Starship HLS a lunární mise: SpaceX provedlo test motoru při extrémně nízké teplotě
25.9.2023, Karel Polívka, aktualita
K přistání lidí na Měsíci by mělo dojít v rámci mise Artemis III. K tomu bude využita upravená verze kosmické lodi Starship (varianta HLS), takže ve SpaceX teď probíhá vývoj a testování. Jako třeba nedávný test motoru Raptor při extrémně nízké teplotě.
Začneme obecně o programu Artemis. Jeho cílem není jen opětovné přistání na povrchu Měsíce, ale jeho mise budou spočívat v získávání zkušeností, ve vývoji nových technologií, budování nové mezinárodní vesmírné stanice na orbitě Měsíce a v prohloubení spolupráce státních agentur (jako NASA nebo ESA) a soukromých firem (jako SpaceX nebo Axiom Space), abychom se konečně mohli začít rozšiřovat za hranice Země. To všechno jsou také nutné kroky před tím, než bude možné první přistání lidí na Marsu. Vyžádá si to hodně času, nicméně je důležité, že jsme se už na tuto cestu vydali. Mimochodem, Artemis byla řecká bohyně lovu a Měsíce, jejímž bratrem byl bůh Appolón.
NASA a SpaceX pracují na kosmické lodi Starship HLS (Human Landing System), která bude sloužit pro přistání lidí na Měsíci a poprvé k němu dojde v rámci mise Artemis III. Jde o variantu kosmické lodi Starship uzpůsobenou právě pro lunární mise Artemis. Bude u ní více rozdílů oproti standardní variantě (např. upravené přistávací nohy, solární panely, přidané trysky v prostřední části, dvě přechodové komory nebo výtah). Jelikož se u ní nepočítá s návratem na Zemi, nebude mít tepelný štít a ani aerodynamická křidélka.
Pro úplnost dodejme, že raketový systém Starship obsahuje 1. stupeň v podobě boosteru Super Heavy a 2. stupeň v podobě kosmické lodi Starship, jež bude existovat ve více variantách (v programu Artemis se počítá se 3 verzemi). Harmonogram mise Artemis III by měl být následující
- Odstartuje raketový systém Starship, který na orbitu Země vynese zásobovací verzi lodě Starship.
- Odstartuje několik raketových systémů Starship, které na orbitu Země vynesou standardní verze lodě Starship s palivem, kterým se postupně naplní zásobovací loď.
- Odstartuje raketový systém Starship, který na orbitu Země vynese loď Starship HLS.
- Loď Starship HLS se na orbitě Země spojí se zásobovací lodí a dojde k jejímu naplnění palivem.
- Loď Starship HLS odcestuje na orbitu Měsíce (NRHO), kde bude čekat na přílet lidské posádky.
- Odstartuje raketový systém Space Launch System (SLS), který vynese na orbitu Země lidskou posádku v lodi Orion.
- Loď Orion odcestuje na orbitu Měsíce (NRHO), kde se spojí s lodí Starship HLS a přestoupí na ni 2 lidé.
- 2 lidé v lodi Starship HLS přistanou na Měsíci, kde budou cca 7 dní.
- 2 lidé v lodi Starship HLS odstartují z povrchu Měsíce a na jeho orbitě se opět spojí s lodí Orion.
- 2 lidé přestoupí z lodě Starship HLS na loď Orion, jež se vrátí zpět a přistane na Zemi.
První testovací let lodi Starship HLS bez lidské posádky by měl proběhnout někdy v roce 2024, přičemž nejbližší termín pro uskutečnění mise Artemis III byl stanovený na prosinec 2025, ale spíše k němu dojde až v roce 2026. Ve SpaceX tak probíhá naplno vývoj a testování.
Nejdříve se podívejme na nejnovější test (z letošního srpna) motoru Raptor Vacuum (RVac) poté, co byl zchlazen na výrazně nižší teplotu, aby se tím navodily podmínky, jaké budou u lunárních misí. Je totiž rozdíl, pokud dojde k zážehu krátce po vynesení na orbitu, nebo když k němu dojde až po delším setrvání ve vesmíru kdy jsou všechny systémy a materiály delší dobu vystavené výrazně nižším teplotám, což by mohlo přinést nové problémy. Test ale proběhl úspěšně, jelikož došlo ke korektnímu zažehnutí motoru.
Test of a Raptor Vacuum engine chilled to mimic conditions after a long coast period in space pic.twitter.com/o3kGEf9UtI
— SpaceX (@SpaceX) September 14, 2023
Druhé video nejspíše zachycuje část testu provedeného v listopadu 2021, jenž trval 281 sekund a měl dva cíle. Tím prvním byl test schopnosti motoru měnit v průběhu času svůj výkon a tím druhým byla jeho schopnost nepřetržitého provozu po celou dobu, jež by měla odpovídat sestupu nad povrch Měsíce. Zde je třeba říct, že se zatím neví, jak přesně bude sestupná fáze z hlediska využití motorů a přídavných trysek probíhat. Problém je v tom, že pokud by byly používané jen Raptory ve spodní části, docházelo by k přílišnému narušování povrchové vrstvy Měsíce.
Raptor engine demonstration of a descent burn to the lunar surface pic.twitter.com/MbW19KFm2H
— SpaceX (@SpaceX) September 14, 2023
Další mise Artemis IV by měla už pro přestup lidské posádky z lodí Orion na lodě Starship HLS využívat připravovanou mezinárodní vesmírnou stanici Lunar Gateway, jejíž první část by měla být vynesena nahoru v roce 2025 a bude se nacházet na orbitě Měsíce (NRHO).
