SpaceX tvrdo pracuje na kozmickej lodi pre lety na Mars

Vynášanie satelitov, lety kozmických lodí Dragon na obežnú dráhu k ISS a časom snáď aj na Mesiac, či budovanie globálnej satelitnej siete internetového pokrytia – to všetko sú zrejme len spôsoby, ako zarobiť dostatok prostriedkov pre hlavný cieľ SpaceX.  A tým je Mars.

Elon Musk sa svojím zámerom „Occupy Mars“ (obsadiť Mars) netají a viackrát na vedeckých fórach prezentoval svoje vízie. Občas išlo o kontroverzné záležitosti, ako termojadrové výbuchy nad pólmi Marsu, ktoré by mali vyvolať skleníkový efekt, ale celkovo SpaceX uvažuje vo veľkom štýle.

ZDROJ | SpaceX

Súčasťou plánu je aj obrovská kozmická loď Starship s najsilnejšou nosnou raketou SuperHeavy v histórii, ktorá by mala na Mars dopraviť až 100 pasažierov a 100 ton nákladu. Úspech projektu však stojí na vyriešení množstva čiastkových úloh.

Najsilnejší motor sa úspešne testuje

Jednou z nich je aj nový raketový motor Raptor, ktorý bude poháňať systém SuperHeavy Starship (SHS), namiesto motorov Merlin, ktoré SapceX používa pri úspešných raketách Falcon 9, aj v silnejšej verzii Falcon Heavy. Super Heavy je prvým stupňom rakety predtým označovanej ako BFR (Big Falcon Rocket), druhým bude Starship. Bude vysoký približne 63 metrov a v priemere má merať 9 metrov. Pohon zaistí 31 motorov Raptor.

Motor RaptorZDROJ | SpaceX

Nosič má po odpojení 2. stupňa vertikálne pristávať, pričom vo finálnej verzii by mal presne pristáť priamo na štarovacej rampe bez pristávacích nôh. Tam by sa len skontroloval, natankoval a bol by pripravený na ďalší let. Prvé verzie ale budú pristávať mimo rampy, s pristávacími nohami, ako Falcon 9.

Motor Raptor je už hotový a SpaceX ho od začiatku februára testuje. Už na začiatku testov motor prekonal požadovaný ťah 170 ton, keď dosiahol 172 ton a očakáva sa, že pri použití podchladeného paliva (metán + kyslík) bude ťah ešte o 10 – 20 % vyšší.

Pozrite siSpaceX má za sebou rekordný rok a pred sebou veľké plány

Počas testov dosiahol Raptor tlak v spaľovacej komore 26,89 MPa, čím prekonal legendárny ruský motor RD-180, ktorý dosahuje tlak 26,7 MPa a využívajú ho aj americké rakety Atlas V. Elon Musk sa tým nezabudol pochváliť, čo sa nezaobišlo bez reakcie ruskej strany.

Nový dizajn SuperHeavy StarshipZDROJ | SpaceX

Hlavný konštruktér NPO Energomaš Petr Ljovočkin vyhlásenie Elona Muska komentoval slovami, že porovnávať oba motory nie je korektné, lebo Raptor pracuje na kvapalný kyslík a metán a ruský RD-180 na kvapalný kyslík a kerozín. Je to údajne podobné, ako porovnávať benzínový a naftový motor. Na druhej strane tlak v spaľovacej komore nie je najdôležitejšou  charakteristikou raketového motora – podstatný je ťah a špecifický impulz.

Tak, či onak, Raptor má potenciál stať sa najvýkonnejším raketovým motorom a bude navyše viacnásobne použiteľný, čo u RD-180 neplatí. Očakáva sa, že SpaceX bude v Raptoroch používať podchladené palivo, čo by mohlo pomôcť pri dosiahnutí tlaku v spaľovacej komore až zhruba 30 MPa.

Starship sa mení za pochodu

Kozmická loď Starship je zároveň druhým stupňom kozmického dopravného prostriedku. Bude mať rovnaký priemer ako prvý stupeň Super Heavy (9 m) a na dĺžku bude merať impozantných 55 metrov. Pohon lode zabezpečí 7 motorov Raptor.

ZDROJ | SpaceX

Veľkosť a nosnosť kozmickej lode prekoná všetko, čo sme doteraz v oblasti pilotovaných kozmických letov zažili. Starship totiž odvezie minimálne 1000 m3 nákladu a stočlennú posádku. Tá bude mať k dispozícii 40 kajút pre 2-3 osoby, spoločné a skladovacie priestory.

Pozrite siŠéf SpaceX s raketou BFR dvíha latku vyššie, než sme dúfali

Okrem toho tu SpaceX počíta aj antiradiačným krytom, kam sa ľudia budú môcť uchýliť počas slnečných búrok. Rizikom pri dlhých letoch, akým bude aj let na Mars, je však aj kozmické žiarenie pochádzajúce zo vzdialeného vesmíru. S touto výzvou sa budú musieť konštruktéri takisto popasovať. Inak hrozia zmeny DNA a onkologické ochorenia.

Loď, ktorá vyzerá ako zo sci-fi filmov má na prove malé pohyblivé krídelká a tri väčšie krídla v zadnej časti. V ich špičkách sú integrované pristávacie nohy. Dve krídla sú sklopné a plnia aerodynamické funkcie, tretie je fixné a predstavuje len pristávaciu nohu v tvare krídla kvôli symetrii.

ZDROJ | SpaceX

Lenže SpaceX netočí sci-fi filmy, ale mení budúcnosť na realitu. Už v decembri 2018 sa objavili informácie a dokonca aj zábery, zverejnené Elonom Muskom, ako spoločnosť stavia na kozmodróme v Boca Chica Village v južnom Texase testovaciu loď Starship. Musk zároveň uviedol, že nedávno urobil v dizajne vesmírnej lode „radikálne“ zmeny.

Vidieť ich aj na fotografiách. Kým pôvodne sa rátalo s konštrukciou lode z kompozitných materiálov a uhlíkových vlákien, nová koncepcia ráta so Stainless Steel Starship, čiže so Starship z nerezu. Podľa Muska pomôže zrkadlovo lesklý povrch z nerezu, ktorý „bude vyzerať ako tekuté striebro“ aj s chladením pri prechode atmosférou.

https://www.youtube.com/watch?v=6AcE7hBhpYU

Hlavnú úlohu však zohrá systém aktívneho chladenia, ktorý predstavuje ďalšiu zmenu pôvodných plánov.

Namiesto tepelného štítu „potenie paliva“

Transpiračné alebo „aktívne“ chladenie je už odpradávna biologickým systémom v koži cicavcov, vrátane ľudí. Keď teplota ľudského tela stúpa príliš vysoko, mikroskopické póry uvoľňujú pot. Ten pri odparovaní spotrebuje nadmerné teplo a bráni prehriatiu.

ZDROJ | SpaceX

Princíp transpiračného chladenia testovala NASA už pred pristátím astronautov na Mesiaci a vo vývoji pokračovala aj neskôr. Pri raketoplánoch napriek tomu použila klasický tepelný štít z keramických doštičiek.

Musk tvrdí, že vesmírna loď Starship bude „krvácať“ raketové palivo cez malé póry, aby sa ochladila. Palivo má cirkulovať pod oceľovým krytom lode a odoberať teplo z plazmy, ktorá sa vytvorí počas vstupu do atmosféry Zeme, alebo Marsu. Testovanie tepelného štítu Starship pri teplote 1100 oC si môžete pozrieť tu.

Pozrite siPôjdeme všetci na Mars?

Odborníci však varujú pred rizikami, ktoré môžu takýto systém chladenia, hlavne pri použití metánu, sprevádzať. Hrozí nebezpečenstvo upchatia trysiek, kvôli karbonizácii metánu pri vysokých teplotách, čo by zhoršilo, alebo znefunkčnilo chladenie a viedlo k následnému prehriatiu plášťa lode.

Testovací prototyp StarshipZDROJ | SpaceX

Časť trysiek môže upchať aj zrážka s vtákmi (pri štarte), alebo prach na Marse. Po vstupe do atmosféry by potom došlo k lokálnemu prehriatiu takéhoto miesta.

SpaceX však pre Business Insider uviedla, že systém SHS vyvíja s použitím rovnakej rýchlej iterácie v koncepcii, ktorá viedla k úspechu pri vývoji nosičov Falcon 1, Falcon 9, Falcon Heavy a kozmickej lode Dragon. V každom prípade, kým sa Starship dostane do vesmíru, bude treba ešte vyriešiť nemálo problémov.

ZdrojBusiness Insider,kosmonautix.cz,ElonX

Komentáre k článku