Úsvit a budoucnost programu Super Heavy Starship

Nic Ansuini

Téma prvního orbitálního testu Superheavy Starship, aneb kompletně znovupoužitelného systému skládajícího se z rakety Superheavy a kosmické lodě Starship, vyvíjeného firmou SpaceX je hodně sledované a není se čemu divit. Jde o největší a zároveň nejsilnější raketu v historii lidstva a mimo to má být kompletně znovupoužitelná. Na Rudeplanetě pro Vás plánujeme sérii hned tří článků o prvním startu Superheavy Starship. První z nich nás čeká již dnes a bude se zaměřovat především na Superheavy Starship v budoucnosti. Druhý z nich Vás bude čekat těsně před startem, především o aktuální situaci, samotném startu, nebo stavu celého programu Superheavy Starship. Poslední z článků vyjde až po samotném startu, kde si rozebereme, jak samotný start probíhal.

Asi všichni víme, za jakým hlavním účelem SpaceX Superheavy Starship vyvíjí. Kolonizace Marsu je velké téma, ale nalijme si čistého vína, je opravdu hodně daleko. Nicméně systém, který by ji mohl umožnit, je ve vývoji a kdo jiný by ho mohl vyvinout, než firma, která sci-fi už jednou převedla do reality. Superheavy Starship je sto dvacet metrů vysoký kolos s průměrem devět metrů a nosností na nízkou oběžnou dráhu až sto tun. To jsou vskutku úctyhodné parametry. Navíc díky tankování na oběžné dráze bude moci Starship během jednoho letu k Marsu dopravit až sto lidí spolu s nákladem. Když už jsem zmínil orbitální tankování, tak si ho trochu popíšeme. Jelikož Starship slouží i jako druhý stupeň, na oběžnou dráhu se dostane s téměř prázdnými nádržemi. S tak malou zásobou paliva by se k Marsu nedostala a je tak nezbytné, aby se před cestou nádrže doplnily. V podstatě půjde o to, že po startu Starship s lidskou posádkou odstartuje tanker. Ten pokaždé přečerpá do pilotované Starship část svých pohonných látek. Tento proces se zopakuje pětkrát až šestkrát, a nakonec bude mít Starship s posádkou plně natankované nádrže. Konkrétní plány týkající se kolonizace Marsu ale samozřejmě nemáme. Minulý rok Elon Musk ve Starbase prezentoval novou animaci. Ta krásně ukazuje start Superheavy Starship z Boca Chica, tankování na oběžné dráze, a samotnou cestu k Marsu. Video je zakončeno pohledem na posádku, před kterou se otevřou dveře přechodové komory a naskytne se jí pohled na obrovské město.

Jak Superheavy, tak Starship využívají jako pohonnou směs methalox. Tedy kapalný metan jako palivo a kapalný kyslík jako okysličovadlo. Tato pohonná směs poskytuje při letu na Mars mnoho výhod. Tou hlavní je, že díky zvolení methaloxu bude možné Starship na Marsu dotankovat. Tzv. Sabatierovou reakcí dokážeme vyrobit metan. Jak? Reakcí vodíku a oxidu uhličitého za vysoké teploty (300 – 400°C) a zvýšeného tlaku za přítomnosti niklového katalyzátoru vzniká metan a voda. Vzniklý metan můžeme zkapalnit a naplnit nádrže. Kyslík můžeme získat elektrolýzou vody, která se na Marsu vyskytuje především ve formě ledu.

Systém Superheavy Starship nenajde využití jen na vynášení nákladu na oběžnou dráhu nebo kolonizaci Marsu, ale také jako lunární lander. 16. dubna 2021 NASA oznámila, že jediná firma, která byla vybraná pro stavbu lunárního landeru, díky němuž se konečně lidstvo vrátí zpět na Měsíc, je SpaceX. Ta celý kontrakt vyhrála se svou upravenou Starship, která zvítězila například díky tomu, že bude disponovat dvěma přechodovými komorami, bude nabízet velmi slušné možnosti z hlediska množství dopraveného nákladu atd. Oznámení HLS probíhalo poněkud legračně, jelikož všechny firmy dodaly oficiální vizualizace, přičemž na každé z nich byla lidská figura, aby se daly lépe představit rozměry. Pokud jste viděli oficiální vizualizace všech tří návrhů, vedle Starship působily návrhy ostatních firem jako dětské hračky. Starship pro přistání na Měsíci bude sice výrazně upravená, ale výšku si zachová. Takže narozdíl od ostatních návrhů byla lidská figura na vizualizaci jen těžce viditelná.

Ovšem asi ten nejbláznivější plán, jak měla SpaceX v plánu Starship využívat, je mezikontinentální cestování. Starship by prováděla suborbitální skoky a jakékoliv místo na Zemi by bylo dosažitelné do hodiny. K těmto letům by nebylo potřeba využívat raketu Superheavy, jelikož se neletí na oběžnou dráhu, stačí dosáhnout menší rychlosti, což Starship zvládne sama. Například cesta z New Yorku do Šanghaje by probíhala tak, že cestující nasednou na loď, která je dopraví k plovoucímu kosmodromu. Tam přestoupí do Starship, která odstartuje a zhruba o třicet devět minut později přistane v Šanghaji. Tento plán SpaceX představila asi před pěti lety, ale již dlouho jsme o něm neslyšeli. Pokud se Starship osvědčí a bude spolehlivá a bezpečná, třeba se tento plán skutečně zrealizuje. Když už jsem zmínil mořské kosmodromy, tak to je také jeden z plánů, který se do budoucna chystá SpaceX realizovat. Dokonce se zdálo, že k tomu má daleko blíž, než jsme všichni očekávali. Již v 2020 SpaceX zakoupila dvě vysloužilé ropné plošiny. Podle známých informací je měla SpaceX přestavět na mořské kosmodromy, ale práce na nich probíhala poměrně pomalu. V rozhovoru s Timem Doddem alias Everyday Astronautem Elon Musk prohlásil, že to aktuálně není jejich primární cíl. Nakonec se v únoru letošního roku objevila informace, že SpaceX obě plošiny prodala, jelikož se ukázalo, že nejsou vhodné pro přestavbu na mořský kosmodrom. Navíc prezidentka společnosti Gwynne Shotwell prohlásila, že SpaceX plány na budování mořského kosmodromu dočasně opouští a bude se plně soustředit na získávání letových zkušeností.

Co se týče startovních ramp do budoucna, tak aktuálně SpaceX disponuje jednou provozuschopnou startovní rampou, jejich počet se ale bube do budoucna zvyšovat, a to jak těch mořských, tak těch pevninských. Aktuálně je v pokročilé fázi výstavby rampa v komplexu LC-39A a do budoucna přitom SpaceX plánuje s výstavbou další rampy na Floridě v komplexu LC-49. Ten se nachází na severu Kennedyho vesmírného střediska nad rampou LC-39B. Každopádně před jeho výstavbou bude potřeba vyřídit všechny administrativní záležitosti. Plány SpaceX se rychle mění, a ještě nedávno se počítalo s výstavbou druhé rampy v Boca Chica, ale aktuálně to vypadá tak, že tyto plány byly také smeteny ze stolu.

Nyní se ale dostáváme k jedné z největších výhod systému Superheavy Starship. Kompletní a extrémně rychlá znuvupoužitelnost. U Falconu známe následující systém. Raketa odstartuje a první stupeň přistane ve většině případů na mořské plošině. Ta většinou čeká ve vzdálenosti více jak šest set kilometrů. Po přistání pak musí stupeň absolvovat několikadenní cestu do přístavu, kde je naložen na speciální transportér a odvezen do Hangáru X. Tam probíhá údržba a následně míří do hangáru u rampy, kde je připojen druhý stupeň. Tento koloběh trvá od jednadvaceti dnů až po několik desítek dnů. Přesně tohle by měl systém Superheavy Starship změnit. Tam se po dostatečném zalétání počítá i s několika starty denně. Superheavy Starship odstartuje a po oddělení se Superheavy otočí a zamíří zpět na rampu, kde bude zachycena rameny systému Mechazilla. Ta ji po záchytu posadí zpět na rampu a hned na to bude na Superheavy usazena další kosmická loď Starship. Další varianta je, že Superheavy odstartuje, Starship se usadí na oběžné dráze, vypustí náklad a po jednom oběhu Země vstoupí do atmosféry a v uvozovkách přistane stejně jako Superheavy, tedy bude zachycena Mechazillou. Po záchytu bude opět usazena na Superheavy. Rozestupy mezi starty se tak budou moci zkrátit na hodiny. Tento systém by se mohl nejvíce osvědčit při vysílání tankerů k doplnění pohonných látek do pilotované Starship.

Nyní se posuneme k dalšímu tématu využití Starship – vynášení nákladu. SpaceX si od ní slibuje především velké zlevnění dopravy družic Starlink na oběžnou dráhu. Samozřejmostí je, že Starship bude vynášet i jiné družice než Starlinky. NASA si nechala vypracovat studii proveditelnosti, o vynesení plánovaného nástupce Webbova teleskopu, který nese název LUVOIR, prostřednictvím Superheavy Starship. Ten má být vybaven primárním zrcadlem o průměru patnáct metrů. Podle výsledků této studie by vynesení možné bylo. Primárním nosičem pro tento teleskop má být Raketa SLS, ale nyní víme, že by Superheavy Starship šla použít jako záloha.

Budoucnost programu Superheavy Starship je velmi pestrá. Možná se nějaké z těchto plánů smetou ze stolu stejně jako druhá rampa v Boca Chica, možná ne. Na tyto předpovědi je celý program v moc ranné fázi. Pokud chcete sledovat přehledy kolem programu Superheavy Starship, dovolím si Vás pozvat na seriál Aktuality o Starship, který vychází na webu Kosmonautix.cz. V něm si pravidelně rekapitulujeme dění na základně Boca Chica, na Floridě ale i kolem programu celkově. Dozvíte se tak například i o novinkách kolem HLS, tedy Human Landing System.

Zdroje: wikipedia.org, kosmonautix.cz, wikipedia.org, wikipedia.org, elonx.cz

Obrázky: https://pbs.twimg.com/media/FmXK32nXgAQ2b1J?format=jpg&name=4096×4096

https://www.stoplusjednicka.cz/sites/…/files/styles/x940620/public/obrazky/2021/04/moonspacex.jpg