Kolejne obrazki rodem z science-fiction: prawie pełny sukces pierwszego poważniejszego testu Starshipa (SN-8)

W nocy z 8 na 9 grudnia doszło do pierwszego poważniejszego testu prototypu SN-8 budowanego przez SpaceX ogromnego statku kosmicznego Starship wielokrotnego użytku, mającego wynosić w przyszłości załogowe misje w kierunku Księżyca i Marsa oraz mającego docelowo posiadać zdolność wynoszenia ponad 100 ton ładunku w przestrzeń kosmiczną. Choć test SN-8 nie zakończył się pełnym powodzeniem, korzyści jakie SpaceX odniósł w ramach tego testu oraz w procedurach przedstartowych niewątpliwie są znaczące, a dane zebrane w czasie lotu bezcenne.

Starship w docelowym wydaniu będzie wchodzącym w rodzinę superciężkich pojazdów kosmicznych o wysokości 120 metrów licząc z boosterem Super Heavy, jaki stanowić będzie pierwszy stopień całego zestawu startowego mającym wysokość aż 70 metrów. Konstrukcja będzie zatem o 10 metrów wyższa od potężnych rakiet Saturn V, które w ramach programu Apollo wynosiły pierwszych ludzi na Księżyc. Sam pojazd Starship jako drugi stopień zestawu (z częścią załogową i załadunkową) to konstrukcja 50 metrowej wysokości i 9 metrów średnicy, jest więc tylko 6 metrów krótszy od wycofanych blisko dekadę temu na emeryturę amerykańskich promów kosmicznych, mając posiadać jednocześnie blisko 4-krotnie większą ładowność towaru od wahadłowców.

Test SN-8. Start, lot horyzontalny, pionizacja przed lądowaniem, eksplozja. Credit: Trevor Mahlmann.

Porównanie wielkości poszczególnych konstrukcji - historycznych, istniejących i planowanych. Starship będzie przewyższał nie tylko słynnego Saturna V, ale też planowaną towarową wersję rakiety SLS Block 2 Cargo, o ile w ogóle program NASA dojdzie do skutku. Na tle docelowego Starshipa zbudowanego z obu stopni widać też jaką, można by rzec - zabaweczką - wydaje się obecnie najcięższa rakieta na świecie - Falcon Heavy (drugi od lewej), której  debiutem zachwycaliśmy się w 2018 roku.
Credits: Thorenn/praca własna/Wiki.


Nagranie testu SN-8 od startu do nieudanego lądowania. Polecam oglądać w słuchawkach na dużej głośności - niesamowity dźwięk pracy silników! Credits: SpaceX/VideoFromSpace

Nowością jest, że oba stopnie Starshipa - booster pierwszego stopnia Super Heavy jak i sam Starship nie będą budowane z włókien węglowych, ale ze stali nierdzewnej. Korzyści z tego płynące są wielorakie - zwiększenie wytrzymałości konstrukcji w warunkach temperatur kriogenicznych, obniżenie kosztów produkcji oraz możliwość stosowania cieńszych i lżejszych osłon termicznych dzięki wyższej temperaturze topnienia stali.

W przypadku testu SN-8 (Serial Numer-8) mieliśmy do czynienia z testem prototypu samego Starshipa, bez boostera Super Heavy, który zakładał lot na 12,5 km wysokości przy braku przekraczania prędkości dźwięku, przetestowanie aerodynamiki pojazdu zarówno na etapie wznoszenia i swobodnego poziomego opadania ku wyznaczonej strefie lądowiska oraz próbę pionowego lądowania. Wyłączając ostatni etap testu SpaceX odniosło praktycznie same powodzenia w ramach trwającego 6 minut 42 sekund lotu. Dotychczas skoki poprzednich prototypów w okrojonej wersji - SN-5 i SN-6 dotyczyły lotów na wysokość do 150 metrów. Tym razem testowi został poddany prototyp w konstrukcji i kształcie docelowego Starshipa (choć bez pierwszego stopnia) przy znacznie wyższym pułapie wyznaczonym do osiągnięcia w ramach testu.

Po lewej: prace montażowe prototypu Starshipa (SN-8) na miejscu startu w Boca Chcia. Po prawej: resztki SN-8 po eksplozji w wyniku nieudanej próby pionowego lądowania w strefie lądowiska. Credits: SpaceX

Test rozpoczął się o godz. 23:44 CET z bazy Boca Chica w stanie Teksas. Starship korzystający z trzech silników Raptor napędzanych ciekłym metanem i ciekłym tlenem jako utleniaczem powoli odrywał się od ziemi i wznosił przez ponad 4 minuty 40 sekund przy jednocześnie przeprowadzanym stopniowo wyłączaniu silników dla uniknięcia przekroczenia bariery dźwięku by następnie rozpocząć swobodne opadanie i około 5 minuty lotu przejść do pozycji horyzontalnej. Był to jeden z najbardziej krytycznych momentów, w trakcie którego miało się okazać jak zachowa się konstrukcja Starshipa w trakcie poziomego lotu i czy nie dojdzie już na tym etapie do rozpadu statku. 

Ku radości Spacex i jej założyciela Elona Muska to co zakładano w teorii pięknie sprawdziło się w praktyce - statek prawidłowo przybrał pozycję horyzontalną, lotki aerodynamiczne zadziałały zgodnie z zamierzeniem, a całość konstrukcji w nienagannym stylu kontynuowała opadanie niemal do samego końca. W tym etapie widoczne było jak spokojnie i powoli statek opada korzystając z lotek i swojej dużej średnicy zwiększającej opór powietrza i minimalizującej nabieranie prędkości. Dopiero na 10 sekund przed lądowaniem odpalono silniki, które doprowadziły do prawidłowej pionizacji pojazdu, ale wśród których co najmniej jeden przestał działać prawidłowo i statek nie zdoławszy wytracić prędkości uderzył mocno o strefę lądowiska ulegając zniszczeniu w eksplozji. Dokładne przyczyny niepowodzenia lądowania jeszcze nie są znane, SpaceX obecnie analizuje dane jakie udało się zebrać w trakcie testu i na wnioski musimy jeszcze poczekać.


Nagranie manewru pionizacji Starshipa "od spodu" - z kamery w strefie lądowiska. Credits: SpaceX

Ważne jednak, że Starship zdołał trafić w wyznaczone miejsce lądowania - możliwe, że w razie prawidłowej pracy wszystkich silników udałoby się wytracić prędkość do poziomu umożliwiającego prawidłowe lądowanie. Niektóre zdjęcia z kamer pokładowych sugerują, że jeden z silników zaczął się spalać (zielony płomień jako efekt topienia się silnika - nigdy dotąd Raptory nie pracowały tak długo jak w trakcie testu SN-8) jednak niekoniecznie z powodu wady konstrukcyjnej a otrzymania niewłaściwej mieszanki paliwa. Wstępne komunikaty od SpaceX bowiem zdają się wskazywać na raczej nieprawidłowe ciśnienie w głównym zbiorniku paliwa, aniżeli złą pracę silników samych z siebie; widoczne jest też, że topiący się silnik uszkodził kolejne.

Na najbliższe miesiące planowane są testy kolejnych prototypów Starshipa - następny czekający w kolejce test SN-9 może odbyć się pod koniec tego roku lub na początku stycznia 2021, zależnie od tempa przygotowań i poprawienia błędów, jakie wynikły w locie SN-8.


  f    t   Bądź na bieżąco z tekstami, zjawiskami astronomicznymi, alarmami zorzowymi i wszystkim co ważne dla amatora astronomii - dołącz do stałych czytelników bloga na Facebooku, obserwuj blog na Twitterze bądź zapisz się do subskrybentów kwartalnego Newslettera.

Oprac. własne na podst. SpaceX/ Wiki / PFA

Komentarze

Prześlij komentarz

Zainteresował Ciebie wpis? Masz własne spostrzeżenia? Chcesz dołączyć do dyskusji lub rozpocząć nową? Śmiało! :-)
Jak możesz zostawić komentarz? - Instrukcja
Pamiętaj o Polityce komentarzy

W komentarzach możesz stosować podstawowe tagi HTML w znacznikach <> jak b, i, a href="link"