Dočkáme se v noci dalšího startu (na snímku minulý Starship IFT-7)?
Sedmička bývá považována za šťastné číslo. Ovšem v případě programu raket Starship se to nenaplnilo, protože minulý zkušební let IFT-7 (Integrated Flight Test), který proběhl 16. ledna, ze všech dosavadních skončil největším zklamáním. Dalo by se namítnout, že se podařilo získat cenná letová data a že se podruhé povedlo zachránit vracející se první stupeň. Jenže k hlavním úkolům mise se raketa nedostala. A poprvé od listopadu 2023 ani nedosáhla plánované suborbitální dráhy.
Její druhý stupeň zasáhl během cesty do kosmického prostoru požár v motorové sekci. To postupně vedlo k selhání jednotlivých motorů a nakonec i k likvidaci stupně autodestrukčním systémem.
V noci z 3. na 4. března měl 45 minut po půlnoci středoevropského času odstartovat další Starship na „opravnou“ misi IFT-8. Po několika krátkých zastavení odpočítávání a poslední kontrole na 40 sekundách před odletem nakonec stroj na cestu nevyrazil a čeká se tak na nový termín. Ten byl později stanoven na čtvrtek 0:30.
Now targeting to launch Starship's eighth flight test as soon as Wednesday, March 5 → https://t.co/alyJTRtOIP https://t.co/4U1zIl3QrH
Nešťastný Starship VII
Předchozího letu IFT-7 (Integrated Flight Test) se zúčastnil první stupeň B14 (Booster) a druhý S33 (Ship). První se potřetí v historii pokoušel o přistání na rampu, přičemž se mu to podruhé (po IFT-5 loni v říjnu) povedlo. S tím, že návrat probíhal po náročnější, leč úspornější trajektorii, čímž byla rozšířena letová obálka pro budoucí mise.
17. ledna 2025 |
Druhý stupeň rakety Starship S33 mířil na suborbitální dráhu. Podotýkáme, že dosud žádný Starship nezamířil na dráhu orbitální, která je v daném případě energeticky o něco málo náročnější (ale opravdu jen o malinko: řeč je o pár sekundách činnosti motorů navíc).
Ale především jde o bezpečnost. Raketa nacházející se na suborbitální dráze záhy samovolně vstupuje do hustých vrstev atmosféry, kdežto z dráhy orbitální potřebuje motorický impuls. Kdyby se tento nepovedl, zůstalo by na oběžné dráze několik set tun těžké těleso chráněné tepelným štítem, které by dříve či později do atmosféry také vstoupilo. Ovšem neřízeně bez možnosti trajektorii letu ovlivnit. O možnosti, že by neovladatelný stupeň kvůli pohonným látkám v nádržích určených pro přistání na oběžné dráze explodoval, raději ani nehovořit. Proto se zatím testuje pouze let na suborbitální dráhu, kdy je vstup do atmosféry a místo přistání víceméně dané v okamžiku vypnutí motorů.
Na suborbitální dráze měl S33 v lednu zkušebně vysadit deset maket družic Starlink. Mělo jít o test speciálního zařízení určeného pro jejich uvolňování v kosmickém prostoru. Makety by letěly společně s S33 po suborbitální dráze, a protože by neměly tepelnou ochranu, shořely by v atmosféře. Naproti tomu S33 měl atmosférou proletět a pokusit se o přistání. A právě průlet atmosférou plus testování charakteristik lodi byly hlavním cílem mise. S33 byl totiž prvním stupněm druhé generace s odlišnou avionikou, konstrukcí (byť na první pohled byl od první generace delší jen o jednotky metrů), s jinými kachními plochami, uspořádáním nádrží… Ty pojmou namísto dřívějších 1 200 nově 1 500 tun pohonných látek. A především s upraveným tepelným štítem, který Elonu Muskovi přidělává nejvíc vrásek na čele: „Největší technologickou výzvou pro Starship zůstává plně a okamžitě znovupoužitelný tepelný štít.“
Průlet atmosférou tak měl být plný experimentů týkajících se právě tepelného štítu: někde byl změněn tvar dlaždic tepelné ochrany, jinde došlo k jejich úplnému odstranění, na několika místech se zkoušely dlaždice z alternativních materiálů a jedna měla dokonce i aktivní chlazení. Což je technologie, se kterou se už kdysi pro Starship počítalo před tím, než ji SpaceX opustila. Nyní chtěla aspoň prověřit její životaschopnost.
Dobrý sluha, ale špatný pán
Pohled na oddělený první stupeň, který vzápětí zahájí návrat na místo startu (IFT-7)
Jenže všechno bylo jinak: v čase 2 minuty 38 sekund po startu se druhý stupeň se zapnutými motory oddělil od prvního, přičemž měl pracovat 6 min 15 s. Jenže zhruba po dvou minutách činnosti vypukl v jeho motorové sekci požár. Čidla zároveň zaregistrovala nárůst tlaku v sekci: podle všeho došlo k úniku paliva. V čase 7 min 40 s došlo k menšímu výbuchu v sekci, který vedl k řízenému vypnutí jednoho středového motoru. Připomínáme, že druhý stupeň má tři středové motory Raptor a tři vnější s prodlouženou tryskou upravené pro činnost ve vakuu.
O 22 s později následoval výpadek druhého středového motoru, o dvě sekundy později prvního vnějšího. Následovalo selhání druhého vnějšího (8 min 18 s) a třetího středového (8 min 24 s). Zůstal běžet poslední motor. Protože došlo ke ztrátě komunikace, není jasné, kdy přesně selhal i on: zřejmě ale právě v okamžiku přerušení komunikace, protože podle všeho došlo k přerušení energie z palubní baterie do celé lodi. O tři minuty později vyhodnotil autodestrukční systém situaci jako neudržitelnou a provedl řízenou likvidaci lodi. Záběry ohňostroje nad ostrovy Turks a Caicos (zámořské území Velké Británie) následně obletěly svět.
Příčinou havárie byla „silná harmonická odpověď“, což je reakce systému na opakované vibrace nebo kmitání způsobené vnějšími silami s určitou frekvencí. Pokud tato frekvence odpovídá přirozené frekvenci systému, může dojít k rezonanci, což vede k zesílení vibrací a potenciálně k poškození struktury. Nějaká část motorové sekce zřejmě začala vibrovat v důsledku činnosti motorů nebo aerodynamických sil, což vedlo k úniku pohonných hmot a následnému požáru.
Nejlepší zprávou letu IFT-7 tak byl návrat stupně B14 zpět na rampu v mnohem lepším stavu, než v jakém byl loni zachráněný B12, a to dokonce v takovém, že se B14 nyní chystá na druhý let.
Příprava na cestu
Misi IFT-8 absolvuje první stupeň B15 a druhý S34. Zatímco B15 představuje první generaci stupně (druhá bude k dispozici nejspíš s B18 ve druhé polovině roku), druhý už je onou vylepšenou generací druhou.
První díly B15 byly na základně Starbase spatřeny v říjnu 2023 a loni v červnu byla zahájena finální montáž, která skončila v září. V prosinci 2024 proběhly tlakové zkoušky, dne 8. února 2025 následoval úspěšný zkušební zážeh všech 33 motorů Raptor prvního stupně. Od 24. února se připravuje na startovacím komplexu.
Stupeň S34 má zvláštní osud: původně se pod tímto označením vyráběl stupeň první generace (společně s S32, S33 a S35), ale SpaceX se nakonec všechny čtyři různě rozestavěné exempláře rozhodla sešrotovat a začít s jejich výrobou znovu. S32 nakonec nikdy nevznikl, nový S33 letěl minulou misi IFT-7. A „nový S34“ byl nachystán na aktuální start. Jeho komponenty byly poprvé spatřeny loni v září a už po šedesáti dnech byl dokončený – pracovní tempo SpaceX je opravdu neskutečné. V polovině ledna proběhly tlakové zkoušky, pak následovala instalace motorů a 12. února došlo k historicky nejdelšímu zážehu motorů na zkušebním stavu, který trval 60 s. Běžné jsou přitom několikasekundové zkoušky. Důvodem minutového testu bylo ověření změn provedených po havárii IFT-7.
Teprve 2. března, jen o něco málo víc než den před původně startem, byl S34 vyvezen na rampu. A teprve v pondělí byla sestava zkompletována. Necelých 24 hodin před plánovaným startem! Takto pozdě nikdy ke spojení obou stupňů nedošlo: první a druhý stupeň se potkávaly nejméně pět dní před vzletem. A následně se vždy ještě prováděl (pokud se nekonal už dřív) kompletní zkušební odpočet startu spojený s plným natankováním rakety. Firma SpaceX ho tentokrát nedělala: evidentně byla s ostatními testovacími procesy dostatečně spokojená a v rámci optimalizace vynechává zbytečné zkoušky.
Opakování matka moudrosti
Převoz stupně B15 a továrna Starfactory v celé své kráse
IFT-8 má stejný letový profil jako „sedmička“, kdy cíle nebyly splněny. Liší jen v drobných detailech načasování jednotlivých akcí. Startovací okno se otevřelo třicet minut po půlnoci našeho času z 3. na 4. března a trvalo přesně 39 minut. Po vzletu je posloupnost operací následující:
- 1 min (po startu) – maximální dynamické (Max Q) namáhání působící na raketu.
- 2 min 30 s – vypnutí většiny ze 33 motorů Raptor prvního stupně, zůstávají běžet jen tři na padesát procent tahu.
- 2 min 38 s – oddělení druhého stupně, jehož šest motorů Raptor už běží.
- 2 min 43 s – začátek návratového manévru prvního stupně, s jehož pomocí se eliminuje dopředná rychlost a stupeň se začne vracet k rampě (ke třem stále pracujícím motorům Raptor se přidá dalších deset).
- 3 min 28 s – dokončení zážehu návratového manévru.
- 3 min 30 s – odhození příhradové mezistupňové konstrukce (tzv. hot-staging ring) z prvního stupně.
- 6 min 35 s – zahájení přistávacího zážehu prvního stupně (13 motorů Raptor, deset z nich se po chvíli vypíná a pracují jen tři).
- 6 min 55 s – zachycení prvního stupně rameny na obslužné věži startovací rampy.
Druhý stupeň zahajuje samostatnou pouť v čase 2 min 38 s po startu, přičemž v čase 8 min 42 s dojde k vypnutí jeho motorů a bude se nacházet na suborbitální dráze. Zde má v plánu několik testů:
- 17 min 22 s – postupné vysazení čtyř maket družic Starlink (operační Starship jich má nést čtyřicet).
- 37 min 26 s – zkouška zážehu motoru Raptor ve stavu beztíže (dosud se uskutečnila jen při IFT-6, kdy byla úspěšná; při IFT-3 byla plánovaná, ale nakonec odvolaná).
- 47 min 20 s – první kontakt s atmosférou, oficiální zahájení průletu.
- 1 h 4 min 18 s – stupeň má podzvukovou rychlost.
- 1 h 6 min 2 s – stupeň se přetáčí z horizontální do vertikální polohy.
- 1 h 6 min 4 s – začátek přistávacího zážehu.
- 1 h 6 min 24 s – přistání v Indickém oceánu.
Dvě věže v Texasu
Usazování stupně B15 na vypouštěcí rampu
Neúspěch mise IFT-7 znamenal zpoždění plánů SpaceX na uvedení Starshipu do operačního provozu: kdyby byla lednová mise úspěšná, sledovali bychom teď další důležitý krok vpřed v podobě zachycení druhého stupně zpět na startovací rampě. Takto je nutné průlet atmosférou prověřit ještě jednou před tím, než se druhý stupeň pokusí přeletět Mexiko (zřejmě po navedení na oběžnou dráhu) a přistát zpět na místě startu v Texasu.
Na kosmodromu Starbase byla loni postavena druhá věž (Tower), jak SpaceX označuje své startovací a přistávací rampy. Dosud výhradně používaná první je označovaná jako A, nově postavená jako B. Zatím má B ještě hodně daleko k dokončení: sice stojí a byla vybavena rameny pro sestavování raket a zachytávání vracejících se stupňů, ale nemá dokončený systém tankování pohonných a provozních látek, deflektor spalin a zřejmě i podstatnou část inženýrských sítí. Nicméně i v podobě tohoto „polotovaru“ by mohla už za několik týdnů stačit na to, co se pro ni chystá.
Předpokládejme, že aktuální IFT-8 dopadne dobře, byť vyrazí později, než bylo původně plánováno. Následovat bude IFT-9, kterého se zřejmě zúčastní první stupeň B14. Ano, tentýž, který letěl už v lednu. Protože následující B16 je velmi syrový a nebude zřejmě připravený dřív než v srpnu, což by představovalo v ambiciózním letovém řádu SpaceX významnou mezeru. Firma sice urychluje procesy (o některých jsme psali výše), ale o kolik může zkrátit výrobu nového stupně? Možná o dny, možná o týdny. Ale těžko skokově o měsíce. SpaceX na letošek navíc avizovala 25 startů, čehož zřejmě nedosáhne, ale frekvence první v lednu, druhý v březnu a třetí na konci prázdnin by jejím ambicím opravdu neodpovídala.
Mise IFT-9 by mohla startovat někdy na přelomu dubna či května. První stupeň B14 se pokusí o přistání na věži A, druhý S35 zřejmě zamíří na oběžnou dráhu. Můžeme jen spekulovat, zdali ponese užitečný náklad, jeho maketu nebo nějaký žertík à la SpaceX. Stejně tak netušíme délku letu; nejpravděpodobnější je 24 hodin, neboť to je doba, za kterou bude Starship znovu prolétat přímo nad rampou a návrat tak bude z hlediska nebeské mechaniky nejjednodušší.
S35 se pokusí o přistání na věži B. A to i proto, že záchytný systém na věži A podle všeho není kompatibilní s prvky na stupních Ship.
Další plány s otazníky
Následující zkoušky jsou už hodně nejasné a bezpochyby se budou měnit. Pokud bude IFT-9 úspěšný (přistání obou stupňů), tak už bude mít Starship blízko operačnímu stavu. Bude se samozřejmě vyvíjet a modernizovat; po druhé generaci obou stupňů přijde na řadu třetí.
IFT-10 může nést skutečný náklad, může využít znovu stupeň B15 (pokud se vrátí), může poprvé startovat z rampy B... Loď S36 se dnes teprve sestavuje, ale jak jsme uvedli výše, výrobní cyklus se zkracuje. Někdy na léto pak SpaceX avizuje dvojici startů v krátké době po sobě, kdy se dva stupně Ship potkají na oběžné dráze a vyzkouší přečerpání desítek tun pohonných látek z jedné lodi do druhé. To bude kritická operace pro návrat člověka na Měsíc, kdy bude Starship sloužit jako lunární modul, stejně jako pro chystané výpravy na Mars.
Cesta ke všem těmto plánům ale povede přes zvládnutou misi IFT-8.
Aktualizace: Doplnili jsme informaci o posunutí startu
