SpaceX odhaluje konkrétní plány pro starty a přistání Starship a Super Heavy na Floridě
Loď Starship a nosič Super Heavy (Zdroj: dearMoon)
SpaceX ve spolupráci s NASA vytvořila environmentální studii potenciálních dopadů provozu rakety Super Heavy a kosmické lodi Starship v Kennedyho vesmírném středisku na Floridě. Studie nabízí řadu nových informací ohledně plánů SpaceX na zavedení Starship a Super Heavy do provozu, a tak jsem z tohoto 250stránkového dokumentu (PDF) pro vás vybral to nejdůležitější a neejzajímavější. Víme, odkud bude raketa startovat, kde bude přistávat, jak často bude létat, jak bude dopravována na rampu, a mnoho dalšího.
V posledních měsících jste se u nás mohli hned několikrát dočíst o tom, že kosmická loď Starship s nosičem Super Heavy budou kromě Texasu startovat také z Floridy, jelikož to mimo jiné naznačoval také sám Elon Musk. Nová ekologická studie však poskytla oficiální potvrzení a také odhalila předběžné plány SpaceX pro rampu LC-39A a okolní zařízení, která bude firma využívat pro provoz raketového systému Starship. Web NASA Spaceflight navíc aktuálně informoval, že první prototypy budou startovat nejdříve z Floridy. V Texasu tedy prozatím bude létat jen menší Starhopper.
Úpravy rampy
SpaceX zvažovalo pro starty Starship a Super Heavy různé varianty, ale vítězem se stala rampa LC-39A v Kennedyho vesmírném středisku na Floridě. Z té v současnosti startují především Falcony Heavy a Falcony 9 s Crew Dragony, ale celý komplex je dost velký na to, aby se dal rozšířit pro potřeby systému Starship. Jak jsme již informovali dříve, SpaceX plánuje postavit sekundární vypouštěcí stůl „přibližně 100–200 metrů jihovýchodně od stávajícího stolu pro Falcony“. Stůl bude umístěn ve výšce 30 metrů, čímž se „omezí recirkulace spalin a eroze“. Pod stolem se pak bude nacházet šachta pro odvod spalin během startu, která bude mít 20 metrů na šířku a 20 metrů na výšku a stejně jako ta na rampě SLC-40 bude chlazena vodou pomocí kovových trubek. Bude tedy nejspíš podobná šachtě v McGregoru a nepůjde o velkou pasivní šachtu, jakou využívají Falcony startující z LC-39A.
Zároveň bude potřeba přidat nové technické zázemí. Vypouštěcí stůl pro Starship a montážní halu HIF bude spojovat nová cesta nazvaná „Starship Road“. Přibudou také nové vodojemy pro kropicí systém. A jelikož Starship využívá jiné palivo, vedle existujících nádrží na RP-1 vzniknou nádrže na kapalný metan o kapacitě 2 milionů kilogramů. Součástí metanového systému budou také nádrže na kapalný dusík o kapacitě 1,5 milionu kilogramů, který bude sloužit k chlazení metanu. Zároveň vznikne nové potrubí pro přívod metanu na rampu a také 30 metrů vysoká fléra, která slouží ke spalování metanových výparů. SpaceX ve studii uvádí, že zkusí využít stávající vodíkovou fléru, která zde zůstala po raketoplánech, ale pokud to nebude možné, postaví novou. Stejně tak SpaceX zvažuje renovaci existující vodíkové nádrže a její využití pro skladování metanu. SpaceX v minulosti takto zrenovovovalo nádrže z dob Apolla při stavbě rampy SLC-40. Co se týče kyslíku, SpaceX si prý zatím vystačí se stávající kapacitou, kterou má k dispozici pro Falcony, ale v budoucnu se to prý může změnit.
Oficiální plánek úprav rampy LC-39A (Zdroj: SpaceX)
Starty
Kombinace lodi Starship a nosiče Super Heavy bude mít při startu celkovou hmotnost kolem 5000 tun. Super Heavy bude obsahovat přibližně 3500 tun paliva a okysličovadla, zatímco Starship ponese dalších 1500 tun těchto pohonných hmot.
Kyslík a metan budou spalovány motory v poměru 3,6:1. Každý Raptor bude mít tah 1,7–2 MN. Přiložená analýza spalin kalkuluje s nominálním tlakem ve spalovací komoře motoru ve výši 253 barů. Může však jít o zastaralé informace, jelikož studie zároveň všude uvádí konfiguraci 31+7 Raptorů, i když mezitím došlo ke změně na 35+6 motorů. Analýza také obsahuje podrobné parametry trysky Raptoru:
Před každým startem bude proveden statický zážeh, při kterém budou zažehnuty všechny motory na Super Heavy po dobu 15 sekund.
Raketa bude integrována na rampě LC-39A ve vertikální poloze pomocí jeřábu. Nejdříve bude připojen nosič Super Heavy k vypouštěcímu stolu a poté bude připojena Starship k nosiči. Zpočátku bude využíván dočasný nebo mobilní jeřáb a permanentní jeřáb s výškou 120–180 metrů bude postaven později.
Neoficiální vizualizace úprav rampy LC-39A pro raketu Starship (Zdroj: NASA Spaceflight)
Po startu vypne Super Heavy své motory přibližně ve výšce 70 km, načež dojde k odpojení Starship, která ve výšce kolem 80 km zažehne své motory a poletí na cílovou orbitální dráhu. Super Heavy mezitím doletí až do výšky 130 km a poté začne klesat, přičemž dosáhne rychlostí přesahujících Mach 6. Ve výšce kolem 8 km raketa zpomalí pod rychlost zvuku a přistane na mořské plovoucí plošině.
SpaceX v dokumentu uvádí, že do roku 2024 plánuje zvýšit počet startů raket Falcon z rampy LC-39A na 20 letů ročně a z nedaleké rampy SLC-40 dokonce na 50 startů ročně. Zároveň plánuje na Floridě časem dosáhnout kadence 24 startů Starship/Super Heavy ročně, avšak spolu s tím bude klesat počet startů Falconů.
Přistání
Super Heavy bude minimálně v počátku vždy přistávat na mořské plošině vzdálené „minimálně 37 km od pobřeží“. SpaceX však v dokumentu uvádí, že raketa se stále vyvíjí a pokud bude v budoucnu schopna přistání na pevnině, firma provede novou studii ekologických dopadů. Dokument však blíže nespecifikuje, o jakou mořskou plošinu půjde, takže se nabízejí dvě možnosti. Buď bude možné použít současné plošiny OCISLY a JRTI, nebo bude potřeba nový typ. Tou by mohla být chystaná plošina A Shortfall of Gravitas, která by podle posledních informací od Elona Muska z loňského roku měla být v provozu ještě během tohoto léta, ale zatím o ní nemáme téměř žádné informace.
Pro přistání kosmické lodi Starship bude zpočátku využívána stávající plošina LZ-1 na Cape Canaveral Air Force Station, kde v současnosti přistávají Falcony. SpaceX ale chce časem také vybudovat novou přistávací plochu s průměrem 85 metrů uvnitř komplexu LC-39A. Předtím však bude muset být vypracována nová environmentální studie. Umístění této plošiny ještě nebylo finalizováno, ale zvažuje se oblast jihovýchodně od vypouštěcího stolu pro Starship (viz mapku úprav LC-39A výše). Starship prý také může ve výjimečných případech přistávat na mořské plošině podobně jako Super Heavy.
V případě přistání na LZ-1 by Starship dosedala vertikálně a po přistání by proběhlo automatické zajištění rakety, při kterém by byly vypuštěny zbytky pohonných hmot. Mobilní hydraulický jeřáb by poté Starship přesunul na transportér podobný tomu, který SpaceX v současnosti využívá pro přepravu raket Falcon. Transportér by pak Starship přepravil k dalšímu zpracování (viz níže).
Vizualizace přistání lodi Starship (Zdroj: SpaceX)
Výroba a zpracování mezi starty
Dokument popisuje také plán SpaceX ohledně výroby a zpracování raket Starship a Super Heavy mezi jednotlivými starty. Výroba, montáž a integrace komponentů prý bude probíhat v existujících zařízeních SpaceX na Floridě – v Area 59, Payload Processing Facility, hale HIF na rampě LC-39A a také v novém areálu SpaceX na Roberts Road, který má být „brzy postaven“.
Výroba, montáž a integrace prý také bude probíhat v Mobile Service Station a na široké cestě, kterou v minulosti používaly obří crawlery přepravující raketoplány na rampu. SpaceX však neplánuje tuto cestu jakkoli upravovat, maximálně zde postaví dočasné stany.
Area 59 je areál tvořený několika budovami, který dříve sloužil k přípravě satelitů a SpaceX jej začalo nedávno využívat ke zpracování Dragonů. Komplex na Roberts Road bude podporovat mise Falconů i Starship a bude zahrnovat řídicí středisko, zařízení pro zpracování a skladování raketových stupňů a aerodynamických krytů, expozici raketové techniky a další budovy. V minulosti jsme o tomto plánovaném areálu už podrobně psali.
V jiné části si pak ale dokument poněkud protiřečí, protože uvádí, že většina komponentů bude vyráběna v centrále SpaceX v Hawthorne, nebo případně v zařízeních v Boca Chica v Texasu a v Cocoa na Floridě. Na těchto dvou místech momentálně probíhá montáž prvních dvou orbitálních prototypů.
Výroba orbitálního prototypu Starship na Floridě (Foto: Seamore Software)
Co se týče přepravy komponentů a hotových raket Starship (délka 55 metrů) a Super Heavy (délka 63 metrů), SpaceX popisuje několik metod. Komponenty prý bude možné přepravovat po silnicích v rámci Kennedyho vesmírného střediska podobně jako v případě prvních stupňů Falconů. Avšak rozměrné kusy a kompletní rakety by byly nejdříve přepraveny po moři pomocí pontonů až do KSC Turn Basin a posléze dál na rampu LC-39A po již zmíněné cestě původně určené pro crawlery. Tento postup by mohl být použit jak pro nové rakety cestující z Cocoa nebo Boca Chica, tak pro ty již použité.
Sonické třesky a hluk
Během startu se očekává, že horko vyvolané zážehem motorů na Super Heavy dosáhne až do vzdálenosti 440 metrů od vypouštěcího stolu.
Co se týče úrovně hluku, tak start Starship/Super Heavy bude pochopitelně výrazně hlasitější než Falcon 9. Níže vidíte, že například hluk ve výši 110 dB, což je ekvivalent rockového koncertu, zasahuje u Falconu 9 do vzdálenosti 2 mil o rampy, zatímco v případě Starship to jsou zhruba 4 míle.
Starship přistávající na LZ-1 také způsobí sonické třesky, které budou ve srovnání s přistávajícím Falconem 9 slyšitelné v několikanásobně rozsáhlejší oblasti, jelikož Starship se bude vracet z orbity. Hlasitost sonického třesku je definována pomocí úrovně přetlaku. Čím vyšší hodnota, tím výraznější třesk. V případě přistání Falconu 9 na LZ-4 v Kalifornii dosáhne hranice přetlaku ve výši 1 psf (48 Pa) zhruba do vzdálenosti 26 km od místa přistání. Tato úroveň přetlaku je podle informací ve studii „zaručeně slyšitelná“. Oproti tomu přistávající Starship vytvoří přetlak ve stejné výši až do vzdálenosti stovek kilometrů od LZ-1, tedy v podstatě napříč celou Floridou. Pokud se podíváme na vyšší úroveň přetlaku 3 psf (143 Pa), která představuje hlasitější třesk, jenž „může některé lidi vylekat“, v případě Falconu 9 dosahuje do vzdálenosti zhruba 10 km od LZ-4, zatímco u Starship budou takto hlasité třesky slyšet ještě 50 km od LZ-1. Nicméně studie uvádí, že poškození majetku je nepravděpodobné.
Hluk a sonické třesky bude vytvářet také přistávající Super Heavy, avšak jelikož přistání bude probíhat nad neobydlenými oblastmi, hodnoty nejsou moc podstatné. Pokud vás však analýza zajímá, najdete ji v dokumentu na straně 150. Studie se také podrobně zabývá dalšími ekologickými dopady na faunu, vodní zdroje, kvalitu vzduchu apod. To už je však je mimo záběr našeho webu.
Na závěr bych pak jen upozornil, že i když se jedná o oficiální dokument, rozhodně lze očekávat změny. Už teď je studie v některých ohledech zastaralá a další věci stále nebyly finalizovány. Jde tedy o velmi dobrý náhled do uvažování SpaceX, ale neberte je jako definitivní a neměnné.
Podpořte projekt ElonX
- Mise Starlink 6-70 - 1. 12. 2024
- Mise Starlink 9-14 - 29. 11. 2024
- Mise NROL-126 - 26. 11. 2024
Detstvi jsem prozil v male vesnici asi 5 km od Mosnova, odkud v te dobe startovaly Mig21, ve dne v noci. Vzhledem k orientaci startovaci drahy a poloze vesnice stihacky prekonavaly zvukovou barieru primo nad nami. Byla to vzdycky celkem poradna “tafka”. Zatrepaly se okenni tabule, rozstekali se psi a z krovi vyletelo hejno vrabcu. Vsichni jsme si na to zvykli, slyseli to, ale prestali vnimat. Jako kdyz bydlite blizko trate, kde ve dne v noci projizdeji vlaky. Proste doufam, ze to hlukove a tlakove zatizeni pristavajicich stroju z orbity nepovede k nejakym nesmyslnym omezenim, jako napr. u Cocorde…
Až na tu drobnost, že sonický třesk vzniká trochu jinak…
Vidite,a ja si blahove myslel, ze s.t. u nadzvukove stihacky a rekneme pri navratu raketoplanu ma podobny puvod, razova a tlakova vlna pri prekonavani zvukove bariery… Budu muset nastudovat 🙂
puvod je stejný jen to funguje jinak než si představuješ.
Nevzniká to jednorázově při “překonání” rychlosti zvuku. Vlna “Vzniká” kontinuálně po celou dobu nadzvukového letu – a ty to na zemi slyšíš právě v okamžiku, kdy ta vlna generovaná letadlem “přejde” přes tebe.
Diky za info, prave jsem studoval na webu, proste nasi oblast nejspise zasahl ten kuzel s velkym rozdilem tlaku (mig byl nad nami asi jeste pomerne nizko, hadam), proto ta rana jako hrom a vibrace, a pak az byly slyset motory vzdalujiciho se stroje… Pokud chapu spravne, pak jsem se zase neco diky diskusi naucil 🙂 Sila sonickeho tresku: Asi bude zalezet na vzdalenosti takhle se pohybujiciho telesa od pozorovatele? Ovlivnuje ho rychlost nebo i velikost telesa?
ano prostě kolem tebe proletělo něco nadzvukovou rychlostí. kde zrychlilo nad rychlost zvuku je jedno.
co do vlivu na sílu – viz výše – primárně tvar a velikost, rychlost maů vliv poměrně malý. Vzdálenost vliv má – eneegie se rozkládá na větší plochu, a ještě více výška…ale ani to to nemusí dostatečně utlumit – když už tu byl ten concorde, tak u toho to byl problém i když letě ve 20km nad zemí.Další vliv jsou třeba uspořádání teplotních vrstev vzduchu
(jinak já bydlel nedaleko, takže nízkoletící formace 4 stíhaček v nadzvukové rychlosti, nebo třeba nízkoletící mrija s vysunutým podvozkem mě neminuly)
Jeste jednou dik za “polopatisticke” informace Invc. Proto mam rad tyhle prispevky pod “carou”. Pro mne maji prakticky stejny vyznam jako velmi dobre clanky a sdeleni na tomto webu.
Elon si změnil fotku na Twitteru na starou verzi BFR s původním delta křídlem. Náhoda? Změny “křídel” se čekají – že by to tedy bylo v duchu staré BFR? Dříve měl tuto a teď má zpět BFR.
Ahoj, tak jsem si řekl, že překreslím raptor podle té tabulky v článku. Kdyby to náhodou někoho zajímalo. Rozměry jsou v mm. A nic moc dalšího z toho vyčíst nelze, možná tak expanzní poměr.
Raptor nozzle dimension
Jestli chceš Petře, tak to klidně přidej do článku 😉
Díky moc! Do článku už to nemá smysl dávat, ale přidal jsem to do Vše o Starship. Snad to teda máte dobře, nekontroloval jsem to. 😀
Super! Ale rád bych kdyby to někdo zkontroloval 😀
Když jsem byl malý kluk, tak přesně takhle jsem snil o cestách do vesmíru. Velké pořádné rakety, co létají aspoň 2x týdně, stovky lidí ve vesmíru, obří orbitální stanice, cesty na Měsíc, na Mars nebo na Europu. Pak jsem se snít odnaučil, pak jsem se snít bál a nakonec si to zakázal. Ale Space X mě učí opět snít. Tohle bude pořádné čoromoro ale i ve skutečnosti.
Krásný !!!!!!!
Tak čtu a říkám si, jak je to SpaceX o parník před zbytkem světa!
Výborně, těším se realizaci!
Jsem moc zvědavý, jestli a jak se bude úspěšná, se proti projevům provozu SpX, hlavně tedy zv. třs. zvedne v USA nějaká kampaň… Mimochodem, cosi mi říká, že u rozmazlené Evropy by něco takového nepřipadalo v úvahu, tady se řeší občasný průlet Gripena nino “kalendář” jako pomalu obecné ohrožení.
A nějaké “ano, bouchá to, ale MY díky tomu lítáme do vesmíru” by u buřtožroutů mělo jistě velký efekt… 🙂
…o rudozelené levici nejen v Německu už vůbec nemluvím… to by prostě neprošlo…
mno concorde to dotáhl na zákaz nadzvukového letu nad pevninou….
Ovšem iniciativa vzešla z USA. Tedy hlavně proto, že Concorde porazil jejich Boeing
Celkem dobře si pamatuju když ještě bylo v provozu letiště v Bechyni. Tehdy se piloti nebáli létat nad Táborem nadzvukově. Byly to rány, že se třásl celý barák a to byl jen Mach 1.
Intenzita není příliš závislá na rychlosti.
Daleko více závisí na velikosti a tvaru objektu (a samozřejmě výšce nadzvukového letu).
Tohle byly dost nízké průlety. Určitě pod kilometr a dost pravděpodobně i pod 0,5 kilometru
24 startů SuperHeavy a až 50 startů falconů ročně, tak konečněm může vesmírá kolonizace začít.
Spíš většinu startu schramstne Starlink. 🙂
To může, alespoň se na tom vše vyladí a ukáže se spolehlivost.
Super zhrnutie 🙂
“Kombinace lodi Starship a nosiče Super Heavy bude mít při startu celkovou hmotnost kolem 5000 tun. Super Heavy bude obsahovat přibližně 3500 tun paliva a okysličovadla, zatímco Starship ponese dalších 1500 tun těchto pohonných hmot.”
5000 tun len paliva?
No to je prave vec co mne zarazi nejvic.Nikde nevidim ze by se to komentovalo. A pritom pri trose logiky vypliva ze se to do stavajiciho systemu nevejde.Vypada to ze novej koncept bude mit velmy blizko puvodnimu ITS tj.vyska kolem 145m.
U těch sonic booms … hlavní rozdíl mezi F9 a Starship je v trajektorii. F9 přistává poměrně strmě. Starship přistává výrazně “šikmo”.
Proto sonická vlna z F9 zasahuje podstatně menší území než SS. (F9 se pod určitou výškou v nadzvukové rychlosti pohybuje pouze nad malou částí území – viz mapa a vyznačená čára – SS pod tou rozhodnou výškou v nadzvukové rychlosti přeletí nad větším územím).
To sice ano, ale to nic nemění na tom, že ta oblast, kde budou třesky hlasité, je celkově větší, takže to zasáhne více lidí.
Děkuji. Pěkný článek. Čeká je hodně práce.