Visul lui Elon Musk prinde contur, chiar daca apar amanari si diverse probleme tehnice. Giganticul sistem Starship, care intr-o forma si mai puternica, ar putea duce peste zece ani oameni pe Marte prinde tot mai clar contur.
In articol puteti citi despre ideea rachetei, despre motivele pentru care este o masinarie fantastica si despre modurile diferite de lucru ale NASA si SpaceX.
Starship - Ce este si cum este
Dorinta lui Musk este sa trimita oameni pe Marte, iar pentru asta compania lucreaza de multi ani la un sistem spatial urias numit Starship care contine naveta numita Starship si racheta numita Space heavy. Ambele vor fi reutilizabile.
Musk a anuntat in septembrie 2018 numele Starship, vorbind despre structura sistemului cu care, in viitorul indepartat, oamenii ar putea instala colonii pe Marte. Pana atunci, racheta era cunoscuta sub numele Big Falcon Rocket (BFR)
„Tehnic vorbind sunt doua parti: Starship este nava spatiala/treapta superioara si Super Heavy este boosterul (motorul de racheta) de care este nevoie pentru a scapa de atractia gravitationala a Pamantului”, spunea Musk.
1. Starship va avea 50 de metri inaltime si 9 metri diametru, va dispune de o suprafata mare de incarcare si de sase motoare Raptor.
2. Despre „Super Heavy” Elon Musk a spus ca va fi „cel mai mare obiect zburator construit vreodata”. va avea peste 30 de motoare Raptor si va fi o racheta super-puternica. Treapta Super Heavy va avea 69 de metri inaltime si capacitatea rezervoarelor va fi de 3.400 tone de combustibil, de aproape trei ori mai mare decat la treapta Starship. Generatiile urmatoare vor avea o capacitate de 3.800 tone.
Elon Musk si lupta cu costurile mari
Acum un deceniu, Elon Musk aproape ca plangea in direct la emisiunea TV „60 Minutes” de pe CBS, cand a fost intrebat ce crede despre declaratia unuia dintre idolii sai, Neil Armstrong, nimeni altul decat primul om care a pasit pe Luna.
Armstrong declara in Congresul SUA ca are mare indoieli despre includerea companiilor private la „varful” programului spatial. Istoria a dovedit ca s-a inselat: companiile private chiar pot revolutiona programele spatiale si costul lansarilor poate fi de 10 ori mai mic decat daca totul era facut prin NASA si prin marile concerne aerospatiale. Evident ca a fost nevoie de ani de incercari cu multe erori tehnice si chiar si cu explozii, dar companiile spatiale au dovedit ca pot fi „fasnete”, indraznete si eficiente.
„As vrea sa vina sa vada ce facem noi aici”, spunea Musk, referindu-se la cei precum Neil Armstrong, care nu aveau incredere in SpaceX. Era de neconceput ca o companie privata sa lanseze astronauti NASA.
In 2013, Elon Musk declara la o conferinta TEdEx ca SpaceX urmareste sa rezolve o problema vitala: sa existe o racheta reutilizabila in intregime. „Naveta spatiala a fost o tentativa de racheta reutilizabila, dar chiar si rezervorul principal a fost aruncat de fiecare data. Este posibil de obtinut o reducere de 100 de ori a costurilor zborului spatial, daca poti reutiliza fiecare racheta”.
NASA are o abordare total diferita, multi au numit-o „pasi mici, costuri mari”.
Gwynne Shotwell, presedintele SpaceX, spunea in documentarul „Back to Space” ce poate fi urmarit pe Netflix ca estimarile arata ca programele Apollo au costat cam 350 miliarde dolari si au ajuns in spatiu 350 de astronauti, ceea ce inseamna cam un miliard de dolari pentru fiecare om care a ajuns in spatiu. Data fiind suma uriasa, este normal sa se vrea reducerea substantiala a costurilor, spunea sefa SpaceX.
Estimarea este ca o lansare care in trecut a costat un miliard de dolari cand NASA a dirijat tot, sa ajunga sa coste cateva zeci de milioane de dolari cu SpaceX, iar aici vorbim despre lansari cu echipaj uman. Promitand reduceri uriase de costuri pentru transporturi de incarcaturi pe orbita, Elon Musk s-a referit la „crazy low numbers” (numere nebunesti de mici). Cu optimismul sau faimos a vorbit despre atingerea unui punct in care o lansare sa coste un milion de dolari!.
Momentul Guadalajara 2016 si visul martian
In septembrie 2016, la Guadalajara, in Mexic, Musk a tinut o conferinta care a starnit un urias interes si nici nu este de mirare, fiindca prezenta viziunea lui despre cum vor ajunge oamenii pe Marte si cum vor putea sa intemeieze colonii.
Musk spunea ca pentru inceput SpaceX va lansa racheta Heavy Falcon, un mastodont cu 27 de motoare care va putea sa duca primii oameni pe Marte si apoi va fi lansat un ”transportor” urias de 120 metri inaltime, 42 de motoare si capacitatea de a duce 100 de oameni cu o viteza de 101.000 km/h. Era o prima referire la ceea ce in 2018 va primi numele Starship.
Musk spunea atunci ca ar vrea ca primele nave cu incarcaturi si provizii sa fie trimise catre Marte in 2022 sau 2023, iar primii oameni sa fie trimisi in 2024. Musk a fost mereu „generos” cand este vorba de termene si putem presupune ca primii oameni vor ajunge pe Marte dupa 2030.
Teste cu esec, dar si cu succes
Compania SpaceX a testat anul trecut cu succes componente esentiale din sistemul spatial Starship care ar trebui sa duca oameni pe Luna in cativa ani si care, asamblat complet, va avea 120 de metri inaltime. Elon Musk s-a referit la racheta Starship ca fiind „the holy grail of space technology”, mai ales ca este reutilizabila, si a spus de nenumarate ori ca este cruciala pentru planul sau de a duce oameni pe Marte.
SpaceX a testat pana acum mai multe prototipuri ale sectiunii superioare din sistemul Starship, pana la o altitudine de aproximativ 10 km. Unele au explodat la sol sau in zbor, dar au fost si reusite, adica reveniri pe Terra, o zi mare fiind 5 mai 2021. Atunci, booster-ul, practic a doua treapta a super-rachetei, cu patru motoare Raptor, a reusit sa revina cu bine in zona de aterizare, pornind motoarele cu putin timp inainte de a atinge solul, pentru a incetini aproape total. Intre decembrie 2020 si aprilie 2021 fusesera facute patru teste cu booster-ul si toate s-au incheiat cu explozii in diverse etape.
Musk a vorbit despre viitorul in care rachetele vor fi „fully and rapidly reusable”, adica reutilizabile complet si cu posibilitatea de a executa o noua lansare, la foarte putin timp dupa ce elementele au revenit pe Terra. Clar este realizabil, dar numai dupa multe teste si prin acceptarea faptului ca o parte dintre prototipuri se vor face zob pana la gasirea retetei perfecte.
Pasul urmator, ajungerea pe orbita, este unul mai complicat din punct de vedere tehnic Pentru a ajunge in spatiu, SpaceX trebuie sa lanseze si sa testeze treapta Super Heavy care va avea peste 30 de motoare Raptor. Sunt inca probleme de productie la aceste motoare, dar Musk promite ca vor fi rezolvate si promite ca SpaceX va ajunge sa produca un motor Raptor in fiecare zi. In plus, vor fi de doua ori mai puternice motoarele Raptor de urmatoare generatie, iar costul pe unitate va scadea.
Cele mai recente declaratii despre primul zbor orbital Starship vin de la presedintele SpaceX, Gwynne Shotwell, care a indicat lunile iunie sau iulie. La cate amanari au fost, nimic nu este sigur, dar este totusi realist sa credem ca primul zbor orbital se va produce in 2022.
Elon Musk ar fi vrut ca primul zbor orbital Starship sa se petreaca la final de 2021, insa nu a fost posibil din cauza unor probleme tehnice, dar si fiindca autoritatea Federal Aviation Administration a lansat o consultare publica pe tema impactului pe care lansarea il va avea asupra mediului. SpaceX mai are de primit o serie de aprobari in Texas si o decizie ar trebui anuntata pana la final de mai.
Din 2010 SpaceX utilizeaza rachete Falcon 9 pentru diversele misiuni, iar booster-ul este reutilizabil. Starship este urmatoarea generatie, este mult mai mare, poate zbura mai des si costul zborurilor va scadea, pentru ca racheta va fi complet reutilizabila. Dar mai sunt probleme tehnice de rezolvat si teste cruciale de facut.
Cum reduce SpaceX asa de mult costurile fata de NASA?
„Costurile sunt mai mici fiindca este interesul sectorului privat sa faca acest lucru: sa lucreze cat mai eficient din punct de vedere financiar. Dar a si ales un material interesant pentru corpul rachetei, pentru ca foloseste otel inoxidabil si alegerea este interesanta, fiind vorba despre un material ieftin care rezista la temperaturile ridicate de la trecerile repetate prin atmosfera. Nu trebuie uitat ca sunt componente ce vor fi folosite de mai multe ori si sufera stresuri mecanice si tehnice importante, vor reveni apoi pe Pamant, vor suferi din nou stresuri tehnice si mecanice si iarasi vor fi lansate”, explica pentru HotNews.ro, fizicianul Claudiu Tanaselia care este si editor la site-ul de stiri despre spatiu parsec.ro.
Initial, Musk voia ca racheta sa fie construita din fibra de carbon, dar in ianuarie 2019 a anuntat schimbarea, iar otelul inoxidabil s-a dovedit a fi o idee buna.
Pe niciun vehicul de test nu au fost montate 33 de motoare, cum va fi cazul pentru primul Starship care va ajunge pe orbita in 2022 sau 2023. Motoarele si pompele sunt scumpe si SpaceX lucreaza intens la cresterea productiei.
„Un alt avantaj al Starship este ca va folosi metan care este mai performant decat kerosenul, iar asta inseamna ca in acelasi volum avem mai multa energie disponibila pentru racheta. Elon Musk a gandit foarte departe, dar, odata ajunsi pe Marte, cum isi doreste el, am putea produce prin reactii chimice metanul la fata locului, iar rachetele nu vor mai trebui sa care si combustibil pentru intoarcere, ci pot pregati totul la suprafata lui Marte. Dar asta va fi intr-o faza avansata a explorarii martiene”, spune Claudiu Tanaselia.
Daca folosesti kerosen la un motor reutilizabil ai probleme cu funinginea din kerosen care se depune pe motoare si curatarea este complicata. La metan, arderea este mai curata. Metanul a atras atentia mai multor companii, fiindca are performante bune si este mai ieftin.
Ar mai fi o idee: cu Starship ar putea fi duse foreze uriase pe Marte sau pe alte corpuri ceresti si ar putea fi aduse zeci sau cateva kilograme de mostre. si nu mini-mostre de ordinul zecilor/sutelor de grame ca in prezent.
O alta idee sugerata este ca prin Starship sa fie trimis in spatiu un super-telescop, sau chiar mai multe, insa, desi suna bine, acest lucru va dura si va costa enorm, asa cum a dovedit misiunea James Webb (10 miliarde dolari si intarziere de 10 ani).
Va fi lung drumul catre o misiune cu echipaj uman catre orbita Lunii, si mai ales catre cea a lui Marte, sunt chestiuni foarte complexe, mai ales ca Elon Musk nu a oferit date clare despre cum va fi capsula Dragon destinata unui zbor lung catre Marte. Problemele ce trebuie depasite vor fi extrem de mari.
Si aceasta prima varianta de Starship este puternica si ar putea ajunge pe Marte, dar vor exista noi versiuni de Starship pana in 2030. „SpaceX ia in calcul si optiunea de a alimenta pe orbita un Starship. O racheta este trimisa pe orbita, apoi ajunge acolo si o a doua, plina cu combustibil, iar combustibilul din a doua racheta va ajunge in prima si acea prima racheta va pleca spre Marte”, explica Tanaselia.
SLS vs Starship
NASA a incercat recent un test static al sistemului SLS din misiunea Artemis, dar nu a fost un succes, fiindca au fost probleme la alimentarea rezervoarelor cu combustibil pentru uriasa racheta. NASA va incerca din nou testul in saptamanile urmatoare.
Date fiind ambitiile lui Musk si hotararea cu care testeaza rachete, l-am intrebat pe Claudiu Tanaselia daca este o concurenta sau o colaborare intre Starship si SLS.
„In aceasta faza eu as spune ca proiectele colaboreaza, fiindca NASA se bazeaza in programul Artemis pe Starship pentru a transporta astronautii pe Luna. Prima aselenizare se va face fara ajutorul statiei spatiale Gateway pe care NASA o va construi in jurul Lunii, dar care va fi gata dupa 2026. La prima aselenizare astronautii nu vor avea acces la acel Gateway si vor folosi un modul din Starship pentru a ajunge de pe orbita Lunii, pe suprafata. Este important de spus ca SLS are o arhitectura diferita, nu are un modul lunar care sa ajunga pe suprafata Lunii, ci doar capsula Orion care NU poate ajunge pe suprafata Lunii, ci este facuta pentru zboruri in spatiu si pentru intoarcerea astronautilor pe Terra. Asadar, NASA are nevoie de un lander, iar primul va fi de la aceasta Starship care nu va fi identica cu ce vedem acum in Texas, ci una modificata pentru a opera si se suprafata Lunii”
Pentru moment, NASA plateste SpaceX pentru a dezvolta Starship, iar pe viitor, daca Starship se va dovedi ieftin de folosit, ea va schimba complet peisajul lansarilor si SLS ar putea deveni mult prea scumpa pentru a putea fi folosita mult timp, explica Tanaselia. Conditia este ca Staship sa se dovedeasca la fel de fiabila precum Falcon 9 care este un succes, o minune a tehnologiei moderne.
Musk isi doreste, cu Starship, sa faca des lansari, sa trimita multe incarcaturi in spatiu si sa fie suprer-ieftin de lansat. Si, intr-o prima faza, vrea sa trimita la fiecare transport sute de sateliti Starlink pe orbita, pentru a face profit.
SLS de la NASA reprezinta o tehnologie testata, are si o dimensiune politica, NASA dorind sa pastreze locuri de munca, insa o lansare costa cateva miliarde de dolari, asa ca va fi posibila doar o lansare pe an, in cel mai bun caz. Unele estimari indica pentru SLS costuri de 2 miliarde dolari/lansare, altele vorbesc despre 4 miliarde dolari. Suma este uriasa, mai ales ca sunt bani publici.