Powrót człowieka na Księżyc odłoży się w czasie. Przyczyna? Lądownik Starship

W sobotę, 18 listopada z kompleksu Starbase w Boca Chica w Teksasie w swój drugi lot testowy wystartowała rakieta Starship/Super Heavy. Zgodnie z założeniami rakieta nie miała trafić na orbitę, a jedynie wykonać lot suborbitalny, w którym miałaby wykonać 3/4 okrążenia wokół Ziemi. Celem lotu było przetestowanie nowego stanowiska startowego, pierwszego stopnia rakiety, nowego sposobu odłączania się górnego stopnia i przetestowanie osłony termicznej, której zadaniem jest odprowadzanie ciepła podczas wejścia rakiety w atmosferę ziemską. Nawet udany, taki lot miałby być jedynie pierwszym drobnym krokiem na drodze do realizacji misji Artemis III, w której astronauci znajdujący się na pokładzie specjalnej wersji Starshipa mieliby trafić na powierzchnię Księżyca. Pierwotnie misja była planowana na 2024 rok, ale mimo częściowego sukcesu sobotniego lotu, myśl o załogowym powrocie na Księżyc można odłożyć spokojnie na kilka lat na półkę. Przed inżynierami SpaceX jeszcze bardzo długa droga.
Powrót człowieka na Księżyc odłoży się w czasie. Przyczyna? Lądownik Starship

Planowany na 90 minut drugi testowy lot rakiety Starship zakończył się po niecałych 9 minutach. Rakieta wystartowała prawidłowo, zadziałały wszystkie silniki pierwszego członu i tym razem Starshipowi udało się bezpiecznie (i spektakularnie) od niego oddzielić. W chwilę po oddzieleniu pierwszy człon rakiety eksplodował. Sześć silników Starshipa także zadziałało prawidłowo i działało przez kolejnych sześć minut. Ostatecznie jednak, na wysokości około 150 kilometrów nad powierzchnią Ziemi, zaledwie kilkanaście sekund przed zaplanowanym wyłączeniem silników, Starship także eksplodował, kończąc tym samym drugi lot testowy zestawu.

Niemal natychmiast w mediach pojawiła się narracja, że lot był ogromnym sukcesem. Z pewnością firma Elona Muska pozyskała w trakcie lotu ogrom danych, na podstawie których będzie w stanie ustalić, co poszło nie tak i na podstawie tego wprowadzić odpowiednie zmiany, które zwiększą szansę na sukces podczas kolejnego lotu. Nie sposób jednak oprzeć się wrażeniu, że sukcesem byłoby wykonanie pełnego lotu zgodnie z planem. To jednak tylko kwestia medialnej nomenklatury i ogromnej ilości PRu, którego Elonowi Muskowi nigdy nie brakuje.

To jednak dopiero malutki krok bardzo długiej wyprawy

Śledząc doniesienia medialne, można odnieść wrażenie, że gdy w końcu SpaceX uda się zrealizować cały lot testowy, będziemy już o krok od wysłania Starshipa w kierunku Księżyca tak, aby mógł dostarczyć ludzi na powierzchnię Srebrnego Globu. To jednak tylko złudzenie. Tak naprawdę nawet SpaceX do końca nie wie, ile jeszcze kroków zostanie mu do pokonania, zanim do tego dojdzie.

Czytaj także: Kiedy ludzkość powróci na Księżyc? Plany NASA się komplikują

Przypomnijmy zatem, jak wygląda architektura misji Artemis III. Kiedy już lądownik Starship znajdzie się na orbicie wokół Księżyca, z Ziemi wystartuje rakieta Space Launch System, na której szczycie znajdzie się statek Orion z załogą. Po wyniesieniu na orbitę Orion rozpocznie swoją podróż w kierunku Księżyca. Po dotarciu na miejsce Orion zacumuje do Starshipa, załoga przesiądzie się do lądownika, lądownik odłączy się od Oriona i rozpocznie opadanie w kierunku powierzchni Księżyca. Ostatecznie 50-metrowej wysokości Starship pionowo wyląduje na Księżycu, dostarczając tam pierwszych ludzi od ponad pięćdziesięciu lat.

Jak dostarczyć Starshipa na orbitę wokół Księżyca? To trudniejsze niż się wydaje.

O ile lot załogowego statku Orion do Księżyca został już przetestowany w trakcie misji Artemis I i zostanie dopracowany podczas załogowej misji Artemis II (załoga statku okrąży Księżyc i wróci na Ziemię bez lądowania), o tyle dostarczenie gigantycznego Starshipa w to samo miejsce będzie znacznie trudniejsze.

Załóżmy zatem, że w ciągu najbliższych kilku miesięcy SpaceX śpiewająco wykona trzeci lot testowy. Rakieta wystartuje, Starship odłączy się od Super Heavy, Super Heavy wyląduje w Zatoce Meksykańskiej, Starship wykona 3/4 okrążenia wokół Ziemi i w całości woduje w okolicach Hawajów. Niczym w grze komputerowej, SpaceX tym samym rozpocznie przygotowania do kolejnych testów, które skupią się na zadaniu, którego jeszcze nikt nie testował.

Aby Starship znajdujący się już na niskiej orbicie okołoziemskiej wyruszył w podróż w kierunku Księżyca, będzie potrzebował paliwa. Problem w tym, że nie da się tak po prostu zatankować Starshipa po brzegi paliwem, postawić go na Super Heavy i mieć nadzieję, że uda się to wynieść na orbitę.

Czytaj także: W 2024 na Księżycu stanie pierwsza kobieta. NASA ma ambitny plan

Kiedy załogowy lądownik księżycowy (wersja załogowa Starshipa) wystartuje z Ziemi, to zużyje swoje zapasy paliwa, aby dotrzeć na niską orbitę okołoziemską. Bez paliwa w stronę Księżyca nie poleci.

Aby wyeliminować ten słaby punkt, SpaceX będzie musiał wysłać na orbitę Starshipa, który będzie służył za swoistą stację benzynową. Ten Starship także dotrze na orbitę, zużywając całe swoje paliwo. Z tego też powodu konieczne będzie wysłanie do niego kolejnych zapasów, które zamiast ładunku (a rakieta ma wynosić do 150 ton na orbitę) będą miały zapasy ciekłego tlenu i metanu, które następnie będą przetaczane do zbiorników “stacji benzynowej”. Aby wypełnić owe zbiorniki do pełna, trzeba będzie… no właśnie… w zależności od tego, kogo spytamy, od 10 do 20 lotów innych Starshipów z paliwem.

Cała ta seria musiałaby zostać zrealizowana w ciągu zaledwie kilku tygodni. Po zatankowaniu do pełna statku paliwem, w końcu startowałby z Ziemi załogowy Starship-lądownik, uzupełniałby zapasy paliwa ze Starshipa-stacji benzynowej i wyruszał w podróż do Księżyca.

Problem jednak w tym, że wciąż nie rozwiązano wielu kwestii związanych z tankowaniem stacji benzynowej i długotrwałym przetrzymywaniem paliwa na orbicie. Nie wiadomo jak łatwe będzie połączenie dwóch Starshipów i przetaczanie paliwa między nimi w warunkach mikrograwitacji. Co więcej, w toku prac trzeba będzie ustalić ile metanu i ciekłego tlenu odparuje w przestrzeni kosmicznej. Trzeba tutaj pamiętać, że znajdujący się na orbicie wokół Ziemi Starship będzie naprzemiennie wystawiony na działanie promieni słonecznych i na ich brak. Nawet niewielkie różnice temperatur mogą doprowadzić do odparowywania paliwa.

Czyli tak naprawdę mówimy o sytuacji, w której nawet gdybyśmy mieli już całą technologię opracowaną, do wysłania pierwszego Starshipa w kierunku Księżyca potrzebujemy kilkudziesięciu lotów na orbitę z transportem paliwa. Problem w tym, że te technologie nie są opracowane i wymagają licznych testów. Śmiało możemy tutaj dołożyć kilka lub kilkadziesiąt dodatkowych lotów.

Kiedy już wszystko będzie gotowe, zanim ludzie polecą w kierunku Księżyca, aby przesiąść się na Starshipa, NASA wymaga jednego lotu bezzałogowego. Czyli konieczne jest wyniesienie cysterny, paliwa, Starshipa załogowego, lot w kierunku Księżyca i bezzałogowe lądowanie na powierzchni. Dopiero gdy ten etap uda się zrealizować bezproblemowo, SpaceX będzie mógł myśleć o realizacji misji Artemis III.

Warto tutaj także pamiętać, że aby całe przedsięwzięcie miało sens ekonomiczny, zarówno pierwszy, jak i drugi człon rakiety musi nie tylko bezproblemowo latać na orbitę, ale także musi z niej wracać na Ziemię w stanie nadającym się do ponownego wykorzystania. W międzyczasie zatem inżynierowie będą musieli przetestować i dopracować procedury powrotu obu członów na powierzchnię Ziemi oraz umożliwiające to osłony termiczne.

Długa droga zatem przed firmą Elona Muska, wszak mówimy o zaawansowanych i specjalistycznych (cysterna, stacja benzynowa, lądownik księżycowy) wersjach rakiety, która jak na razie jeszcze nigdy nie trafiła na orbitę.

Więcej:starship