Starship SN8 má za sebou výbušný testovací let, prototyp SN9 už je na rampě a brzy poletí také

SpaceX už má za sebou poslední letošní start Falconu 9, ale mezitím pokračuje testování znovupoužitelné kosmické lodi Starship. Prototyp SN8 na začátku prosince absolvoval epický zkušební let do výšky 12 kilometrů a ještě před koncem roku nejspíš začne testování prototypu SN9, který měl menší nehodu v montážní hale. V roce 2021 pak můžeme očekávat testovací lety Starship doslova každých pár týdnů.

Let Starship SN8

SN8 byl první prototyp kosmické lodi Starship, který už měl tři motory Raptory, aerodynamickou špičku a plně funkční stabilizační plochy. Starship SN8 byla vyrobena v létě 2020 v montážním areálu SpaceX v Boca Chica v jižním Texasu a na nedalekou startovní rampu byla převezena 26. září bez aerodynamické špičky. Po dokončení série tlakových testů s dusíkem byl 20. října proveden krátký statický zážeh všech tří Raptorů najednou. Na konci října byla aerodynamická špička převezena na rampu a připojena ke zbytku Starship SN8. Následovaly další zkoušky a statické zážehy, během kterých byly z různých důvodů vyměněny dva Raptory za jiné kusy.

Příčinou výměny druhého motoru byla anomálie během jednoho z posledních statických zážehů, o čemž jsme psali v tomto článku. Elon Musk později objasnil, co se během onoho statického zážehu stalo. Dvě sekundy po zážehu se roztříštila vrstva z keramické pryskyřice chránící beton pod Starship a jeden z ostrých úlomků přesekl kabel k avionice, což vedlo k nesprávnému vypnutí Raptoru a jeho poškození. Kabely proto mají být výhledově přesunuty do ochranných ocelových trubek a pod testovací stolec budou přidány ocelové trubky chlazené vodou, aby nedocházelo k poškozování betonu. Na konci listopadu pak proběhl finální statický zážeh s vyměněným Raptorem a Starship SN8 byla připravena na zatím nejambicióznější testovací let.

Let Starship SN8 do výšky 12,5 kilometrů byl několikrát odložen a nakonec proběhl 9. prosince 2020 ve 23:45 SEČ. Loď vysoká 50 metrů a 9 metrů široká zažehla tři motory Raptor a následovalo stoupání trvající čtyři a půl minuty, během kterého loď postupně vypínala jednotlivé motory. Elon Musk vysvětlil, že Raptory záměrně nejely na plný výkon a vždy při dosažení hodnoty maximálního přiškrcení se postupně vypínaly, protože jinak by Starship vyletěla moc vysoko a daleko.

Po vypnutí posledního motoru se loď přehoupla do vodorovné polohy a začala klesat. Stabilitu zajišťovala čtveřice naklopitelných řídicích ploch, které pohánějí elektromotory Tesla a fungovaly na jedničku, jelikož loď byla při klesání extrémně stabilní. Po asi 2 minutách volného pádu došlo ve výšce kolem 650 metrů nad zemí k opětovnému zažehnutí dvou motorů Raptor a úspěšnému přetočení do svislé polohy. Zde však nastal problém, jelikož z blíže neurčeného důvodu byl příliš nízký tlak v malé nádrži s palivem pro přistání. Do motorů se tak nedostával správný poměr metanu a kyslíku, což mělo za následek tvrdé přistání a výbuch lodi.

Zatím stále není jasné, jak mělo přistání probíhat správně, takže se špatně odhaduje, co byl záměr a co selhání. Například se neví, jestli se před přistáním měly zažehnout všechny tři Raptory, nebo jen dva. Stejně tak jeden ze dvou Raptorů krátce před přistáním zhasl, ale není jasné, jestli šlo o plánované vypnutí, automatickou reakci počítače na nízký tlak v palivové nádrži, nebo selhání motoru. Zelený plamen posledního Raptoru však byl jasným indikátorem, že do motoru se dostávalo přiliš málo metanu a nadbytek kyslíku vedl k poškození vnitřních součástí Raptoru. Starship se nakonec trefila na betonovou přistávací plošinu, ale nestihla ani vyklopit nohy a tvrdě dopadla, čímž do betonu vyrazila kruhové „razítko“, a následně vybuchla. Špička vše přečkala relativně bez úhony, ale část trosek se rozletěla po širokém okolí, kde je pracovníci SpaceX v následujících dnech odklízeli.

Řada médií informovala o letu Starship SN8 jako o neúspěchu, ale to jen svědčí o nepochopení účelu letu. Jednalo se test, který měl prověřit spoustu zatím neozkoušených technologií a manévrů v reálných podmínkách. Starship například nikdy předtím neletěla se třemi motory a do takové výšky, nikdy neotestovala řízení pomocí aerodynamických ploch ani restartování motorů během letu. Všechny tyto milníky se během letu podařilo otestovat a pouze závěrečné přistání se nezdařilo. Test lze tedy jednoznačně vyhodnotit jako úspěšný, jelikož byly splněny téměř všechny vytyčené cíle. Z výsledku letu SN8 ostatně byli nadšení jak Elon Musk, tak celé SpaceX.

Prototyp Starship SN9

V době letu Starship SN8 už byl nějakou dobu hotový její nástupce SN9, který dokonce dostal špičku, Raptory a řídicí plochy rovnou v montážním areálu. Elon Musk vysvětlil, že Starship SN8 a SN9 se liší jen minimálně, ale jako příklady rozdílů uvedl robustnější elektrické rozvody, novější motory a lépe těsnící špičku. Z dřívějška také víme, že SN9 je první prototyp, který je kompletně vyroben z nerezové oceli 304L (SN8 stále měl několik dílů z oceli 301). Větší změny jsou podle Elona Muska v plánu pro SN15, což by už mohl být prototyp určený pro orbitální lety.

Testování Starship SN9 mělo začít hned po letu SN8, jenže pod prototypem stojícím v montážní hale se zhroutil podstavec a došlo k poškození stabilizačních ploch na jedné straně lodi. Naštěstí ale nešlo o nic vážného a stačilo vyměnit dvě poškozené plochy. Převoz SN9 na startovní rampu nakonec proběhl 22. prosince. Bylo to vůbec poprvé, kdy byla přepravována kompletní loď Starship (u SN8 se nádrže a špička převážely na rampu samostatně).

Starship SN9 byla po převozu umístěna na „Suborbitální testovací stůl B“, který je relativně nový a zatím byl použit pouze pro tlakové testování zkušební nádrže SN7.1. Zahájení testování prototypu SN9 se očekává ještě před koncem roku 2020. Podle webu NASA Spaceflight bude nejspíš provedena jen zkrácená série pozemních testů (možná jen tlaková zkouška s dusíkem a pak statický zážeh všech motorů). Poté by rovnou proběhl testovací let podobný tomu, který provedla Starship SN8.

Tip: Testování Starship SN9 a přípravy na zkušební let můžete sledovat v našem průběžně aktualizovaném článku.

Starship v roce 2021

Rok 2021 nejspíš bude plný testovacích letů Starship. SpaceX má už dnes ve výrobě minimálně osm prototypů, přičemž SN10 je téměř hotový – hned po odjezdu SN9 se uvelebil v montážní hale, kde nejspíš brzy dostane vlastní aerodynamickou špičku. SpaceX navíc údajně plánuje provádět testovací lety Starship přibližně dvakrát měsíčně. Ty nejspíš budou stále ambicióznější – prototypy budou létat rychleji, do větších výšek a začnou také testovat tepelný štít z keramických destiček. Vzorek destiček je k vidění také na SN9, takže pokud se prototypu podaří přistát, SpaceX zjistí, jak se osvědčilo uchycení destiček pomocí ocelových čepů.

Později přijdou na řadu orbitální starty Starship, ale ty už budou vyžadovat také nosnou raketu Super Heavy. Její první prototyp s označením BN1 (Booster Number 1) je už několik měsíců ve výrobě a brzy by mohla začít kompletace jednotlivých segmentů do jednoho celku s výškou 72 metrů. BN1 pak má provést krátký testovací skok podobně jako Starship SN5 a SN6. Při něm bude raketa podle Elona Muska vybavena jen dvěma až čtyřmi Raptory. Teprve po úspěšných krátkých letech nejspíš raketa dostane další motory, aby mohl být proveden let se Starship na oběžnou dráhu. Super Heavy má být ve výsledku vybavena až 28 motory Raptor.

SpaceX však momentálně nemá povolení pro orbitální starty z Boca Chica a aktuálně hrozí, že Federální letecký úřad (FAA) bude vyžadovat vypracování nové environmentální studie. Ta původní, kterou SpaceX provedlo před mnoha lety, totiž počítala jen se starty Falconů, nikoli Starship. FAA momentálně přijímá komentáře veřejnosti a se SpaceX spolupracuje na návrhu nového environmentálního posouzení. Následně bude podle zjištěných ekologických dopadů rozhodnuto, jestli je potřeba zcela nová studie (její vytvoření a schválení může zabrat měsíce nebo i roky), nebo pokud nebudou zjištěné ekologické dopady horší než v původním plánu, může stačit jen jakýsi dodatek k původní studii. To by pro SpaceX pochopitelně byla ta lepší varianta.