SpaceX zdobywa prestiżowy kontrakt Human Landing System (HLS)
Ku zaskoczeniu wielu branżowych analityków (oraz ku nieco mniejszemu zaskoczeniu osób, śledzących postępy w Boca Chica), Starship okazał się „czarnym koniem” programu Artemis. Firma Elona Muska wygrała konkurs na załogowy lądownik księżycowy, pomimo otrzymania od NASA kilkukrotnie mniejszych środków na badania i rozwój, a także pomimo tego, że SpaceX przystąpił do konkursu jako ostatni, wręcz „rzutem na taśmę”.
Zmodyfikowana specjalnie na potrzeby lądowania na Księżycu wersja statku dość drastycznie odbiegała od określonych przez NASA kryteriów minimalnych przetargu – patrząc na grafikę poniżej, nietrudno zorientować się, że konkurencja SpaceX zdecydowała się podążyć ścieżką „tradycyjną”, tj. odpowiadającą typowym wyobrażeniom o tym, jak powinien wyglądać lądownik, pół wieku po Apollo.
Porównanie skali zaproponowanych NASA lądowników. Grafika: John MacNeil
Naturalnie, nie można się temu dziwić – zespoły Dynetics i National Team zaproponowały koncepcje takie, jakich należało się spodziewać po inżynierach tzw. „Old Space”. Początkową przychylność obserwatorów zyskał zwłaszcza projekt Dynetics, za sprawą nie-modułowej konstrukcji, pozwalającej na start lądownika w całości i jego ponowne wykorzystanie, a także umiejscowieniu części załogowej nisko nad gruntem, w przeciwieństwie do „podejrzanie” wyglądającej drabiny* w koncepcji NT:
Propozycja National Team (Blue Origin we współpracy z Draper, Lockheed Martin oraz Northrop Grumman). Grafika: John MacNeil
Poza drabiną, wątpliwości NASA wzbudzał fakt jednorazowości modułu lądownika NT – mimo to, Jeff Bezos (właściciel firmy Blue Origin, będącej liderem „Zespołu Narodowego”, a szerzej znany jako założyciel i główny udziałowiec Amazon) do ostatniej chwili wydawał się być bardzo pewny siebie. Jeszcze w grudniu, Bezos opublikował na swoim koncie Instagram krótkie video z próbnego odpalenia silnika BE-7, nazywając go „silnikiem, który zabierze pierwszą kobietę na powierzchnię Księżyca”. Co znamienne, komentarz ten nie zawierał trybu przypuszczającego, co wpisuje się w inne wypowiedzi Bezosa o programie Artemis – w jego percepcji, Blue Origin/National Team był zdecydowanym faworytem przetargu. Podobną sytuację mogliśmy obserwować parę lat temu w przypadku Boeinga i kapsuły Starliner – ówczesny CEO Boeinga obiecywał, że Starliner „zapewni ciągłość dostaw na ISS” oraz „wyniesie na stację pierwszą załogę w 2019”. Podobnie jak w przypadku lądownika dla Artemis, wtedy również SpaceX otrzymał znacznie mniej (ponad 2 miliardy USD różnicy) środków na opracowanie kapsuły Dragon (choć ta mieści maksymalnie dwie osoby więcej niż Starliner). Jak wiadomo, Dragon zaopatruje obecnie ISS regularnie, zarówno w misjach cargo, jak załogowych. W tym kontekście, inna opinia szefa Boeinga, dotycząca tego, jakoby „rakieta SLS jako pierwsza posłużyła do postawienia stopy na Marsie” brzmi niemal jak oficjalne potwierdzenie, że na czerwonej planecie szybciej wyląduje załogowy Starship…
Wracając do HLS – SpaceX otrzymał w pierwszej turze finansowania 135 milionów dolarów, czyli 4x mniej niż National Team oraz około 2x mniej niż Dynetics. W kolejnej, decydującej fazie przetargu, firma Muska również zaoferowała bezkonkurencyjną cenę (3 miliardy dolarów różnicy) oraz dużą elastyczność harmonogramu płatności. O nieporównywalnie większych możliwościach technicznych lądownika nie wspominając. Dodatkowo, w cenie zawarte jest przeprowadzenie lądowania demonstracyjnego.
W obliczu tak ogromnej przewagi nad dwoma pozostałymi propozycjami, NASA nie miała innego wyboru, jak ogłosić SpaceX zwycięzcą konkursu, co prawdopodobnie należy również interpretować jako sygnał, że agencja wesprze Muska w jego planach marsjańskich. Starship w wersji księżycowej jest bowiem konstruowany niejako „przy okazji”, a środki NASA powinny w istotny sposób przyśpieszyć rozwój statku, np. w zakresie certyfikacji do lotów załogowych. Kolejnym potwierdzeniem zaangażowania agencji jest wcześniejsze przyznanie SpaceX grantu o wysokości 50 mln dolarów na demonstrację orbitalnego transferu paliwa (ten jest niezbędny, by Starship mógł wykonać założenia programu Artemis), przed końcem 2022 roku .
Starship gotowy do ponownego użycia po udanym locie – wyczekiwany przełom kampanii testowej
19 dni po ogłoszeniu wyników konkursu HLS, prototyp Starshipa o oznaczeniu SN15 wniósł się na wysokość 10 km, a następnie wykonał w pełni kontrolowany lot na lądowisko, by zakończyć go miękkim przyziemieniem:
Bezpośrednio po lądowaniu Musk poinformował, że telemetria statku jest „nominalna”, a parę dni później oświadczył na Twitterze, że SpaceX może spróbować ponownego wystrzelenia SN15. Obecnie statek przechodzi inspekcję i czeka na instalację nowych silników. Raptory użyte do lotu zostaną prawdopodobnie poddane szczegółowym oględzinom, w celu wykrycia ewentualnych problemów z ich ponownym wykorzystaniem – docelowo, silniki mają pozwalać na co najmniej 100 lotów bez konieczności serwisu.
Na marginesie...
Warto odnotować, że kilka dni po lądowaniu Starshipa, swoje dziesiąte, miękkie lądowanie zaliczył booster Falcon 9.
Falcon 9, nr seryjny B1051, wraca do bazy po 10 udanym lądowaniu. Zdjęcie: @johnkrausphotos via Twitter
Gdy Starship osiągnie oczekiwany przez SpaceX poziom niezawodności, rakiety serii Falcon zostaną wycofane (Starship może jednorazowo wynieść tyle satelitów Starlink, ile 7 Falconów, a 7 startów Falcona to 7 utraconych drugich stopni – w przypadku systemu Starship, żaden element rakiety nie jest planowo tracony), nie licząc lotów kapsuł Dragon na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Z czasem jednak, Starship w wersji załogowej uczyni również Dragona kosztowo nieefektywnym.
SN15 jest początkiem nowej serii prototypów, w których zaimplementowane zostały „setki poprawek”, w porównaniu z poprzednimi czterema modelami testowymi.
Z racji, iż żaden z poprzednich statków nie przetrwał (patrz video wyżej), SN15 jako pierwszy pozwolił inżynierom SpaceX na analizę stanu testowych płytek izolacji termicznej, niezbędnej do ponownego wejścia w atmosferę – Starship ma wracać na Ziemię w sposób analogiczny do wahadłowca kosmicznego, dlatego wytrzymałość mozaiki, złożonej z tysięcy heksagonalnych płytek ma kluczowe znaczenie. Uszkodzenia tej powłoki mogłyby w przyszłości stać się przyczyną katastrofy podobnej do tej, w której życie straciła siódemka astronautów promu Columbia.
Starship SN15 po locie na 10 km – widać ubytek jednej płytki.
Większość poszycia gotowego statku pokryta zostanie płytkami, tj. połowa kadłuba oraz powierzchnie aerodynamiczne. Będziemy to mieli okazję zobaczyć już w najbliższych miesiącach, gdyż sukces ostatniego lotu pozwala zakładać, iż lada moment nastąpi „przeskok” do modelu SN20 – szykowanego jako pierwsza konfiguracja zdolna do osiągnięcia orbity, z pomocą stopnia nośnego SuperHeavy. Mamy do czynienia z analogiczną sytuacją jak ta, w której udany lot SN8 (priorytetem było wtedy przetestowanie awioniki statku i jego zachowania w fazie spadku swobodnego) spowodował anulowanie modeli SN12-14. Tym razem „przeskoczone” mogą zostać modele SN17-SN19, a nawet SN15-16. Pewnym jest tylko, że plany SpaceX są bardzo płynne (wspomniany wyżej tweet Muska wskazuje jedynie na pewną ewentualność, nie definitywny plan ponownego użycia SN15).
Wieża startowa i pierwszy test lotu orbitalnego
Próba wystrzelenia Starshipa na orbitę nie może odbyć się bez ukończonej wieży ze zintegrowanym dźwigiem, który umieści SN20 na stopniu nośnym – ta blisko 150-metrowa konstrukcja budowana jest obecnie w zawrotnym tempie, obok potężnej platformy startowej, na której stanie niedługo booster SuperHeavy. Poniżej zdjęcia w kolejności chronologicznej (od 12 marca do końca kwietnia – obecnie kilka gotowych segmentów wieży czeka na montaż):
Wciąż brakuje oficjalnych danych od SpaceX, w jaki dokładnie sposób działać ma eksperymentalny system przechwytywania lądującego SuperHeavy podczas jego lądowania. Powinno to jednak stać się jasne w okresie kilku miesięcy, gdy wieża zostanie wyposażona w ruchome „elementy łapiące”. Ogólne założenia systemu „odwieszania” rakiety na wieży opisywałem w jednym z poprzednich wpisów.
Z opublikowanego dziś wniosku do FCC o zgodę na dziewiczy lot orbitalny wynika natomiast, iż nie zakończy się on próbą łapania boostera – SuperHeavy ma wodować w oceanie, podobnie jak sam Starship, jeśli uda mu się wrócić z orbity w jednym kawałku (co stoi pod sporym znakiem zapytania – Musk liczy się z utratą kilku prototypów, zanim wejście w atmosferę zostanie opanowane).
Subskrybuj moje artykuły, aby być na bieżąco z dążeniami Elona Muska do lotu na Marsa i „uczynienia ludzkości gatunkiem międzyplanetarnym”.
*Dla osób, które zastanawiają się, jak w takim razie wychodzi się ze znacznie wyższego Starshipa, zamieszczam oficjalną wizualizację windy – spostrzegawczy zauważą, że lądownik wygląda inaczej niż na grafice z początku artykułu (inne położenie paneli słonecznych, mniej okien, więcej dysz silników pod dźwigiem), co najlepiej świadczy o dynamice rozwoju projektu przez SpaceX w toku konsultacji z NASA.
