Przejdź do treści

Rakieta Starship wykonała trzeci lot na dużą wysokość. Pierwsze udane lądowanie!

Starship.

Rakieta Starship firmy SpaceX wykonała trzeci lot testowy na dużą wysokość. Po raz pierwszy wróciła na lądowisko i miękko wylądowała. Doszło jednak do uszkodzeń, które spowodowały jej wybuch.

Artykuł będzie aktualizowany

3 marca 2021 roku firma SpaceX przeprowadziła trzeci wysoki lot testowy prototypu statku Starship. Rakieta wystartowała poprawnie, osiągnęła zakładaną wysokość 10 km i wróciła na Ziemię. Pierwszy raz powiodło się lądowanie pojazdu po takim locie.

Tak jak przy poprzednich próbach, również teraz celem było sprawdzenie działania trzech silników Raptor w locie, test kontroli lotu przy pomocy powierzchni aerodynamicznych i sprawdzenie manewru lądowania poprzez połączenie techniki poziomego opadania z oporem aerodynamicznym i późniejszego obrotu do pionowego przyziemienia na silnikach rakietowych.

W poprzednich lotach prototypów Starship SN8 w grudniu 2020 roku i Starship SN9 na początku lutego 2021 roku udało się zademonstrować z powodzeniem wykonanie większości elementów lotu suborbitalnego na taką wysokość. W obu sytuacjach rakieta rozbiła się jednak przy lądowaniu. W przypadku egzemplarza SN8 silniki wyłączyły się przedwcześnie z powodu zbyt niskiego ciśnienia w nosowym zbiorniku paliwa, z którego Starship korzysta podczas lądowania. Powodem nieudanego lądowania Starshipa SN9 było uszkodzenie jednego z silników podczas manewru „belly flop”, kiedy rakieta z pionowego lotu przechodzi do poziomego opadania.


Przebieg testu

Statek Starship SN10 oczekiwał już na platformie startowej podczas lotu poprzedniego prototypu, SN9. Przed dzisiejszym lotem SN10 przeszedł w lutym dwa próbne statyczne odpalenia silników.

Po pierwszym teście silników zdecydowano wymienić jeden z nich. Drugi test przebiegł już poprawnie i początkowo datę startu wyznaczono na 1 marca 2021 roku. Została ona jednak przesunięta później o dwa dni, z powodu niekorzystnych prognoz pogodowych.

Start przeprowadzono 3 marca (czasu lokalnego). Pierwsza próba została przerwana chwilę po uruchomieniu silników. Powodem były zbyt restrykcyjne limity na ciąg silników Raptor. Jeden z nich je przekroczył. Postanowiono nieznacznie poszerzyć margines i przeprowadzić drugą próbę.

starship
Starship SN10 przed startem. Źródło: SpaceX.

Rakieta wystartowała ostatecznie o 0.25 czasu polskiego (już 4 marca). Pionowy lot przebiegał prawidłowo. Tak jak w poprzednich dwóch testach, również teraz, wraz ze wzrostem wysokości wyłączane były kolejne z trzech silników. Rakieta po jakimś czasie wznosiła się za pomocą pary silników Raptor, a potem była napędzana już tylko przez pojedynczy silnik.

starship
Źródło: SpaceX.

Po osiągnięciu wysokości około 10 km wyłączony został ostatni silnik, a statek wykonał manewr przewrócenia się poziomo („belly flop”). Rozpoczęła się faza lotu z hamowaniem aerodynamicznym i sterowanym lotem do miejsca lądowania.

img
Źródło: SpaceX.

Po hamowaniu aerodynamicznym Starship ponownie uruchomił dwa silniki Raptor i tuż przed przyziemieniem zaczął obracać się do pozycji pionowej.

Tym razem zastosowano inne podejście do lądowania. Zamiast uruchamiać tylko dwa silniki przed przyziemieniem, aktywowano wszystkie trzy. I na końcu, tuż przed lądowaniem, wyłączono dwa, pozostawiając tylko jeden uruchomiony w ostatniej fazie.

Rakieta wylądowała miękko w wyznaczonym obszarze lądowiska, jednak nie stanęła stabilnie na nogach. Widać było też pożar i prawdopodobnie wyciek metanu, wynikający z uszkodzenia strukturalnego.

img
Starship SN10 po wylądowaniu. Źródło: SpaceX.

Około 10 minut po wylądowaniu statek wybuchł i większa jego część jeszcze raz wzbiła się w powietrze.

 

Czym jest Starship?

Image
img

Starship SN8 na stanowisku startowym. Źródło: SpaceX.

Starship to górny stopień i jednocześnie statek kosmiczny superciężkiego systemu rakietowego Super Heavy – Starship, budowanego przez firmę SpaceX. Starship ma być stopniem wielokrotnego użytku, wykorzystywanym do wynoszenia bardzo dużej ilości ładunków na orbitę, a w niedalekiej przyszłości – również do lotów poza bliskie otoczenie Ziemi. Firma SpaceX planuje wykorzystywać statki Starship do ambitnego celu lotów załogowych na powierzchnię Marsa, wraz z kolonizacją tej planety w dalekiej perspektywie.

Specjalny statek Starship może też być wykorzystany przez NASA w programie Artemis jako lądownik księżycowy dla załogi (SpaceX wraz z dwoma innymi konsorcjami dostał w 2020 roku kontrakt na rozwój tej koncepcji). Za pomocą systemu Starship planowany jest też w najbliższych latach załogowy oblot Księżyca w ramach akcji Dear Moon, której inicjatorem jest japoński miliarder Yusaku Maezawa.


Historia testów

Image
img

Starship SN8 podczas lotu testowego. Źródło: SpaceX.

Projekt Starship został przedstawiony szczegółowo po raz pierwszy podczas konferencji IAC w 2016 roku. W kolejnych latach projekt dynamicznie ewoluował. Pod koniec 2018 roku założyciel i główny inżynier firmy SpaceX – Elon Musk – ogłosił gruntowne zmiany w konstrukcji. Początkowo do budowy struktury Starshipa miały być wykorzystane kompozyty węglowe, ale ostatecznie postawiono na stal nierdzewną.

Wiosną 2019 roku zbudowano zminiaturyzowany prototyp rakiety, nazwany Starhopper. Testowano go w niewielkich skokach. W najwyższym locie w sierpniu 2019 roku rakieta osiągnęła 150 m.

Latem 2019 roku budowane były dwa kolejne prototypy Starshipa: Mk1 w ośrodku Boca Chica w Teksasie i Mk2 w Cocoa w pobliżu kosmodromu Cape Canaveral na Florydzie. Budowę Mk2 ostatecznie zarzucono. Mk1 doczekał się ukończenia i uległ zniszczeniu podczas ciśnieniowych testów zbiorników na paliwo.

Kolejne egzemplarze powstawały już tylko w rozrastającej się fabryce w Boca Chica. Kolejne prototypy: rakiety SN1 i SN3 zostały zniszczone podczas kriogenicznych testów ciśnieniowych w pierwszej połowie 2020 roku. SN4 również eksplodował po próbnym odpaleniu silnika, a wybuch był rezultatem błędów w procedurach testowych.

W sierpniu 2020 roku Starship SN5 wykonał udany lot na wysokość 150 m. Był to pierwszy lot pełnoskalowego prototypu tej rakiety. Na początku września podobną misję zrealizował egzemplarz o oznaczeniu SN6.

Image
img

Starship SN5 podczas testowego lotu. Źródło: SpaceX.

Kolejny zbudowany Starship miał oznaczenie SN8. Był to pierwszy statek, który wyposażono w sterowane powierzchnie aerodynamiczne do kontrolowania orientacji w locie i hamowania aerodynamicznego. Był to też pierwszy prototyp, w którym zamontowano 3 silniki Raptor (docelowo Starship ma być wyposażony w 6 jednostek – 3 silniki dostosowane do działania na niskich wysokościach i 3 zoptymalizowane pod pracę w próżni).

SN8 9 grudnia 2020 roku wykonał pierwszy testowy lot na dużą wysokość (do ok. 12 km). Start i lot w górę przebiegły pomyślnie. Rakieta osiągnęła zaplanowaną wysokość. Udały się też manewry kontrolowanego obrotu do poziomego opadania i hamowanie aerodynamiczne podczas powrotu na Ziemię. W ostatniej fazie lądowania rakieta z powodzeniem obróciła się pionowo, jednak statkowi nie udało się wylądować. Silniki przestały działać zbyt wcześnie z powodu zbyt niskiego ciśnienia w dodatkowym zbiorniku paliwa, umieszczonym w sekcji nosowej rakiety.

Statek Starship SN9 wykonywał bardzo podobny profil lotu, co poprzednik. Tym razem jednak na nieco mniejszą wysokość – 10 km. I w tym przypadku wszystkie fazy lotu wyglądały na udane, z wyjątkiem lądowania. Jeden z silników Raptor, używany do przyziemienia, nie uruchomił się poprawnie – został prawdopodobnie uszkodzony we wcześniejszej fazie lotu.

Image
starship

Starship SN9 podczas próby powrotu i lądowania. Źródło: SpaceX.


Kolejne prototypy w kolejce

W ośrodku firmy SpaceX w Boca Chica w Teksasie trwa praca nad kolejnymi prototypami rakiety Starship i dolnego stopnia Super Heavy.

img

Prototypy Starship SN9 i SN10 na stanowiskach startowych w lutym 2021 roku. Źródło: SpaceX. 

W budynku pionowej integracji High Bay na swoją kolej oczekuje w pełni złożony prototyp SN11. Następny w kolejce jest Starship SN15 (wersje 12-14 zostały porzucone). W Starshipie SN15 została najprawdopodobniej zastosowana cieńsza, 3-mm warstwa stali w strukturze statku. Trwa też budowa kolejnych rakiet: Starship SN16, SN17 oraz SN18.

Postępują też prace przy prototypach dolnych stopni. Pierwszy egzemplarz o oznaczeniu BN1 oczekuje na złożenie. W fabryce zauważono też elementy przeznaczone dla kolejnego prototypu, BN2.

 

Opracował: Rafał Grabiański

Na podstawie: SpaceX

 

Na zdjęciu: Rakieta Starship SN10 po wylądowaniu. Źródło: SpaceX.

Reklama