Krater jest we właściwym miejscu. Dlaczego katastrofa statku wywołała radość Muska

Koniec lotu nowego statku kosmicznego firmy SpaceX, jest tym, na czym koncentruje się większość uwagi. Spektakularna eksplozja zawsze ją przyciąga. Tymczasem Elon Musk ogłasza sukces i się cieszy. Bo twierdzi, że w ogóle nie spodziewał się, że pojazd tak daleko zaleci. I to, co zrobił przed eksplozją, jest wielkim osiągnięciem.

Musk już kilka razy przed najnowszym testem studził emocje i sugerował, że wylądowanie statku w jednym kawałku byłoby dla niego wielkim zaskoczeniem. Po prostu po drodze bardzo dużo mogło pójść nie tak i po to jest test, żeby wychwycić problemy. 

SN8 poradził sobie świetnie! Gdyby tylko osiągnął apogeum, to by było wspaniale, ale kontrolowane opadanie aż do końca i zrobienie krateru we właściwym miejscu, to było epickie!

Akrobacje w wykonaniu bloku

Dla rozwoju najnowszego dzieła SpaceX, lądowanie w jednym kawałku oczywiście jest pożądanym efektem końcowym, ale rakiety firmy robią to z powodzeniem od lat, więc jest to już w miarę dobrze poznany problem. Zupełnie nieznanym obszarem jest natomiast lot i wykonywane w jego trakcie manewry. Starship ma się bowiem zachowywać zupełnie inaczej niż dotychczasowe rakiety i pojazdy kosmiczne.

Środowy test w ogólnym ujęciu polegał na wzniesieniu się na 12,5 kilometra, po czym swobodnym opadaniu i lądowaniu. Po drodze pojazd musiał jednak wykonać kilka trudnych zadań. Po pierwsze, po osiągnięciu maksymalnej wysokości (apogeum) i wyłączeniu ostatniego silnika, musiał obrócić się z pozycji pionowej na płask. I na konkretną stronę. Następnie musiał utrzymać odpowiednią pozycję i kierunek opadania, za co odpowiadały cztery duże powierzchnie sterowe widoczne po bokach pojazdu i kilka małych silniczków rakietowych. Na samym końcu, kilkaset metrów nad ziemią i sekundy przed uderzeniem, musiał uruchomić główne silniki, gwałtownie wrócić do pozycji pionowej, wyhamować (tu pojawiły się problemy) i wylądować.

Tego rodzajów manewrów do tej pory nikt nie próbował. Warto przy tym pamiętać, że Starship SN8 (Serial Number - numer seryjny), to naprawdę duża konstrukcja, wysoka na 50 metrów (ponad 16 pięter), szeroka na dziewięć i ważąca bez paliwa ponad sto ton. Oznacza to wysoki, choć raczej wąski blok, który wykonuje gwałtowne manewry w powietrzu.

To nagranie udostępnione przez SpaceX, wykonane z lądowiska, dobrze pokazuje ostatni manewr pojazdu.

Problem z paliwem i silnikami

Jednocześnie niepewność wprowadzał napęd, czyli trzy nowe silniki Raptor. Są już od kilku lat intensywne testowane na Ziemi, i odbyły krótkie skoki na pokładach wcześniejszych prototypów Starshipa, ale środowy test był poprzeczką zawieszoną znacznie wyżej. Według SpaceX, silniki Raptor nie ma sobie równych na świecie. Dzięki zastosowaniu metanu jako paliwa, oraz kilku skomplikowanych rozwiązań technicznych, mają być bardziej efektywne niż jakakolwiek konkurencja. Mogą też wielokrotnie włączać się i wyłączać, oraz zmniejszać i zwiększać moc, co wbrew pozorom nie jest standardem w silnikach rakietowych. Na dodatek odpowiadają za sterowanie całym statkiem podczas swojej pracy, wykonując ruchy dyszami, co dobrze widać na nagraniach z lotu.

Podczas wznoszenia silniki wyłączały się po kolei. Za każdym razem oznacza to spory wstrząs dla całej konstrukcji i konieczność sprawnego poradzenia sobie z gwałtowną zmianą wyważenia. Do tego w apogeum Starship przez kilkadziesiąt sekund właściwie przestał się wznosić, a jedynie dryfował w bok na jednym silniku, który musiał naprawdę dużo się nagimnastykować, aby utrzymać całość w sposób kontrolowany w pionie, a na koniec odpowiedni popchnąć do obrócenia się na bok. Wszystko to poszło zgodnie z planem.

Wytłumaczone i pokazane wszystkie istotne etapy lotu. I katastrofy. Po angielsku, ale automatyczne napisy Youtube spełniają swoją rolę.

 

Dopiero w ostatnich sekundach silniki, a raczej układ paliwowy, nie podołały zadaniu. Starship SN8 uległ katastrofie, ponieważ nie dość wyhamował i uderzył w ziemię ze zbyt dużą prędkością. Efektem był spektakularny RUD, co jest stosowanym między innymi przez Muska ironicznym stwierdzeniem, oznaczającym Rapid Unscheduled Disasembly, czyli Gwałtowny Nieplanowany Demontaż.

Według Muska do katastrofy doszło, ponieważ z jakiegoś powodu było za niskie ciśnienie paliwa w małym dodatkowym, ale kluczowym, zbiorniku umieszczonym na dziobie pojazdu. Jego zadaniem jest zapewnić silnikom paliwo do ostatniego hamowania. Zbiornik musi być pod dużym ciśnieniem, aby rozciągnięty na przestrzeni kilkudziesięciu metrów układ paliwowy był pełny, niezależnie od akrobatyki wykonywanej przez cały statek. Coś w tym systemie najwyraźniej zawiodło. W efekcie silniki nie miały dość paliwa. Widać, że początkowo uruchamiają się zgodnie z planem dwa, ustawiają pojazd w odpowiedniej pozycji, ale następnie jeden się wyłącza. Drugi zaczyna wypluwać z siebie zielone płomienie, które prawdopodobnie oznaczają, że niszczył się od wewnątrz i stapiał elementy z miedzi. Może to wskazywać na to, że dostawał mieszankę paliwa zbyt bogatą w tlen, a ubogą w metan. Zabrakło siły hamowania i doszło do RUD.

Animacja pokazująca, jak mniej więcej powinien wyglądać powrót pojazdu Starship na Ziemię. Na tym samym kanale na Youtubie można zobaczyć animację działania systemu paliwowego pojazdu, w tym wspomniany dodatkowy zbiornik umieszczony w dziobie. Angielska nazwa to "header tank".

 

Szybki rozwój to ryzyko eksplozji

Musk twierdzi, że pomimo katastrofy lot dostarczył "wszystkich danych, jakich potrzebowaliśmy" i był sukcesem. Jak już wcześniej pisałem, dla niego samego i jego firmy spektakularne RUD-y podczas eksperymentów nie są powodem do wielkiego zmartwienia. To wliczone ryzyko, związane z bardzo ambitnym tempem rozwoju technologii. Coś w rodzaju wczesnego radzieckiego programu rakietowego w latach 50. i 60., kiedy też zakładano, że do opracowania sprawnie działającej rakiety trzeba ją wcześniej co najmniej kilkanaście razy wystrzelić i wyciągać wnioski z tego, w jaki sposób eksplodowała.

Nie wiadomo, jakie wnioski wyciągnięto w SpaceX z nieudanego lądowania. Wiadomo jednak, że kolejny Starship, o numerze 9, jest już gotowy. Na poniedziałek jest wstępnie planowane przetransportowanie go na stanowisko startowe. Następny test może mieć miejsce bardzo szybko, choć pewnie dużo zależy od ustalenia źródła problemów przy lądowaniu SN8. Kilka kolejnych egzemplarzy jest w różnych stadiach budowy.

Trwają również prace nad pierwszą rakietą Superheavy, która będzie wynosić statek Starship na orbitę. Ten z założenia nie będzie bowiem samodzielnie startował z Ziemi. To, co teraz możemy obserwować, to jedynie eksperymenty. Samodzielne starty statki mają wykonywać jedynie z powierzchni Księżyca i Marsa. Kiedyś. W ziemskiej atmosferze będą jedynie praktykować hamowanie przy pomocy tarcia, w sposób nieco przypominający prom kosmiczny, po czym kontrolowane opadanie i manewr lądowania. Wszystko to mamy zobaczyć w ciągu kilku najbliższych lat. Pierwszy lot z człowiekiem na pokładzie, dookoła Księżyca, jest ogólnie planowany na rok 2023.

Zobacz wideo