2023. november 20. 10:47, Hétfő
A SpaceX megaszerkezete, a Starship a hétvégén először jutott el a világűrbe. Több mint nyolc percig repült, mielőtt 100 kilométerrel délre a cég dél-texasi indítóbázisától, a Mexikói-öböl felett felrobbant.
Ezzel a repüléssel a SpaceX fontos lépést tett előre a Starship - a valaha épített legnagyobb rakéta - tesztjében. Elon Musk, a SpaceX alapítója és vezérigazgatója szerint ez a teljesen újrafelhasználható hordozórakéta kulcsfontosságú a Marson való letelepedéshez. A közeljövőben, miután a Starship bizonyított, a SpaceX azt tervezi, hogy a rakétát a Starlink internet-műholdak rajának felbocsátására fogja használni. A NASA több mint 4 milliárd dollár értékű szerződést kötött a SpaceX-szel a Starship egyik változatának a Holdra történő leszállásra való felhasználására. Magán űrutazók is bejelentkeztek, hogy a Starship rakétával repüljenek.
De ezek az ambíciók a Starship Föld körüli pályára állításától függenek, ami még nem történt meg. A hétvégi Orbital Flight Test-2 (OFT-2) nevet kapott tesztindítás repülési profilja a pilóta nélküli masinát olyan pályára vitte volna, hogy a világ nagy részét megkerülje, majd a célzott visszatérés és a Csendes-óceánra való leszállás következett volna be Hawaii közelében. A rakéta végül nem érte el ezt a célt, de az első eredmények ígéretesek. "Megkaptuk azt, amit igazán látni és tesztelni akartunk" - mondta John Insprucker, a SpaceX egyik vezető mérnöke, aki a vállalat hivatalos élő közvetítésében kommentálta a tesztrepülést. "Láttuk a leválást, láttuk az átfordulási manővert, láttuk a Starship hat Raptor hajtóművének beindítását". Musk az óriás hordozórakétát "csodálatos gépezetnek" nevezte. "Gratulálok mindenkinek, akik lehetővé tették a mai repülési tesztet" - írta Bill Nelson, a NASA adminisztrátora az X-en. "Az űrrepülés merész kaland, amely spirituszt és merész innovációt követel. A mai teszt egy lehetőség a tanulásra - majd az újbóli repülésre".
A rakéta két szegmensre oszlik. A Super Heavy nevű, 33 Raptor hajtóművel ellátott gyorsítófokozat kiviszi a járművet a Föld légköréből, majd a hat hajtóművel ellátott Starship (Csillaghajó) néven ismert felső fokozat leválik, és eléri a Föld körüli pályára álláshoz szükséges sebességet. Az operatív küldetések során a Starship felső fokozata szolgálhat hajtóanyagtartályként, raktárként, hasznos teher elhelyezésére, illetve legénységi és utaskabinként.
A Starship áprilisi
első tesztindítása számos hiányosságot tárt fel a szerkezet tervezésében, többek között üzemanyag-szivárgást, hajtóműhibákat és az indítóállás
nagymértékű sérülését tapasztalták. Ez nem lenne meglepő bármely új rakéta első tesztrepülése esetén, de a SpaceX nem a hagyományos repülőgépiparban alkalmazott fejlesztési megközelítést követik, hanem gyorsított módszert részesítenek előnyben. Céljuk, hogy a mérnökök a fejlesztés során minél hamarabb felismerjék a problémákat, és ez általában gyorsabb megvalósulást eredményez a koncepciótól az üzemeltetésig. Az első Starship tesztrepülés óta eltelt hét hónap alatt a SpaceX áttervezte és átépítette a kilövőállás egy részét, új fokozatleválasztási módszert vezetett be a rakéta Super Heavy gyorsítórakétájának a felső fokozattól való elválasztására, és javította a metánüzemű Raptor hajtóművek megbízhatóságát.
A hétvégén a booster és a hajó is lehetőséget kapott a csillogásra. A rakéta a SpaceX magántulajdonban lévő, a texasi Öböl-partján, az amerikai-mexikói határtól északra található indítóállásáról szállt fel. A 397 láb (121 méter) magas, rozsdamentes acélból készült hordozórakéta begyújtotta 33 hajtóművét, és szombaton 7:03-kor CST (13:03 UTC) emelkedett fel az indítóállásról. A SpaceX korábban még soha nem gyújtotta be sikeresen mind a 33 Raptor hajtóművet egyszerre. Az első, áprilisi tesztindításon legalább öt hajtómű kapásból meghibásodott, és az augusztusi próbák során is még több hajtómű rosszul gyulladt be a Super Heavy hordozórakétán. Így most a SpaceX mérnökei mind a 33 hajtómű egyidejű beindítását minden bizonnyal nagy örömmel látták. Soha egyetlen rakéta sem gyújtott még be ennyi hajtóművet egyszerre.
A 33 Raptor nagy show-t rendezett, másodpercenként több mint 20 tonna hajtóanyagot fogyasztott, és eközben közel 17 millió Newton tolóerőt generált. Amikor a Starship közvetlenül napfelkelte után felemelkedett a tiszta levegőbe, maga mögött 300 méter hosszú, tüzes, kék-narancs színű kipufogógáz-nyelvet húzott. Pillanatokkal később mély morajlást hallhattak a helyi nézők, mely néhány pillanattal később recsegő mennydörgéssé erősödött. Nem meglepően a világ legnagyobb rakétája egyben a leghangosabb is. A repülés első percében a Starship átlépte a hangsebességet, és kelet felé indult a SpaceX Starbase néven ismert texasi kilövőállomásáról. Mind a 33 hajtómű végig égett, egészen addig, amíg valamivel több mint két és fél perccel az indítás után három Raptor kivételével leállították őket.
Harminchárom hajtómű indult be
A SpaceX a Raptor hajtóművek megbízhatóságának javítása érdekében fejlesztéseket és kiterjedt földi teszteket hajtott végre. A hétvégén már a motorok második generációs változatai repültek, felváltva a kevésbé megbízható első generációs Raptorokat, a Raptor 1-et. De a SpaceX már egy Raptor 3 hajtóműváltozatot fejleszt, amely a jövőbeni Starship-missziókon repülhet. A teljes időtartamú Super Heavy égés hajtóműhiba nélküli teljesítése jelentős előrelépés a Starship programban. A NASA holdraszálló programjának vezetője, Lisa Watson-Morgan korábban a hajtóművek megbízhatóságát nevezte meg a legnagyobb aggodalmak egyikeként. Ő felügyeli a NASA és a SpaceX közötti szerződést, amelynek célja, hogy a Starshipből emberes holdraszálló egység válhasson az ügynökség Artemis programja számára.
A Raptor motorja egy vadállat. Mindegyik példány félmillió Newton tolóerőt tud produkálni, ami körülbelül akkora, mint a NASA nyugdíjazott űrsiklójának vagy a Space Launch System rakétájának egyik főhajtóműve. A Raptor egy teljes áramlású, fokozatos égésű hajtóműciklust használ, ami nagyobb bonyolultsággal, de olyan előnyökkel jár, mint a magasabb hatásfok és az alacsonyabb üzemi hőmérséklet. Ez azt jelenti, hogy egy olyan hajtóművet, mint a Raptor, elméletileg könnyebb újrafelhasználni, mint bármely más nagy rakétahajtóművet.
A Super Heavy hordozórakétán az új kormányrendszer is a tervek szerint működött. Az áprilisi tesztrepülés óta a SpaceX a hidraulikus tolóerővektor-szabályozó mechanizmust elektromosan vezérelt kardántengelyes megoldással váltotta fel. Ezt a manővert a mostani tesztrepülés előtt még nem próbálták ki. A legtöbb rakétánál a gyorsítórakéták leválása a felső fokozatok hajtóműveinek beindítása nélkül történik. Ilyenkor az első fokozat néhány másodpercre leállítja a gyorsító hajtóműveit, a fokozatok elszakadnak egymástól, majd a felső fokozat begyújt, és a hasznos teher továbbhalad a megadott pályára. De a SpaceX a második teljes körű Starship tesztrepüléshez egy új, úgynevezett hot staging szekvenciát választott. Oroszország néhány rakétájánál alkalmaz ilyet, de a Starship előtt egyetlen amerikai rakéta sem használta ezt a módszert.
A Super Heavy hordozórakétán három kivételével minden hajtóművet kikapcsoltak, majd a Starship felső fokozata elindította a saját hat Raptorát, hogy a hordozófokozat leválásával egyidejűleg megkezdje a süllyedést a Mexikói-öböl felé. A forró leválásra való áttérés a SpaceX szerint növeli a rakéta hasznos teherbírását. Hogy ez lehetővé váljon, a SpaceX egy két méter magas lyukas állványt épített a Super Heavy gyorsítórakéta és a Starship felső fokozata közé. Ez lehetővé teszi, hogy a felső fokozat hajtóműveinek szuperforró kipufogógázai elhagyhassák a fokozatok közötti zárt teret, csökkentve ezzel a gyorsítórakéta károsodásának kockázatát, hiszen azt a SpaceX többször is újra fel akarja használni. Az első elemzések alapján forró fokozatváltás sikeres volt, Insprucker szerint a hot staging eredménye "pontosan az volt, amit kerestünk".
A SpaceX kamerája rögzítette ezt a lenyűgöző képet a forró leválásról
Figyelemre méltó, hogy még a Földről is látható volt ez a manőver. Hirtelen egy narancssárga buborék villant fel a rakéta körül, amely ekkor már alig egy csillagszerű folt volt az égen. A SpaceX később káprázatos nagyított felvételeket
tett közzé a fokozat leválasztásáról, amelyeket egy nagy teljesítményű nyomkövető kamera készített. Ezután a Super Heavy hordozórakéta - amely maga is akkora, mint egy egész Falcon 9 rakéta - három, még mindig égő Raptor hajtóművével megfordult, és a farokkal előre eltávolodott, majd visszagyújtotta néhány további hajtóművét és megkezdte a visszautat a texasi partok felé. A hordozórakétának a Mexikói-öbölbe kellett volna ereszkednie, hogy ott ellenőrzött, alacsony sebességgel lezuhanjon, de a Super Heavy a fokozat leválása után pillanatokkal a felső légkörben szétesett. A SpaceX terve, hogy a Super Heavy rakétákat végül visszaszállítsa a kilövőállásra, és azt egy gyors ellenőrzés elvégzése után újratöltse egy újabb repüléshez.
Az áprilisi tesztrepülés még azelőtt véget ért, hogy a SpaceX kipróbálhatta volna a Starship felső fokozatát, így most a SpaceX mérnökei először láthatták az új űrhajójukat az űrben repülni. A felső fokozat begyújtotta a hat Raptor hajtóművét és tovább repült kelet felé a "Csillagbázisról", miközben kb. 24 100 kilométer/órás sebességre gyorsult. A Starship a múlt századi neves magyar tudós, Kármán Tódorról elnevezett vonal, a világűr 100 kilométeren lévő nemzetközileg elismert határa fölé emelkedett. A SpaceX élő indítási közvetítésében megjelenő valós idejű adatmegjelenítés szerint 149 kilométeres maximális magasságot ért el .
Kevesebb mint 30 másodperccel az előtt a pont előtt, amikor a hat Starship-hajtóműnek le kellett volna állnia, a SpaceX elvesztette a rakéta telemetriáját. A vállalat élő videótovábbításán úgy tűnt, mintha az űrhajó akkor robbant volna fel, amikor a Starbase kilövőhelyéről nézve éppen a horizont alatt haladt volna el. Néhány perccel később Insprucker arról számolt be, hogy a Starship automatikus repülésmegszakító rendszere a felső fokozat hajtóműveinek égése végén működésbe lépett a Mexikói-öböl felett. Egy Puerto Rico-i időjárási radar észlelte, hogy a Starship törmelékei az Atlanti-óceán felett visszahullottak a légkörbe. Ha a hajtóművek befejezték volna az égést, a Starship elég sebességre tett volna szert ahhoz, hogy majdnem egy teljes kört megtegyen a Föld körül, mielőtt a Csendes-óceán felett visszatér a légkörbe, hogy célzottan lezuhanjon.
A teszt során a SpaceX által a Starship indítóállásán végzett fejlesztések is kipróbálásra kerültek. A rakéta az áprilisi első tesztrepülése során nagy felfordulást okozott, a Raptor hajtóművek indítása
lyukat ütött a betonba a talapzat alatt. Hatalmas betondarabok szóródtak szét több száz hektáron az indítóállás körül, behorpasztva a tartályokat és krátereket vájva a környező sárrétegekbe. Több kilométerre lévő településekre is por- és homokfelhő hullott. Ezt a SpaceX nem akarta megismételni a második tesztrepülésnél, ezért a mérnökök egy vízelárasztó rendszert telepítettek az indítóállványra, hogy megvédjék azt a hasonló sérülésektől.
A visszaszámlálás utolsó másodperceiben az özönvízrendszer több ezer hektoliter friss vizet engedett ki a platform kör alakú indítóállványa alá szerelt acéllemezbe épített csatornákon keresztül. A szökőkútszerű vízáramlásnak a Super Heavy hajtóművek hő- és akusztikai energiáját egyaránt el kellett nyelnie. Minden előzetes beszámoló szerint az özönvízrendszer úgy működött ahogyan kellett. Most a felszállás után nem voltak nagy törmelékdarabok a kilövőállás körül. Ez csökkenti a SpaceX takarítási feladatait a következő Starship tesztrepülés előtt, így adott a lehetőség egy újabb indításra a következő hónapokban.
A gyorsítórakéta nem sokkal a Starship felső fokozatáról való leválás után felrobbant. Nem volt világos, hogy magától hibásodott-e meg, vagy esetleg a felső fokozat hajtóműveinek túlhevült kipufogógázai miatt sérült meg. - ez a forró fokozatú leválás potenciális, ismert kockázata. A Starship felső fokozatának megsemmisülése a hajtóművek égésének utolsó másodperceiben azt is megakadályozta, hogy teszteljék a hajó hőpajzsát. Ha a küldetés tökéletesen sikerült volna, a repülés a felszállás után másfél órával a Starship Csendes-óceánba való lezuhanásával ért volna véget. Az űrhajót több ezer kerámialap borítja, hogy a rozsdamentes acélszerkezetet megvédje a visszatérés hőjétől. Mintha néhány csempe leesett volna az űrhajóról az űrbe emelkedés közben, de a SpaceX nem erősítette meg az erre utaló videojeleket.
A SpaceX-nek a jövőbeni tesztrepülések során biztonságosan kell visszahoznia a Starship felső fokozatát, hogy elérje a vállalat célját, egy teljesen újrafelhasználható rakéta kifejlesztését. Erre a hétvégi küldetés alapján még egy kicsit várni kell. Mint az amerikai cégek minden kereskedelmi célú indításánál, az FAA, a Szövetségi Légügyi Hivatal felügyeli annak kivizsgálását, hogy mi romlott el a mostani teszt során. A SpaceX egyébként is az FAA kereskedelmi űrhivatalának lassúságát okolta a rakéta indításának késéséért. Mivel a teszt során a rakéta mindkét eleme elveszett, az FAA balesetnek nyilvánította az indítást. "A rendellenesség a jármű elvesztéséhez vezetett. Sérülésről vagy köztulajdonban keletkezett kárról nem érkezett jelentés" - közölte az FAA.
Az FAA felelős azért, hogy a kereskedelmi célú űrindítások ne veszélyeztessék a lakosságot, felmérje a környezeti hatásokat, és biztosítsa, hogy azok megfeleljenek az Egyesült Államok nemzetbiztonsági és külpolitikai prioritásainak. Ahogyan az áprilisi tesztrepülést követően is történt, a SpaceX a mostani indításkor észlelt problémák kijavítására korrekciós intézkedések listáját fogja összeállítani. Az FAA jóváhagyja a listát, és biztosítja, hogy a SpaceX a közbiztonság szempontjából releváns összes intézkedést végrehajtja, mielőtt új kereskedelmi indítási engedélyt adna ki a harmadik Starship tesztrepülésre.
Informatika és tudomány