Starship - testovací let SN8

Je 9.12.2020 a bude to již osmý test tohoto stroje. Rakety, která vypadá na první pohled zvláštně. Když jsem ji spatřil poprvé, pomyslel jsem si cosi ve smyslu Cimrmanovského: "Budoucnost patří aluminiu" - leč tato "plechovka" je celá nerezová. Průměr 9m, oba stupně mají dohromady výšku dvou Petřínských rozhleden. Doposud se všechny pokusy odehrávaly v blízkosti země, jen s jedním motorem a jen ve svislé poloze. Takové "hopsání" nahoru a dolu. Dnes by to - v porovnání s tím, co bylo - měl být spíše akrobatický let.

Co čekat?

Těžko říci. Jedná se totiž o interní test a skutečnost, že jsme mohli přihlížet, je jen díky tlaku veřejnosti na sociálních médiích. Proto v tomto pokusu nebyl žádný komentář ze strany SpaceX ani ze strany NASA. Co se podařilo zjistit (a velký dík patří nadšencům jako je Tory Carissimo [Overlook Horizon] a jeho skvělým přímým přenosům) je, že se bude jednat o výlet do 100x větší výšky, v porovnání s tím, jak vysoko se doposud Starship dostala. S tím souvisí i bezpečnostní opatření spojená s tímto pokusem. Celá vesnice Boca Chica (Texas) byla dočasně evakuována, protože pokud by došlo k nepředpokládané situaci, bude zahájena řízená destrukce rakety pomocí náloží umístěných na tělese rakety a trosky z té výšky mohou dopadnout do poměrně velké oblasti. 

To je i důvodem, že byl pro tento pokus vyhlášen zakázaný prostor kolem celé základny od země do "neomezena" (prakticky do výšky FL660), což je komplet celý řízený vzdušný prostor v tom regionu. 

Již jednou byl test odložen

8.12.2020 byl zaznamenán problém s motorem Raptor 1.3sec před startem. "Raptor abort" - to bylo vše, co sdělili. Sekvence byla okamžitě automaticky přerušena a pokus odročen o jeden den. Více důvodů nám SpaceX není povinna říci, jelikož se opravdu jedná o interní test a nikdo vně firmy neví, co přesně se bude testovat, co bude záměr a co nečekaná souvislost.

Start 9.12.2020 - napětí stoupá

Nádrže natlakovány, odvětrávání bylo zahájeno, odvětrávání kapalného kyslíku v T-0:20 také. Cokoli se stane bude v podstatě překvapením, protože SpaceX nesdělil jediný detail ohledně přesného průběhu testu. 

Počítá se s tím, že raketa vyletí do výšky 12,5km. Tam provede obrat pro návrat "na plocho" pomocí řídicích ploch tzv. "eloneronů", v určité vzdálenosti od země se pomocí motorů dostane opět do svislé polohy a měla by přistát na přistávací platformě. To je v porovnání s předchozími testy poměrně hodně obratů. Na rozdíl od Falcon 9, který pálí kerosin a kapalný kyslík, Raptor pálí kapalný metan s kapalným kyslíkem. Proč? Jsou to substance, které lze dobře vyrobit např. i na Marsu.

Čas T-0:06 a z rakety odcházejí přebytečné páry paliva a kyslíku. Celá konstrukce nyní čelí poměrně silnému mrazu ze strany paliva, které má hodně pod -150°C. Střední část tělesa rakety je v oblasti palivových nádrží světlejší. Pro úspěch dnešního testu není účelem úspěšné přistání. Připomeňme si, že doposud se létalo svisle nahoru a dolů - testovala se stabilizace pomocí trysek Raptorů. Dnes přibudou obraty, které si vyžádaly vyšší operační výšku. Ale co to? Náhle přichází "HOLD, HOLD, HOLD command".

S čím nikdo nepočítal

To, že se do programu testu vmísí počasí, se dá nějak předpokládat, ale že pouhé 2 minuty před startem nějaký VFR pilot - údajně s Cessnou - naruší ochranný zakázaný prostor, to se dá omluvit jen těžko. 

I stalo se, odvážný letec byl záhy odkloněn, ale protože bylo odpočítávání přerušeno po T-20, což je okamžik, kdy se do rakety zahájilo čerpání paliva, tak bylo nutné pohonné hmoty odčerpat ven a vše připravit znovu. 

A čas letí. Startovací okno je neúprosné a pomyslné dveře k úspěchu celého testu více a více přivřené. 

pozn. ten "čmoudík" mířící vpravo zhruba v polovině výšky tubusu je odvětrání nádrží, které je součástí procedury pro přerušení odpočítávání (tedy není to důvod přerušení, ale jeho důsledek)

V diskusi padaly sumy ohledně pokuty za takový prohřešek. Nejprve 100kUSD, pak 50kUSD. I to je dost, ale uvážíme-li, co vše se muselo navíc a tedy zbytečně kvůli tomuto incidentu udát, tak je to možná ještě levné. Každopádně ten nešťastník bude na tento den dlouho vzpomínat.

Celý proces se vrací na čas T-01:17. To dovolí personálu odtlakovat nádrže, odčerpat palivo a provést potřebné úkony pro přípravu opětovného plnění.

Start

T-0 Starship provádí zážeh motorů a 50m kolos pomalu stoupe k obloze. 

Při pohledu zvenčí by se mohlo zdát, že se jedná o druhý stupeň, který není "zvyklý" na operace v tíhovém zrychlení naší země, přinejmenším ne takto blízko zemského povrchu, ale telemetrie ukazuje, že se "nejede" na plný plyn. Pomyslná plynová páka je na cca 50% max. možného výkonu. Není divu, raketa má minimální množství paliva, jen a pouze takové, které je potřeba pro provedení testu - nic navíc - takže by do výšky "vystřelila" příliš svižně. Cílem pokusu evidentně nebylo překročení zvukové hranice. 

Stoupání

Pohled do prostoru trojice motorů Raptor ukazuje všechny 3 v plné činnosti. 

Když tu náhle v T+01:42 jeden z nich vysadí. Otázkou je, zda to bylo plánováno či nikoli, ale raketa stále stoupe, zčásti již setrvačností. 

Zbývající dva Raptory přebírají stabilizaci a při pohledu z vnějšku, jakoby se nic nedělo. Prostě "jedou na dva". Celá souprava drží svisle, takřka bez hnutí, ale je jasné, že regulační mechanismy trysek makají na plné obrátky, protože se musí potýkat s mimoosým tahem a kompenzovat jej. Vše se zdá, že funguje skvěle, jen vektorování tahu motorů je více patrné.

V T+03:12 náhle dochází k vypnutí i druhého Raptoru ze tří. Je to poměrně neobvyklé, ale zase by to mohlo být součástí testu, který ověří ovladatelnost stroje, pokud bude z jakéhokoli důvodu v budoucnu k dispozici pouze jedna pohonná jednotka.

Další v pořadí je obrat, který se ještě s tímto objektem nedělal - flip, který převede raketu ze svislé polohy do polohy na plocho, což jest u raket doposud nevídaný režim.

T+04:25. Soudě dle "dýmu" raketa již "couvá" zpět k zemi. V T+04:38 řídicí povel jakoby podsekne její záď a vypne i zbývající motor. Řídicí impulsy motorků ve špici rakety sklápí příď do správného směru. Současně se sklopí postranní řídicí plochy, na které si raketa de-facto aerodynamicky "sedne" a jejich mírným vychylováním do vzpřímené polohy (a tedy zvyšováním jejich brzdného účinku) dochází k úpravě polohy a podélného sklonu celé soustavy. 

Proužky přerušující odlesk na trupu indikují oblast kde došlo k namrznutí vzdušné vlhkosti. To je stav pohonných hmot v nádržích ve svislé poloze.

T+5:00 raketa přechází do polohy "na plocho" a lze konstatovat, že je to velice stabilní režim, při kterém nedochází k viditelným kmitům. Řídicí plochy mírně korigují polohu a lze tušit, že se celý kolos řízeně sune nad místo předpokládaného přistání (přesně jako parašutista při volném pádu). Celý tento režim je překvapivě stabilní, žádná rotace či stranové kmity. Raketa "sedí" v luftě jako přibitá. Jen aerodynamický odpor trupu a velikost výchylky řídicích ploch diktuje rychlost sestupu.

S narůstající hustotou vzduchu plynule narůstá i brzdný účinek. Pěkně vymyšleno.

Země se začíná blížit. T+06:30, tedy po více než 90ti sekundách letu na plocho dochází k zážehu motorů a dynamickému přechodu modulu do svislé přistávací polohy. 

T+06:37 dochází k protikorekci pro zastavení otáčení a stabilizaci svislé polohy. Systém stabilizace funguje naprosto perfektně ... jen, jeden motor opět nemá tah. 

T+06:40 plamen výstupních proudů mění barvu do zelena. V záběru kamery z rakety kolmo dolů to vypadá, že místo přistání bude mimo přistávací plochu. 

T+06:42 záď rakety se noří do oblaku zvířeného prachu, ale je jisté, že vysoká vertikální rychlost způsobí destrukci celého stroje.

Raketa vybuchuje po kontaktu se zemí.

Při pohledu zespodu to vypadalo takto:

Je naprosto zřejmé, že jeden motor při obratu vůbec nebyl v činnosti. To prý byl záměr. V závěru dokonce i další ze dvou zbývajících motorů pohasíná a to je okamžik, kdy poslední Raptor jede na plný výkon a nejspíš i na ne zrovna optimální směs (zelený plamen), což v důsledku nestačí k odvrácení kontaktu se zemí na příliš vysoké rychlosti.

Pěkný průřez dosavadními testovacími lety přináší další videosnímek. Vidíme zde, že doposud létaly "plechovky" nejrůznějších tvarů, avšak vždy jen s jedním motorem Raptor. SN8 byl první kde byly 3 spolupracující jednotky, které poměrně hbitě manévrovaly s tubusem o průměru 9m a velikosti 15ti patrového domu.

Je zde také vysvětleno, proč došlo k vysazení motorů v závěrečné fázi. Protože celá raketa provádí obraty takřka akrobatické a poměrně dynamické, je nebezpečí, že kapalné palivo i kyslík v hlavních nádržích vlivem setrvačných sil nebudou rovnoměrně odsávány do čerpadel k motorům (akrobati by mohli vyprávět) a tak je k tomuto účelu zřízena vyrovnávací nádrž ve špici rakety. Bohužel došlo k tomu, že nebylo dosaženo dostatečného tlaku v této nádrži a došlo k nedostatečné dodávce paliva do prostoru motoru. Ten zelený odstín je známka toho, že motor spaloval "sám sebe".

Kompletní záznam

Závěrem

Takže suma sumárum vezmeme-li to na počet nových prvků, tak vzdušnou akrobacii bez motoru mají zvládnutou, teď jen dotáhnout tu motorovou fázi. Trochu mně mrzí reakce médií, která jen uvedla "ohnivou kouli" s odkazem na jiná média, že došlo k rozbití rakety, která má za několik let letět k Marsu. To poněkud zanechává "pach krve" a hořkost z toho, že jim nestojí za to uvést, jak skvělého pokroku bylo tímto pokusem dosaženo. Vždyť cesta ke hvězdám je dlážděna partikulárními průsery, ale vždy jsme se z toho poučili a udělali to příště lépe.

Tým SpaceX má potřebná data a na základě nich provede nezbytné úpravy. Tohle prostě je vývoj a klobouk dolů před všemi, kteří odvedli perfektní práci.  Na přístupu SpaceX si cením, že zatím nemá snahu něco bagatelizovat, zapírat či zametat pod koberec (a doufám, že si s tím ani nebude začínat). Bylo vidět, že stabilizaci již mají zmáknutou na jedničku (stálo to také několik testovacích letů). Nejsem na pochybách, že stejně tak zvládnou i dodávku paliva a další výzvy.  

Vždyť je to "jen" raketová věda.