Aktualizacja z Boca Chica -7-
PRÓBA ORBITALNA – pierwsze okno startowe.
Przy okazji wczorajszej, rodzinnej wizyty w toruńskim planetarium (które promuję tu bez żadnej umowy marketingowej z tym wspaniałym obiektem, gdzie kupiłem m.in. taki oto1, trójwymiarowy magnes z Marsem na lodówkę), przypomniałem sobie, że od mojego poprzedniego wpisu o sytuacji w Boca Chica minęło już 10 miesięcy. To długo, tym bardziej, gdy ma się na względzie dynamikę wszelkich operacji w Starbase.
Stan faktyczny na „tu i teraz” zgodny jest z większością prognoz, jakie znalazły się w poprzedniej aktualizacji (rzecz wcale nieoczywista) – do testu orbitalnego niezmiennie szykowana jest para Booster 7 i Ship 24. Kluczowe zmiany to zaspawanie otwarcia części ładunkowej S24 (brak planu wyniesienia satelitów w pionierskim locie) i anulowanie boostera nr 8 (z którego „rzutem na taśmę” przeniesiono do B7 moduł zasilania hydrauliki – to ostatnia „duża” modyfikacja B7 przed finalnym odliczaniem), prawdopodobnie wraz z przypisanym mu wcześniej statkiem, czyli S25.
Minione miesiące przyniosły ponadto pierwsze odpalenie statyczne silników (początkowo jednego silnika) boostera na orbitalnej platformie startowej, a następnie 4 kolejne, z coraz większą liczbą uruchamianych testowo Raptorów 2 (aż do 31, odpalonych na 50% ciągu).
Równolegle trwały intensywne prace nad przygotowaniem tzw. „stopnia 0” do obsłużenia startu pełnego zestawu (B7S24). Około miesiąc zajęła inżynierom wymiana 20 przyłączy RQD (Raptor quick disconnect) wokół tzw. stołu orbitalnego, podających paliwo do rozruchu zewnętrznego pierścienia silników boostera – pierwotnie bowiem miały one pasować do Raptorów 1 (które zamontowane były w „emerytowanym” B4).
Cała platforma, wraz z dolnymi segmentami wieży, została również „opancerzona” stalowymi płytami, by przetrwać bezprecedensowy start systemu Starship w stanie możliwie nienaruszonym.
I tak się składa, że dzisiaj, o godzinie 14:00 polskiego czasu, rozpoczęło się długo wyczekiwane, pierwsze, zatwierdzone przez FAA okno startowe dla orbitalnej próby tegoż systemu.
Próby o potencjalnie historycznym znaczeniu, podczas której obserwować będziemy mogli – w pożądanym biegu wydarzeń – oderwanie od platformy startowej najpotężniejszej rakiety (ciąg dwóch Saturnów V) i tym samym najcięższego obiektu, jaki kiedykolwiek uniósł się z Ziemi o „własnych siłach”.
Jeżeli Starshipowi uda się, już przy pierwszym w całej historii projektu starcie statku na szczycie boostera, zostawić w tyle wieżę startową w kontrolowany sposób, będziemy mogli mówić o niekwestionowanym sukcesie numer 1 testu (na etapie zapłonu 33 silników Raptor 2 bardzo wiele rzeczy może bowiem pójść nieoptymalnie, co w przypadku przesuwania granic inżynieryjnych oznacza nader często „katastrofalnie”).
Prawidłowe odłączenie statku od stopnia nośnego będzie sukcesem numer 2, osiągnięcie zaplanowanej trajektorii orbitalnej sukcesem trzecim, ponowne wejście w atmosferę czwartym, a wodowanie w wyznaczonej strefie oznaczałoby sukces piąty i tym samym scenariusz wybiegający dalece poza racjonalne przewidywania, zważywszy na dotychczasowy rejestr pierwszych prób orbitalnych rakiet eksperymentalnych.
Dla zarysowania kontekstu nadchodzącej próby odnotujmy, iż systemy konstruowane wg nowych projektów rzadko zaliczają orbitę przy pierwszym podejściu. Jeżeli zaś chodzi o sektor New Space, czyli prywatne start-upy rakietowe XXI wieku (o zasadniczych różnicach w podejściu do wyzwań eksploracji Układu Słonecznego między Old Space i New Space pisałem we wstępie do tego artykułu), nie wydarzyło się to jeszcze nigdy. Wspomnieć można nieudane, pierwsze próby takich firm jak Astra, Firefly Aerospace (trzecie podejście do orbity rakiety Alpha prawdopodobnie w maju) czy Relativity Space, przed niecałym miesiącem (a wszystkie wymienione to rakiety lekkie, osiągami zbliżone bardziej do Falcona 1 sprzed 15 lat niż do o dwa rzędy wielkości potężniejszego Starshipa).
Podobnie dla państwowych agencji kosmicznych oraz korporacji z dekadami zrealizowanych projektów (i dziesiątkami rządowych miliardów) na koncie, opracowanie nowego systemu orbitalnego nie jest bynajmniej inżynieryjną formalnością – nieudana, pierwsza misja japońskiej H3, południowo-koreańskiej Nuri czy niedawna eksplozja podczas testów sztandarowej dla United Launch Alliance (podmiot ufundowany przez Boeinga i Lockheed Martin), rozwijanej od ponad 8 lat, ciężkiej rakiety Vulcan Centaur są świadectwem poziomu trudności wyzwania2.
Osoby lubujące się w studzeniu oczekiwań mogłyby ponadto argumentować, że jeszcze żaden silnik napędzany mieszanką metalox nie osiągnął orbity (Musk postawił na CH4 z uwagi na chęć produkcji paliwa na Marsie w relatywnie prostej reakcji chemicznej, fakt, że metan „wybacza” więcej niż wodór pod względem szczelności zbiorników, a jednocześnie pozwala osiągnąć wysoką efektywność spalania), podobnie jak żaden silnik pełnoprzepływowy; że nigdy 33 silniki rakietowe nie zostały uruchomione w tym samym momencie (a posiadająca 30 silników, radziecka N1 poniosła 4 klęski przy swoich startach, zanim projekt został uznany za fiasko i zakończony) lub, że konstrukcja zespawana z pierścieni dość zwyczajnej (ale bardzo taniej!) stali nierdzewnej może nie wytrzymać naprężeń w momencie maksymalnego ciśnienia atmosferycznego (tzw. max Q).
Istnieje jednak inny punkt widzenia – taki, w którym oczekiwania co do skali sukcesu dziewiczego lotu orbitalnego Starshipa rozpatrywać będziemy nie przez pryzmat historycznych i współczesnych wysiłków rywali SpaceX, a dokonań samego SpaceX. A te są spektakularne. Wręcz nie brzmią realnie na tle reszty branży – przykładowo, główna konkurencja (chociaż może bardziej sensowne byłoby zacząć pisać „konkurencja” w cudzysłowie) wystrzeliła od początku roku 3 rakiety, podczas gdy SpaceX przed miesiącem wystrzelił 3 rakiety w 3 dni.
Falcon 9 umieszcza obecnie na orbicie okołoziemskiej więcej ładunku niż wszystkie inne, funkcjonujące na świecie rakiety razem wzięte (lwia część tego ładunku do satelity megakonstelacji Starlink, które stanowią zarazem ponad połowę aktywnych satelitów ludzkości ogółem – SpaceX obsługuje ich na ten moment blisko 4 tys.), oferując nawet kilkadziesiąt procent niższą cenę wyniesienia.
W całym, 2022 roku Falcon 9 startował średnio co 6 dni (!), a w roku 2023 częstotliwość startów wynosi jak dotąd 4,5 dnia (nie licząc styczniowej misji Falcona Heavy, który, gdy to piszę, stoi ponownie na platformie startowej w Centrum Kennedy’ego – drugi w tym roku start planowany jest na 24-25.04). Najkrótszy odstęp między startami? 4 godziny i 12 minut.
Obecnie wykorzystywany model stopnia nośnego (boostera) Falcona 9, czyli tzw. Block 5, ma na koncie 161 misji, przy 100% skuteczności (zero niepowodzeń przy wyniesieniach).
Liczba ponownych użyć tego samego boostera: 15. Co oznacza 15 udanych lądowań, z czego 13 na barce, na środku oceanu – tu przypomnę, że mija ósmy rok od zaprezentowania przez SpaceX lądowania (idea forsowana przez Muska jako kluczowa dla obniżenia kosztu) boostera klasy orbitalnej i do dziś żaden podmiot, ani prywatny, ani rządowy, nie jest w stanie powtórzyć tego manewru.
Więcej: w marcu tego roku Falcon 9 przekroczył 100 udanych lądowań z rzędu (zdecydowana większość na oceanicznych barkach). To więcej niż najdłuższa seria udanych (pełne powodzenie wyniesienia) startów z rzędu dowolnej rakiety w historii lotów kosmicznych, wyłączając Falcona 9.
Powyższe dane rzucają światło, z jednej strony, na mogące ówcześnie uchodzić za hiperbolę wypowiedzi Muska sprzed lat, odnośnie uczynienia przez SpaceX lotów w kosmos rutynowymi, a z drugiej strony na jego ostatnie tweety o kilku startach Starshipa na dobę, z uwagi na potrzebę dostarczenia na Marsa miliona ton cargo w celu utworzenia samowystarczalnej kolonii (co Musk przedstawia w kategoriach pilnej potrzeby cywilizacyjnej, licząc na wspólny wysiłek wielu narodów w eksploracji Czerwonej Planety, gdy regularne połączenie Ziemia-Mars-Ziemia zostanie ustanowione).
Zatem, mając na uwadze doświadczenie zespołu SpaceX, w tym również w synchronicznym odpalaniu dużej liczby silników – Falcon Heavy ma 27 silników i startował już pięć razy, każdorazowo ze 100-procentowym powodzeniem wynosząc ładunek – zameldowanie się Starshipa na orbicie w pierwszej próbie może nie być zupełnie wykluczone. Aczkolwiek przesadą byłoby twierdzić, że jest prawdopodobne.
Wszystko wskazuje, że przekonamy się w najbliższych dniach, a najdalej tygodniach. Naturalnie, wstrzymywanie odliczania przy pierwszej próbie nie jest niczym niezwykłym (wręcz tego właśnie należy się spodziewać) – może się to zdarzyć nawet w ostatnich sekundach, a odliczanie może być powtarzane wielokrotnie.
Najważniejsze nie jest jednak to, czy test zakończy się sukcesem w 10 czy w 90 procentach. Zdecydowanie istotniejsza wydaje się świadomość, że cała filozofia, przyświecająca projektowi Starship zorientowana jest na produkcję masową i diametralne obniżenie kosztu dotarcia na orbitę okołoziemską i dalej.
Na zwolnienie miejsca na platformie przez B7S24 czeka już niemal gotowa para B9S26, implementująca „setki” (cyt. Musk) istotnych usprawnień inżynieryjnych (jak elektryczny gimbal zamiast hydraulicznego, co ma pozwolić na „zaoszczędzenie” kolejnych kilkuset kilogramów).
O możliwościach (działającego zgodnie z założeniami) systemu Starship pisałem już w odniesieniu do załogowych misji międzyplanetarnych i zapewne będą jeszcze dobre okazje, by przyjrzeć się im bliżej (chociażby pod kątem programu Artemis, misji DearMoon czy wyniesień instrumentów naukowych), lecz dzisiejszy artykuł zakończę tylko cytatem z opisu kolejnych pozycji odliczania do orbitalnego testu, opublikowanego kilka dni temu na oficjalnej stronie SpaceX – opis dla czasu 00:00:00 brzmi: ekscytacja gwarantowana.
Spodobał Ci się ten wpis? Poinformuj o tym algorytm Substacka – przewiń proszę stronę do góry i kliknij tu:
Rozważ też poinformowanie o jego istnieniu osób w swoich mediach społecznościowych – może im również się spodoba?
Na magnesie artystyczna wizualizacja (nie są one w prawidłowej skali) dwóch marsjańskich księżyców, Fobosa i Deimosa – wspominam tu o nich, ponieważ, jak zapewne niektórzy doskonale pamiętają, tak Elon Musk nazwał dwie oceaniczne platformy startowe, o których zakupie przez SpaceX oraz planowanym przeznaczeniu pisałem w styczniu 2021 roku, a które zostały kilka miesięcy temu sprzedane na złom (w najbliższych latach SpaceX postanowił jednak skupić się na szybkim rozwoju infrastruktury startów z lądu – obecnie na ukończeniu jest wieża na Florydzie). Powyższa historia magnesu służyła głównie przekazaniu tej informacji:)
Właściwie, jako pewnego rodzaju wyjątek w kategorii nowatorskich projektów i ich orbitalnych wysiłków możemy rozpatrywać pierwszy, testowy lot w kosmos systemu STS (tzw. wahadłowiec lub prom kosmiczny) projektu NASA, który zakończył się pełnym powodzeniem. Mimo licznych mankamentów koncepcyjnych oraz technicznych (w tym skutkujących straconymi załogami), program wahadłowców był milowym krokiem dla amerykańskiego przemysłu kosmicznego. W tym sensie, Starship będzie, w przypadku sukcesu systemu SpaceX, godnym następcą wahadłowców, eliminując ich kluczowe wady projektowe, jednocześnie zapewniając drastycznie większe możliwości. Przy okazji informuję zainteresowanych, że m.in. o tym rozmawialiśmy w audycji TOK FM „Usługi Kosmiczne dla Ludności” z dnia 19.06.2022 (obecnie do przesłuchania na stronie TOK FM, niestety za paywallem, 6,99 pln/miesiąc).
Klip dobrze obrazujący wielkość rakiety:
https://streamable.com/ns5m63
Witamy po przerwie. A już się myślałem, że blog umarł.