Wyobraźcie sobie zbiornik z nierdzewnej stali; średnica 9 metrów, wysokość 50m. Postawiony na osiedlu dorównywał by 15piętrowemu domowi. U dołu widzimy trzy silniki rakietowe u góry i na dole dwie pary stateczników. To rakieta Starship a właściwie jej prototyp.
W środę wieczorem czasu teksańskiego taka rakieta wystartowała, wyleciała na wysokość 10 kilometrów po czym wyłączyła silniki i obróciła się do pozycji horyzontalnej. Następnie spadając kontrolowała kierunek lotu i położenie maszyny za pomocą lotek. Mniej więcej dwa kilometry nad poziomem morza rakieta wróciła do pionu, ciągle spadając włączyła trzy silniki (w tym jeden na zapas) po czym wyhamowała i wylądowała. Proste? Wręcz przeciwnie!
Inżynierom z firmy SpaceX manewr udał się dopiero przy piątej próbie. Cztery poprzednie prototypy spłonęły w efektowych eksplozjach. Co prawda wypadki przyniosły mnóstwo cennych danych ale pochłonęły fortunę.
A wogóle to po co komu zbiorniki wielkości domu wyposażone w silniki rakietowe?
Celem badań jest stworzenie pojazdu kosmicznego, który będziemy użytkować tak jak samoloty pasażerskie. Tanio i bezpiecznie. Starshipy mają latać na księżyc, na Marsa a przede wszystkim rozwozić towary a później ludzi po odległych punktach naszej planety. Np. do Australii dziś lot trwa ponad dobę a Starshipem dostaniemy się tam w ok. 30 minut plus dowóz do i z miejsca startu starshipa na platformie morskiej.
Program jest nieprawdopodobnie ambitny. Nic dziwnego, że stocznię SpaceX w texańskiej Boca Chica obserwują miliony entuzjastów z całego świata.
Jak to ma działać?
Nazwa Starship obejmuje zestaw dwóch rakiet: nośnej - SuperHeavy. Czyli stalowego cylindra o wysokości 70 metrów napędzanego 28 silnikami i członu orbitalnego o nazwie Starship. Postawione jedna na drugiej osiągną 123 metry wysokości (warszawskie wieżowce mają po ok. 200 metrów).
Po starcie zestaw wzniesie się na wysokość ok. 80 - 100 kilometrów i rozpędzi się do 7500 kilometrów na godzinę. Wtedy SuperHeavy odłączy się i rozpocznie lądowanie a Starship będzie dalej przyśpieszać by osiągnąć niską orbitę Ziemi na wysokości mniej więcej 300 km nad powierzchnią morza. Jeśli celem lotu jest Księżyc to potrzebny będzie kolejny pionierski manewr - czyli orbitalne tankowanie. Starship zaparkuje na orbicie i poczeka na kosmiczny tankowiec czyli kolejny Starship ale wypełniony tylko paliwem. Prawdopodobnie do lotu na Księżyc potrzebne są dwa takie tankowania a na Marsa sześć.
Loty kosmiczne są kosmicznie drogie gdyż (poza jednym wyjątkiem - rakietą Falcon 9 firmy SpaceX) pojazdy kosmiczne są jednorazowe. Wyobraźcie sobie: tysiące wysoko opłacanych specjalistów przy użyciu najnowocześniejszych technik i drogich materiałów buduje pojazdy JEDNORAZOWE! Koszta zaczynają się od 250 milionów PLN za sztukę. Wszystko by zawieźć na orbitę dwie, może trzy tony ładunku.
Starship ma to zmienić dzięki pojazdom wielokrotnego użytku.
Pomaluj drwala - czyli podstawy fizyki
Prędkość orbitalna Międzynarodowej Stacji Kosmicznej to ok. 27 tysięcy km/h. Dzięki tej prędkości stacja nie spada nam na głowę. Starship będzie wchodzić w atmosferę właśnie z taką szybkością. Kiedy w 2003 r. prom kosmiczny Columbia wracał z orbity z uszkodzoną powłoką ochronną - odpadło kilka płytek. Plazma o wysokiej temperaturze stopiła część pojazdu. Skończyło się tragedią i śmiercią załogi. Tymczasem twórca Starshipa Elon Musk chce by loty były bezpieczne i rutynowe.
Cztery lata temu doszedł on do wniosku, że idealnym materiałem do budowy pojazdów kosmicznych jest… stal nierdzewna. Mniej więcej taka jaką używamy w garnkach. Po pierwsze jest tania i łatwa w obróbce. Po drugie doskonale wytrzymuje kosmiczne ekstrema zaczynając od kriogenicznych(niskich) temperatury paliwa i próżni kosmicznej po ekstremalne ciepło podczas powrotu z orbity. Stal topi się dopiero w temp. 1400 stopni celsjusza. Aluminium wytrzyma 600 stopni, a “kosmiczne” tworzywa? Może 300 C.
Połowa kadłuba Starshipa będzie dodatkowo chroniona przez tysiące płytek ceramicznych. I kolejną powłokę termiczną.
Tegoroczni maturzyści już wiedzą: wchodząc w atmosferę Starship zamieni energię kinetyczną (masa razy prędkość) w energię cieplną. Stanie się tak dzięki zjawisku tarcia atmosferycznego.
W środę zobaczyliśmy manewr, który będzie końcem lądowania Starshipa. Fajnie, że się udało ale przed nami jeszcze długa seria prób i błędów zanim uda się opanować tę technikę.
Rzecz jednak nie w technice a w przyszłości ludzkości. Jeśli nasza gospodarka sięgnie po zasoby Układu Słonecznego, jeśli ludzie zamieszkają w arcytrudnych warunkach Księżyca, Marsa, pasa Asteroidów to pojawią się nowe wynalazki, nowe niewyobrażalne dziś pomysły. Wróci duch pionierów i odkrywców z dawnych lat. Zamiast poprawności politycznej ludzie znowu docenią proste cnoty: odwagę, przedsiębiorczość, troskę o innych.
