Starship SN8 dostala křídla, nádrž SN7.1 absolvovala destrukční zkoušku, byl spatřen díl pro první Super Heavy

Od krátkého letu prototypu Starship SN6 uběhly tři týdny, a tak nastal čas na další shrnutí aktuálního dění z Boca Chica v jižním Texasu. Aktuálně zde byla provedena destrukční zkouška nádrže SN7.1, prototyp Starship SN8 dostal „křídla“ a brzy začne jeho testování, a také byla zahájena výroba úplně prvního prototypu nosné rakety Super Heavy. Souběžně s tím vším pak pokračuje výroba prototypů Starship SN9, SN10 a SN11.

Starship SN5 a SN6

Prototyp Starship SN6 absolvoval svůj první testovací let 3. září a o pár dnů později byl přepraven zpět do montážního areálu SpaceX, kde byl několik měsíců předtím vyroben. Původně se mělo za to, že prototypy SN6 a SN5 provedou ještě nějaké zkušební lety, ale nyní je budoucnost těchto exemplářů nejasná. Další na řadě totiž zřejmě bude testování novějšího prototypu Starship SN8, který by měl již brzy vyletět do výšky 18 kilometrů (o tom za chvíli). A jelikož je zároveň ve výrobě hned několik dalších prototypů, SpaceX asi už nebude mít důvod vracet se k SN5 a SN6, které jsou navíc vyrobeny ještě z nerezové ocele 301, kterou už firma přestala používat.

Zkušební nádrž SN7.1

Než se podíváme na přípravy Starship SN8 na první delší let, musíme se pozastavit u aktuálně otestované SN7.1. Na rozdíl od prototypů SN6 nebo SN8 jde jen o menší zkušební nádrž, která měla otestovat odolnost konstrukce z oceli 304L při vysokém tlaku. Stejným testováním prošla podobná nádrž SN7 během června, ale SN7.1 obsahuje nějaká konstrukční vylepšení a také byla vybavena motorovou sekcí.

Nádrž SN7.1 byla 7. září 2020 přepravena z montážního areálu na rampu, kde v následujících dvou týdnech proběhla série tlakových zkoušek s dusíkem o pokojové i kryogenní teplotě. Některé testy byly provedeny na nově vybudovaném vypouštěcím stole, aby mohla být využita trojice hydraulických pístů, které během tlakové zkoušky simulovaly tah motorů Raptor.

Nádrž byla následně přesunuta o kousek vedle na obyčejný podstavec a 23. září proběhla finální tlaková zkouška. Při ní byla nádrž naplněna kryogenním dusíkem a následně byly uzavřeny upouštěcí ventily, což způsobilo postupné zvyšování tlaku v nádrži. Účelem testu bylo najít hraniční hodnotu tlaku, při které konstrukce povolí. Šlo tedy o destrukční zkoušku, při které se počítalo, že dojde ke zničení nádrže. Konstrukce nakonec praskla v oblasti horního víka nádrže v 11:58 SELČ. Bohužel zatím nevíme, jaké úrovně tlaku se podařilo dosáhnout, ale snad nádrž splnila očekávání.

Starship SN8

SN8 je první plnohodnotný prototyp kosmické lodi Starship, který je vyroben z oceli 304L. Elon Musk 12. září oznámil na Twitteru, že prototyp SN8 bude „hotový přibližně za týden“ a dostane už aerodynamickou špičku a řídicí plochy. Celková výška prototypu by tak dosáhla 50 metrů. Jak již jsme zvyklí, opět se jednalo o přehnaně optimistický časový odhad, jelikož instalace dvojice řídicích ploch nakonec proběhla až 23. září. Tomu předcházela instalace aerokrytů, které zajišťují plynulý přechod mezi trupem a „křídly“ a zároveň se pod nimi ukrývají tlakové nádrže a další hardware. SpaceX v montážním areálu ještě stihlo otestovat naklápění řídicích ploch, které zajišťují elektromotory a baterie z vozů Tesla.

Převoz Starship SN8 na nedalekou startovní rampu byl původně v plánu už na 24. září, ale ohlášená uzavírka nakonec byla zrušena a zatím nebyla oznámena nová. Zároveň není úplně jasné, kdy bude na SN8 nainstalována aerodynamická špička. Z výše zmíněného Muskova tweetu to vyznělo tak, že SN8 dostane špičku hned a všechno testování proběhne s ní, ale nyní to spíše vypadá, že úvodní testy proběhnou bez špičky a ta bude nainstalována až někdy poté.

Co se týče plánu testování, očekává se, že prototyp SN8 nejdříve podstoupí tlakové testování s kryogenním dusíkem a hydraulickými písty, které už jsou připraveny na vypouštěcím stole. Pokud bude vše v pořádku, podle Elona Muska by měly následovat minimálně dva statické zážehy. Starship SN8 bude pro svůj let potřebovat tři motory Raptor, ale zatím není jasné, jestli proběhne nejdříve statický zážeh s jedním motorem, nebo budou rovnou nainstalovány a otestovány všechmy tři Raptory najednou. SpaceX mimochodem dosud nikdy nezažehlo více než jeden Raptor najednou. Každopádně pokud statické zážehy proběhnou úspěšně, podle Elona Muska by měl následovat rovnou zkušební let do výšky 18 kilometrů. To je docela překvapivé, očekávalo se totiž, že SN8 nejdříve absolvuje nějaký kratší let. Plány SpaceX se ale rychle mění, takže uvidíme, jestli v následujících týdnech ještě nedojde ke změně.

Toto povedené video ukazuje, čím se bude lišit prototyp SN8 od SN5/SN6:

Testovací let by mohl probíhat tak, že částečně natankovaná loď Starship SN8 s nainstalovanou aerodynamickou špičkou zažehne tři Raptory a vystoupá do výšky 18 kilometrů, kde budou motory vypnuty (nebo možná už o něco dříve). Loď poté začne postupně klesat a tou dobou už bude muset být ve víceméně horizontální poloze. Řízení budou zajišťovat především celkem čtyři stabilizační plochy na zádi a na špičce, ale podílet se nejspíš budou také manévrovací trysky na stlačený plyn. Volný pád bude nejspíš trvat několik minut. Ostatně, 18 kilometrů je výše než letová hladina dopravních letadel, které se obvykle pohybují v nadmořské výšce kolem 10 kilometrů.

Oficiální video níže ukazuje, že rychlost klesání Starship by se měla ustálit přibližně na hodnotě 67 m/s a ve výšce kolem 400 metrů dojde k zážehu motorů Raptor, které spolu s manévrovacími tryskami otočí loď do svislé polohy pro přistání. Vyklopí se přistávací nohy a Raptory se pomocí naklánění a regulace tahu pokusí provést měkké přistání na betonové plošině v Boca Chica. Řídicí plochy lodi se pak podle Elona Muska sklopí k trupu, aby se zmenšila celková plocha lodi vystavená větru. V některých případech, například při změně směru větru, pak můžou být některé plochy naklopeny podle potřeby kvůli zajištění stability.

Finální přistávací manévr je nejobtížnější fází celého letu a osobně se domnívám, že v rámci tohoto testu bude zahájen dříve než ve zmíněných 400 metrech, což je nejspíš jakási optimální hladina pro co nejnižší spotřebu paliva. Něco takového nejspíš uvidíme až při rutinních misích Starship. V případě SN8 však půjde o testovací suborbitální let, při kterém může SpaceX mít libovolnou palivovou rezervu a nepotřebuje za každou cenu šetřit pohonné látky. Tipl bych si tedy, že SpaceX zažehne Raptory ve větší výšce, aby loď měla více času na případné korekce.

Zároveň bych očekával, že celá fáze klesání bude probíhat nad oceánem a Starship se odkloní nad pevninu až po úspěšném zážehu Raptorů a dosažení potřebné úrovně stability a kontroly. Důvod je jasný – v případě jakéhokoli selhání spadne Starship do vody a nikoho neohrozí. Přistávací plošina v Boca Chica se nachází opravdu kousíček od pobřeží, takže úhybný manévr v závěru letu by neměl představovat žádný problém. Každopádně úspěšné přistání hned na první pokus rozhodně není zaručené, což připouští sám Elon Musk: „Pokud se SN8 rozmlátí, brzy budou hotové také SN9 a SN10.“

Super Heavy SN1

Ať už se přistání Starship povede už s prototypem SN8 nebo třeba až s SN11, další metou budou orbitální starty. Při nich už bude potřeba Starship připojit k masivní nosné raketě Super Heavy. Ta bude sama o sobě mít 72 metrů na výšku, takže v kombinaci se Starship bude celková výška historicky rekordních 122 metrů (Saturn V měřil 111 metrů). Super Heavy má být vyrobena podobnými metodami a v podstatě ze stejných ocelových dílů jako Starship. Hlavním rozdílem bude motorová sekce, která bude muset být o dost bytelnější, protože spodní část nádrže bude muset odolávat náporu až 28 motorů Raptor. Super Heavy bude mít čtyři napevno přidělané přistávací nohy místo šesti vyklápěcích, které má loď Starship. Řízení rakety během návratu atmosférou budou zajišťovat ocelová roštová kormidla.

Velikost Super Heavy hezky ilustruje tato animace:

V montážním areálu v Boca Chica byl aktuálně spatřen ocelový segment určený pro Super Heavy, což potvrdilo, že už byla zahájena výroba úplně prvního prototypu. Vzhledem k jeho výšce SpaceX v Boca Chica v posledních měsících buduje 81 metrů vysokou montážní halu a také novou orbitální startovní rampu. Hala už je téměř hotová, ale dokončení rampy nejspíš ještě několik měsíců potrvá.

To ale nutně neznamená, že na první start Super Heavy budeme muset dlouho čekat. Elon Musk totiž nedávno avizoval, že první Super Heavy možná poletí už v říjnu. Tento termín je sice asi spíš zbožné přání, ale podstatná je informace, že raketa prý nejdříve absolvuje jen krátký zkušební let, možná jen s dvěma motory Raptor. Pro takový test pravděpodobně nebude potřeba ona nová rampa, která je dimenzovaná pro orbitální mise, při kterých Super Heavy zažehne až 28 motorů Raptor najednou. Pro krátký let s dvěma motory by měl stačit jednodušší vypouštěcí stůl, který byl použit při letech prototypů Starship SN5 a SN6.

A pokud tyto krátké lety Super Heavy proběhnou dobře, časem dojde také na testovací let na oběžnou dráhu. Elon Musk odhaduje, že první orbitální let by se mohl uskutečnit během příštího roku se Starship SN15. Limitujícím faktorem podle něj bude výroba Super Heavy a poté integrace kompletní rakety na nové orbitální rampě.

Ostatní

A na závěr pár dalších novinek a zajímavostí týkajících se Starship:

• SpaceX ve svém floridském areálu v Cocoa možná testuje zařízení pro výrobu pohonných látek na Marsu. Jde však zatím jen o spekulaci. Více ve videu z kanálu What About It.
• První vakuový Raptor, o kterém jsme psali na začátku září, už je v testovacím areálu McGregor. V nedávném článku NASA Spaceflight se objevil letecký snímek horizontálního testovacího stavu s Raptory ve vakuové i atmosférické variantě. Zatím ale není jasné, zda už byl vakuový motor zažehnut.
• John Randolph natočil robotického pomocníka jménem Zeus, kterého SpaceX používá v Boca Chica například pro kontrolu prototypů Starship během testování, kdy na rampě nemůžou být lidé. Další informace o tom, jak SpaceX využívá tohoto robota od společnosti Boston Dynamics, najdete v novém videu z kanálu Primal Space.
• Mediální společnost Vice natočila dokument o tom, jak příchod SpaceX do Boca Chica ovlivnil životy místních obyvatel. Ti byli nuceni potýkat se s hlučností stavebních prací, nočním testováním Starship a ve výsledku jim nezbylo nic jiného než své pozemky odprodat SpaceX, o čemž se dozvíte více v námi dříve přeloženém videu. Dokument Vice je poněkud jednostranný, jelikož SpaceX se k problematice nevyjádřilo, ale i tak jde o zajímavý náhled do života v Boca Chica. Pro přehrání dokumentu zdarma potřebujete americkou VPN a poté musíte využít možnost „free pass“. Případně je dostupný i neoficiálně na YouTube.