hmot snížit na pouhou 1 tunu, ale i to je podle Muska příliš mnoho.

Manévrovací trysky a HLS

Tim se Elona zeptal na speciální trysky, jimiž má být vybavena lunární Starship, kterou SpaceX vyvíjí pro dopravu astronautů NASA na povrch Měsíce. Tyto trysky jsou na oficiálních obrázcích umístěny v horní části lodi a mají zajistit měkké dosednutí na měsíčním povrchu. Raptor je totiž moc výkonný motor a hrozí, že při přistání vyfouká jámu v regolitu, kvůli které se pak Starship převrhne. Elon ale otázku nepochopil a myslel, že se Tim ptá na normální manévrovací trysky, kterými mají být vybaveny Starship i Super Heavy. Nakonec jsme se ale díky tomuto nedorozumění dozvěděli zajímavé informace.

Super Heavy prý nakonec možná vůbec nebude mít klasické manévrovací trysky. Místo toho by pro korekce dráhy mohla raketa používat plyn z hlavních nádrží, který je stejně potřeba během letu odpouštět. Elon jej tedy chce rovnou využít pro manévrování. Na otázku, zda takové trysky budou dostatečně výkonné, když nádrže mají tlak jen asi 6 barů, Elon uvedl, že ve spalovací komoře manévrovací trysky Draco na lodi Dragon je tlak 8 nebo 9 barů, takže to až tak velký rozdíl není.

Elon také prozradil novinku ohledně toho, jak bude probíhat oddělení Starship od Super Heavy během letu. Raketa s lodí údajně budou před vypnutím motorů mírně roztočeny podél horizontální osy pomocí Raptorů a po uvolnění zámků se oba stroje od sebe oddělí samovolně díky odstředivé síle a manévrovacím dusíkovým tryskám na lodi. Podobným způsobem jsou vypouštěny satelity Starlink. Díky tomu nejsou potřeba pružiny nebo pneumatické oddělovací mechanismy, které můžou selhat a navíc zbytečně zvyšují hmotnost. Elon pak ještě dodal, že dusíkové trysky na Starship by teoreticky také mohly být nahrazeny zmíněným systémem, který využívá odpouštěný plyn z hlavních nádrží.

Tim poté vysvětlil, že se původně ptal na výkonné přistávací trysky na lunární Starship a Elon odpověděl, že ještě není jisté, jestli vůbec budou na HLS nakonec použity. Návrh lunární Starship se totiž stále vyvíjí ve spolupráci s NASA a přistání na Měsíci pomocí Raptorů je prý stále ve hře. V takovém případě by pak nebyly potřeba dodatečné trysky v horní části lodi. Elon také uvedl, že HLS nejspíš bude mít stejnou konfiguraci Raptorů jako normální Starship, tedy 3 atmosférické motory RC a 3 vakuové RVac.

Motor Raptor

V druhé části rozhovoru Elon provedl Tima několika stany v montážním areálu, ve kterých probíhá výroba různých dílů pro Starship. V prvním stanu byla připravena spousta motorů Raptor před jejich instalací na Super Heavy B4 a Starship S20. Elon prozradil, že aktuální verze Raptoru má hmotnost kolem 2 tun, ale zhruba za měsíc má začít testování výrazně vylepšeného Raptoru 2. generace. Spletitá potrubí a hadičky nad tryskou mají být zjednodušeny a výsledný motor bude mít podobou blíže k rozebranému motoru úplně vpravo na fotce níže. Raptor 2 má širší hrdlo, což má za následek snížení specifického impulzu o 3 sekundy, ale na druhou stranu to výrazně zvyšuje tah. Ve výsledku je pak první stupeň efektivnější díky nižší gravitačním ztrátám. Raptor 2 bude mít tah 230 tun a tlak ve spalovací komoře 298 barů. Současný Raptor má tah jen asi 185 tun a také nižší tlak v komoře.

Musk dodal, že mluví o metrických tunách nikoli imperiálních a rovnou se vyjádřil ke svým preferovaným jednotkám. Vysvětlil, že tuna je velmi praktická jednotka, kterou člověk intuitivně zná z běžného života. Navíc to usnadňuje orientační výpočty u raket, jejichž hmotnost je také řádově v tunách. Oproti tomu Newton má příliš malou hodnotu, a tak se musí používat v násobcích (kN, MN), což zbytečně komplikuje rychlé výpočty. Newtony by prý při návrhu velkých raket používal jen hlupák. Pro měření tlaku pak Elon má radši bary, protože jednu atmosféru si každý dokáže představit. Oproti tomu jeden Pascal je podle Muska ekvivalent myšího prdu.

Vývoj Raptoru ale rozhodně neskončí s druhou generací, v plánu je třetí, čtvrtá, pátá… Raptor 2 by z hlediska výkonu od Muska dostal známku B+, ale na nejlepší možné hodnocení A+ dosáhne až některá z budoucích generací. Elon také zopakoval, že navržení čehokoli (i něčeho tak komplikovaného, jako je Raptor) je relativně snadné, ale výroba (obzvlášť ve velkém počtu) je mnohonásobně obtížnější.

Loď Starship

V jednom z dalších stanů pak probíhala výroba aerodynamických špiček pro Starship. Jedna z nich se ale výrazně lišila a Elon prozradil, že jde o novou verzi, která je svařena z výrazně větších dílů, a tak je celá konstrukce jednodušší. Na levé fotce níže můžete vidět horní část nové špičky, vpravo je pak současný typ pro srovnání. Musk dále uvedl, že byly pozastaveny práce na odklápěcích vratech, která budou potřeba při vypouštění nákladu ze špičky. SpaceX se prý momentálně soustředí na co nejdřívější dosažení oběžné dráhy a všechno ostatní je podružné.

Stejně tak má nízkou prioritu orbitální tankování, které je potřeba až pro cesty na Měsíc či Mars. Při vynášení družic na zemskou oběžnou dráhu se Starship obejde bez dotankování. Nejspíš ale dojde ke změně toho, jak bude orbitální tankování probíhat. Původně se totiž měly dvě Starship kvůli přečerpávání paliva připojovat „zadkem k sobě“, což by zároveň znamenalo, že loď by byla na rampě tankována pomocí potrubí uvnitř Super Heavy. Starship S20 už ale má tankovací port na straně, takže pohonné látky do ní budou čerpány pomocí externího ramene. Tím se zároveň zjednoduší Super Heavy a sníží se její hmotnost. Na orbitě se pak tankující lodě Starship budou muset spojovat bokem. Jak by to mohlo vypadat, ukazuje následující neoficiální render. Boční tankování bylo mimochodem plánováno také pro ITS, což je předchůdce Starship představený v roce 2016.

Tim s Elonem se poté přesunuli ke špičce pro Starship S20, na kterou zrovna byly instalovány destičky tepelného štítu, které Elon přirovnal k dračím šupinám. Destičky prý bude možné použít nespočetněkrát, jelikož v podstatě neexistuje nějaký limit z hlediska opotřebení. Destičky jsou mechanicky uchyceny a mají dostatečnou volnost a prostor kolem sebe, aby se nepoškodily při rozpínání a smršťování oceli pod nimi vlivem teplotních změn.

Nejproblematičtějšími místy na štítu jsou klouby klapek, které se budou hodně zahřívat a vyžadují kovové těsnění. Případné selhání tedy Elon očekává především v této oblasti. Do budoucna možná budou klouby chlazeny transpiračně, což je metoda, která byla původně zvažována pro celou Starship. Jedná se vlastně o „pocení“ paliva miniaturními otvory v plášti. I když se palivo přitom vznítí, díky nízkému obsahu kyslíku v atmosféře by nešlo o hoření s vysokou teplotu, a tak by chlazení stále fungovalo.

Elon Musk neznal přesnou hmotnost Starship S20, protože tehdy ještě nebyla zkompletována a zvážena. Doufá však, že to bude jen něco málo přes 100 tun. Zajímavostí pak je, že Starship má tak velký nákladový prostor, že případné (ne)započítání vzduchu uvnitř má nezanedbatelný vliv na suchou hmotnost. Dosažení co nejnižší hmotnosti Starship je důležité, protože tuna navíc ve výsledku znamená snížení nosnosti o dvě tuny.

Orbitální let

Jak jsem již zmínil, hlavní prioritou týmu ve Starbase teď je co nejdřívější provedení prvního orbitálního testu Starship. SpaceX potřebuje otestovat loď i raketu v reálných podmínkách a získat nesmírně cenná data. Elon Musk během rozhovoru potvrdil, že stále platí plán letu, který byl před pár měsíci zveřejněn v rámci dokumentu pro úřad FCC. Super Heavy B4 se Starship S20 tedy odstartuje z orbitální rampy ve Starbase a vydá se směrem na východ. Přibližně 170 sekund po startu se raketa Super Heavy oddělí, znovu zažehne motory a provede tak částečný návrat směrem k rampě. Přistane však v Mexickém zálivu ve vzdálenosti 32 km od místa startu. Starship S20 bude mezitím pokračovat na orbitu, ale před návratem do atmosféry nestihne dokončit ani jeden oblet Země. Už 90 minut po startu S20 přistane do oceánu v oblasti 100 km od havajského ostrova Kauai. Předpokládaný průběh první orbitální mise ukazuje toto neoficiální video:

Elon Musk vysvětlil, že při testu bude dosaženo orbitální rychlosti, akorát neproběhne zakulacení dráhy, takže se loď samovolně vrátí do atmosféry. Elon ale bude považovat za velký úspěch už to, že raketa odstartuje a doletí dostatečně daleko, aby v případě selhání neponičila rampu. Cokoli navíc už je jen bonus. Není proto v plánu záchrana rakety ani lodi. Super Heavy se při návratu pokusí provést přistávací zážeh, ale cílem bude hlavně zjistit, jak přesně se podaří raketu navést na cílové místo přistání. Teprve poté, co SpaceX demonstruje přesné přistání do vody, může uvažovat o zachytávání raket přímo na rampě (k tomu se za chvíli vrátím). V případě Starship S20 pak Elon neuvedl, jestli se loď před dopadem do oceánu pokusí o přistávací manévr, nebo ne.

Nicméně i když budoucí Starship budou dříve či později zachraňovány, podle Elona Muska je minimálně u prvních deset kusů nepravděpodobné, že budou po přistání použity znovu. Možná to SpaceX zkusí jednou či dvakrát, ale jinak budou tyto první lodě vhodné spíš jen na okrasu. Přirovnal to k aktuální situaci s Falconem 9, kdy několik prvních exemplářů Blocku 5 ještě nebylo úplně optimálních. Jejich příprava na další starty tedy byla pracnější než v případě novějších kusů, které asi obsahují nějaká vylepšení. Když tedy pak SpaceX plánovalo nějakou misi, při které měl být zahozen první stupeň, byl k ní přiřazen jeden z těch nejstarších stupňů. A první zachráněné Starship stejně tak ještě nebudou optimalizované pro snadné a rychlé znovupoužití.

Orbitální rampa

Nedílnou součástí prvního orbitální startu Starship je také rampa. Toto zařízení se skládá z vypouštěcího stolu, integrační věže, tankovací farmy a další infrastruktury. Elon tohle vše nazývá „Stage Zero“ a dodává, že vybudování rampy je o dost obtížnější a zdlouhavější než výroba nové rakety nebo lodi. To je hlavní důvod, proč se Elon modlí, aby raketa při svém prvním startu neponičila rampu.

Integrační věž bude mít po instalaci hromosvodů výšku 146 metrů a hlavní konstrukce je hotová. Stále ale zbývá nainstalovat odklopné rameno, které bude zajišťovat tankování lodi Starship a také stabilizaci stojící sestavy rakety a lodi. Elon v rozhovoru potvrdil, že konstrukce ze žlutých trubek, na které SpaceX už několik týdnů pracuje, je právě ono tankovací rameno. Dále byly spatřeny černé konstrukce, o kterých se spekulovalo, že jsou součástí systému pro chytání přistávajících raket Super Heavy, a to Elon také potvrdil. Zachytávací mechanismus, který Elon nazývá Mechazilla, bude zároveň plnit roli jeřábu, který bude obstarávat připojení Starship k Super Heavy. Přesto ale není nezbytně nutné, aby byl tento systém hotový před prvním orbitálním startem. Potřebné je akorát tankovací rameno, připojení lodi k raketě kdyžtak může zajistit jeřáb, který postavil integrační věž a také nedávno provedl zkušební integraci Starship S20 a Super Heavy B4 na rampě.

Až SpaceX začne testovat zachytávání Super Heavy při přistání, mechanismus na věži bude raketu chytat za dva výčnělky u roštových kormidel. Ty zároveň slouží jako záchytné body při manipulaci s raketou jeřábem a podle Elona Muska jsou stavěny na vysokou zátěž. Mimochodem, roštová kormidla na Super Heavy nejsou rozmístěna po 90° jako u Falconu 9, což vedlo ke spekulacím, že důvodem je nutnost vytvoření prostoru pro zachytávací ramena. Elon Musk ale v rozhovoru vysvětlil, že důvodem je to, že toto rozmístění kormidel umožňuje lepší ovládání náběhu (pitch control) na úkor ovladatelnosti zbylých dvou os, které nejsou při návratu rakety tak důležité.

Třetí část rozhovoru se odehrává přímo na orbitální rampě a video nabízí unikátní náhled do „běžného“ pracovního dne v životě Elona Muska. Po příjezdu na rampu mu jeho podřízení podají hlášení o aktuálním dění a informují ho o plánovaných úkonech na následující hodiny. Rozhovor byl natočen den před instalací 370tunového vypouštěcího stolu, a tak vrchní vedoucí provozu Starship Sam Patel vzal Elona s Timem přímo na místo, kam měl být stůl usazen, a Elona informoval o plánu instalace.

Ostatní

Na závěr pak přidávám pár dalších poznatků, které se mi jinam nevešly:

• Každý inženýr ve SpaceX by měl být tak trochu jako vrchní inženýr a chápat, jak funguje třeba celá Starship, a ne jen jedna její dílčí část, na které daný člověk pracuje. Pracovník pak dokáže dělat lépe informovaná rozhodnutí.
• Vývoj Starship má velkou výhodu oproti Dragonu nebo raketoplánu. Ve Starship totiž nelétají lidé, a tak si SpaceX může dovolit vyvíjet rychle a riskovat, protože i když raketa vybuchne, nikdo nezemře. Oproti tomu každý raketoplán letěl s lidmi, a tak NASA nechtěla dělat žádné změny a vylepšení, protože představovaly potenciální riziko pro posádku.
• Starship nebude mít únikový systém.
• Nová montážní hala ve Starbase bude přibližně 100 metrů vysoká a bude výrazně širší a hlubší než současná High Bay, která má výšku 81 metrů.
• Bar na vršku High Bay ještě nemá jméno a zatím se v podstatě nepoužívá.
• SpaceX už přemýšlí nad stavbou druhé integrační věže. O konkrétních plánech na druhou orbitální rampu, druhou přistávací plošinu a další rozšíření Starbase jsme psali v tomto článku.
• Starty Starship budou časem probíhat také z Canaveralu. Zatím ale není jasné, zda tam bude probíhat také výroba raket a lodí. SpaceX chce provádět starty ze Starbase i v budoucnu, ale objevují se provozní obtíže, které můžou tyto plány zkomplikovat. Elon jako příklad uvedl nutnost uzavírat místní pláž během testování Starship, což je problematické pro veřejnost.
• Ropné plošiny Phobos a Deimos, které mají v budoucnu umožnit starty a přistání Starship a Super Heavy z oceánu, zatím mají nízkou prioritu.
• SpaceX ve Starbase používá 2. největší jeřáb na světě a také 3. největší.
• Středisko pro řízení startů Starship se nachází v budově STARGATE.

První část rozhovoru:

Druhá část rozhovoru:

Třetí část rozhovoru: