SpaceX je naredil odločilni korak na poti k medplanetarnemu raziskovanju z enajstim testnim poletom Starship, največje in najmočnejše rakete, ki je bila kdaj koli zgrajena.
Morda vas bo zanimalo:Ogromna valovna fronta prečka galaksijo in preseneti astronome
13. oktobra je 124-metrska raketa vzletela iz baze Starbase v južnem Teksasu in uspešno zaključila misijo, pri čemer sta tako pogonski sistem Super Heavy kot zgornji del rakete Starship natančno pristala na vodi.
Ta uspeh podjetja milijarderja Elona Muska pa zaznamuje začetek še večje spremembe: podjetje bo začelo delati na različici 3 Starship, ki bo višja, trdnejša in z izboljšano zmogljivostjo.
Potreba po večji raketi izhaja iz ambicije SpaceX, da vzpostavi stalno človeško prisotnost na Marsu in olajša misije na Luno, poleg tega pa spremeni prevoz težkih tovorov v zemeljski orbiti.
Vsak napredek programa Starship si prizadeva preseči meje zmogljivosti in učinkovitosti. Različica 1 je služila predvsem za preizkušanje osnovnih aerodinamičnih in strukturnih načel, vendar so bile njene zmogljivosti omejene in plovilo ni bilo optimizirano za orbitalne ali medplanetarne misije.
V različici 2 je SpaceX vključil pomembne izboljšave: večje rezervoarje za gorivo, šest motorjev Raptor, optimiziranih za vakuum, izpopolnjeno zasnovo krilc in zaklopk, tanjši trup za zmanjšanje suhe mase in sisteme za dovajanje goriva z vakuumsko oblogo, ki povečujejo učinkovitost.
Podjetje načrtuje izdelavo višje in trdnejše različice 3 z izboljšavami motorjev, strukture in sistemov za zajemanje v letu za obe stopnji.
Ta različica je bila glavna akterka zadnjih testnih letov, vključno z misijo 11, v kateri je plovilo izpolnilo vse letalske cilje in dokazalo izvedljivost natančnih pristankov v oceanu, medtem ko je bil Super Heavy ponovno uporabljen že drugič.
„Najvišja in najmočnejša raketa na svetu, zasnovana tako, da je popolnoma ponovno uporabna, zveni kot oglaševalski slogan, vendar predstavlja začetek nove dobe raziskovanja vesolja“, je dejal Elon Musk v zvezi s programom Starship.
Testni poleti različice 2 so omogočili odpravljanje težav, odkritih v prejšnjih misijah, kot so strukturne poškodbe med ponovnim vstopom v atmosfero, in optimizacijo komunikacijskih zmogljivosti z novimi antenami Starlink, ki so odpravile običajne izpade radijske povezave med najbolj kritičnimi fazami.
Od različice 2 do različice 3: večja višina, moč in ponovna uporaba
Prehod na različico 3 Starship odgovarja potrebi po povečanju zmogljivosti in zmogljivosti plovila za operativne misije. Ta nova različica bo vključevala močnejše in učinkovitejše motorje Raptor 3, zunanje priklopne sisteme in posodobljeno shranjevanje energije, kot tudi izboljšave v strukturi pogonskega sistema Super Heavy, vključno z večjimi in trdnejšimi rešetkastimi krili.
Te spremembe bodo omogočile ne le natančnejše manevre med ponovnim vstopom v atmosfero in pristankom, temveč tudi zajetje obeh stopenj med letom z rokami izstrelitvenega stolpa, znanega kot Mechazilla.
Pogonski sistem Super Heavy vesoljske ladje Starship ima 33 motorjev Raptor, ki ustvarjajo 7,2 milijona kilogramov potiska, kar ga uvršča med najmočnejše rakete v zgodovini, saj prekaša Saturn V in vesoljski izstrelitveni sistem (SLS) agencije NASA.
Zgornji del plovila, opremljen s šestimi motorji, je zasnovan za prevoz do 100 ton v nizko zemeljsko orbito v ponovno uporabni konfiguraciji in do 200 ton v enkratni konfiguraciji.
Ta zmogljivost odpira vrata za množično razporeditev satelitov, celotnih vesoljskih postaj in velikih znanstvenih misij, kar je bilo z zgodovinskimi raketami nemogoče.
„Let 11 je dosegel vse cilje svoje misije, SpaceX pa je očitno izboljšal težave, ki so bile opazne pri testnem letu 10, ko so se na plovilu pojavile vidne strukturne poškodbe, ko se je zgornji del vrnil skozi Zemljino atmosfero,“ je povedal predstavnik vesoljske družbe.
Poleg tega so med misijo izvedli razporeditev simuliranih satelitov Starlink in ponovni zagon motorjev Raptor, medtem ko je bila ladja v orbiti, kar je dokazalo zanesljivost in prilagodljivost pogonskega sistema.
Razvoj različice 3 je mejnik, ker se osredotoča na operativne misije, ki presegajo eksperimentalne lete. Plovilo bo lahko dopolnjevalo gorivo v orbiti, kar je ključna zmogljivost za poti na Mars in Luno, s čimer se bo zmanjšala poraba goriva med vzponom in dopolnilo gorivo plovila, preden nadaljuje pot do medplanetarnih destinacij.
Ta tehnika prenosa orbitalnega goriva predstavlja enega največjih inženirskih izzivov programa in bo ključna za prihod na Mars, saj bo vsaki plovili omogočila prevoz največje koristne obremenitve, ne da bi ogrozila gorivo, potrebno za doseganje oddaljenih destinacij.
Posledice za raziskovanje Lune, Marsa in zemeljske orbite
Starship ni le večja raketa: je sistem, ki na novo opredeljuje vesoljsko logistiko. NASA je Starship izbrala kot pristajalni modul za misijo Artemis III, ki bo prvič od programa Apollo na površino Lune poslala dva astronavta. Plovilo bo omogočalo prevoz težkih tovorov, habitatov in opreme za življenjsko podporo, ki so bistveni za vzpostavitev trajnostnih baz in pripravo prihodnjih misij na Mars.
Kombinacija velikosti, moči in popolne ponovne uporabe ima tudi neposredne posledice za zemeljsko orbito. Starship bo omogočil razporeditev velikih konstelacij satelitov, ogromnih vesoljskih teleskopov ali celo celotnih postaj z enim samim izstrelitvijo.
To bi lahko demokratiziralo dostop do vesolja, saj bi zasebnim podjetjem, univerzam in manjšim državam omogočilo sodelovanje v projektih, ki so bili prej rezervirani za vladne agencije. Iterativni pristop SpaceX, ki vključuje hitro gradnjo, testiranje in izpopolnjevanje prototipov, je bil ključen za premagovanje tehničnih ovir prvih letov.
Eksplozije, strukturne napake in prilagoditve zasnove so bile del procesa, ki je pripeljal do uspeha leta 11. Vsak test je omogočil izboljšanje aerodinamike, pogona in ponovne uporabe, s čimer se je podjetje približalo popolnoma operativnemu in varnemu sistemu izstrelitve.
V bližnji prihodnosti je predviden prehod na različico 4 Starship, ki je načrtovana za leto 2027, z višino 140 metrov in 42 motorji Raptor. Ta sistem bo omogočal redne in hitre lete, s čimer bo utrdil idejo trajnostnega in učinkovitega medplanetarnega prevoza.
Vsak izstrelitev bo omogočil ne le raziskovanje Lune in Marsa, temveč tudi misije globoke vesoljske znanosti, raziskovanje asteroidov in razvoj napredne orbitalne infrastrukture.
„Končni cilj je jasen: omogočiti transportni trak z logistično zmogljivostjo v nizko zemeljsko orbito in s tem odpraviti tehnične omejitve, ki so šest desetletij omejevale vesoljsko industrijo,“ je pojasnil Casey Handmer, vesoljski inženir.
Vizija SpaceX je, da postanejo medplanetarne misije, od razporeditve satelitov do prihoda na Mars, rutinske in ekonomsko trajnostne operacije.
Z vsakim testnim poletom Starship dokazuje, da je mogoče združiti moč zgodovinskih raket, kot je Saturn V, z učinkovitostjo in trajnostjo Falcon 9 in Falcon Heavy. Popolna ponovna uporaba obeh stopenj in možnost oskrbe z gorivom v orbiti predstavljata paradigmatski premik, ki bi lahko popolnoma spremenil raziskovanje vesolja.
Uspeh enajstega poleta in razvoj različice 3 predstavljata prelomnico v sodobni raketni tehnologiji. Projekt združuje iterativno učenje, tehnološke napredke in medplanetarno vizijo, s čimer dokazuje, da lahko sodobno inženirstvo premaga zgodovinske ovire in naredi vesolje dosegljivo destinacijo, ne pa le oddaljen sen.
„Najvišja in najmočnejša raketa na svetu, zasnovana tako, da je popolnoma ponovno uporabna, zveni kot oglaševalski slogan, vendar predstavlja začetek nove dobe raziskovanja vesolja,“ je dejal Elon Musk in povzel pomen programa Starship in njegov potencialni vpliv na človeštvo.
Razvoj Starship v treh različicah
- Starship 1: višina 121,3 metra (71 metra pogonski sistem in 50,3 metra plovilo). 3.300 ton zmogljivosti pogonskih goriv. 40–50 ton tovora. 7.130 ton potiska pri vzletu
- Starship 2: višina 124,4 metra (72,3 metra pogonski sistem in 52,1 metra plovilo). 3650 ton zmogljivosti pogonskih goriv. Več kot 100 ton tovora. 8240 ton potiska pri vzletu
- Starship 3: višina 140 do 150 metrov (80,2 metra pogonski sistem in 69,8 metra plovilo). 4.050 ton zmogljivosti pogonskih goriv. Več kot 200 ton tovora. 10.000 ton potiska pri vzletu.
