Widowiskowy lot i wybuch Starshipa podczas misji IFT-7

Zdjęcie w tle: SpaceX via X

Dnia 16 Stycznia o godzinie 23:37 wydarzyło się coś, na co czekali chyba wszyscy miłośnicy astronautyki. Po nieudanym podejściu do złapania Boostera w locie IFT-6 SpaceX po raz kolejny podjęło próbę powtórzenia wyczynu z 5. lotu.

Nigdy wcześniej nie wprowadzono więcej zmian względem poprzedniego lotu, aniżeli podczas ostatniego testu. Czas zatem opisać najważniejsze ulepszenia:

Plan misji i różnice względem poprzedniego lotu

Głównym celem misji było przetestowanie nowego drugiego stopnia – Shipa w wersji Block 2. Jest on o 3,1 m wyższy od swojego poprzednika, co umożliwia mu zabranie o 25% więcej paliwa, jednakże kosztem zmniejszonej objętości ładowni. Będzie on wyposażony w silniki Raptor generacji 3, choć podczas misji IFT-7 użyto dotychczasowej generacji 2. Ponadto przednie flapy, czyli powierzchnie sterowe, zostały zmniejszone, przesunięte bliżej dzioba oraz odsunięte od osłony ablacyjnej. Zmiany te umożliwią wynoszenie cięższych satelitów w przyszłości. Wraz z nową generacją Boostera Starship będzie wynosić zawrotne 100 ton na niską orbitę okołoziemską z pełnym odzyskiem rakiety. Ponadto zmieniono konstrukcję układu paliwowego dla silników próżniowych oraz usprawniono awionikę m.in. o mocniejsze komputery pokładowe, anteny oraz o więcej kamer (ponad 30), które dostarczą jeszcze więcej wspaniałych ujęć naszej planety. Wszystkie te wspaniałe obrazy mogą być przesyłane dzięki zamontowanym antenom Starlink, które mogą przesyłać 120 megabitów na sekundę filmu w rozdzielczości HD. Nowy Ship używa ulepszonych płytek osłaniających rakietę przed ogromną temperaturą podczas powrotu na Ziemię. Pod nimi znajduje się dodatkowa zapasowa warstwa, która ma chronić konstrukcję w razie pęknięcia bądź oderwania elementów głównej osłony. Płytki te były już testowane podczas poprzednich lotów w pojedynczych ilościach, ale w tej misji po raz pierwszy użyto ich na całej osłonie, poza paroma miejscami. Były tam umieszczone różne eksperymentalne wersje, w tym jedna z aktywnym chłodzeniem. Nie podano do wiadomości publicznej, na jakiej zasadzie odbywa się to chłodzenie, ale wyraz „aktywne” wskazuje na użycie kriogenicznego paliwa.

Być może część z czytelników pamięta test drzwi od ładowni podczas lotu IFT-3. Po tamtym locie SpaceX skupiło się na innych aspektach Starshipa takich jak przetrwanie powrotu na Ziemię, miękkim lądowaniu na oceanie czy ponownym zapłonie silnika w kosmosie. Teraz jednak powrócono do tematu wynoszenia ładunku. Na pokładzie rakiety umieszczono 10 symulatorów Starlinków – imitacji satelitów mega konstelacji firmy SpaceX, zapewniających dostęp do szybkiego Internetu, które miały zostać wyrzucone w trakcie dryfowania nad Atlantykiem 17 minut po starcie. Umożliwiłoby to wynoszenie prawdziwych urządzeń podczas przyszłych misji. Oczywiście symulatory te spłonęłyby w atmosferze, gdyż nie miałyby nawet możliwości wejścia na prawdziwą orbitę podczas tej misji.

Poza tymi dwoma gigantycznymi zmianami plan samego lotu nie różnił się za bardzo od poprzedniej próby. Booster miał zostać złapany przez wieżę startową, Starship miał ponownie odpalić silnik w kosmosie i następnie wylądować miękko w Oceanie Indyjskim. Podczas ponownego wejścia w atmosferę zamierzano przetestować wytrzymałość na wysokie temperatury punktów do łapania Shipa przez wieżę startową. Warto dodać, że jest to pierwszy lot Boostera z odzyskanym silnikiem Raptor #314, który poprzednio napędzał Booster 12 w misji IFT-5. Jednakże lot ten przebiegł inaczej, niż ktokolwiek w Boca Chica mógł sobie wyobrażać.

Po poprzedniej wpadce z uszkodzeniem anten na wieży startowej, która spowodowała anulowanie próby łapania Boostera w misji IFT-6, doczekały się one ulepszeń i wzmocnień, aby do takich awarii nie dochodziło w przyszłości.

SpaceX via X

Start i lądowanie

Finalna rakieta składała się z Boostera 14 i Shipa 33. Oba prototypy przeszły kampanię testową składającą się z testów kriogenicznych, które odbyły się w październiku, próby spin prime (czyli testu przepływu paliwa przez instalację silnika bez jego zapłonu) oraz static fire w grudniu. Dnia 10 stycznia przeprowadzono ostatni test, czyli wet dress rehearsal, polegający na symulacji odliczania przed startem i sprawdzenia wszystkich procedur. Początkowo planowano start na 15 stycznia, lecz został on przesunięty o jeden dzień z powodu pogody.

SpaceX via X

O godzinie 23:37 czasu polskiego najpotężniejsza i zarazem nowa największa rakieta świata odpaliła 33 silniki i po raz siódmy wzbiła się w powietrze. Tak jak podczas poprzednich lotów wszystkie silniki działały prawidłowo. Rakieta gładko przeszła przez Max Q, czyli punkt, dla którego opór aerodynamiczny jest największy i konstrukcja jest wystawiana na największe możliwe siły. W 152. sekundzie lotu Super Heavy poprawnie wyłączył silniki na zewnętrznym pierścieniu. Osiem sekund później doszło zgaszenia kolejnych silników i hot staging’u, czyli odseparowania stopni poprzez odpalenie silników drugiego stopnia w momencie, gdy jest on jeszcze połączony z pierwszym stopniem. Używany jest do tego specjalny pierścień zawierający szczeliny odprowadzające gazy wylotowe. Manewr ten przebiegł bezproblemowo, a SpaceX dostarczyło niesamowitych ujęć z pokładu Shipa. Wyruszył on w dalszą podróż do Oceanu Indyjskiego, a Booster ponownie odpalił wewnętrzne silniki i rozpoczął manewr Boostback – powrotu do placówki i wieży startowej. Z niewiadomych na chwilę pisania tego artykułu przyczyn jeden z silników nie włączył się. Nie stanowiło to jednak przeszkody dla Boostera, gdyż miał on w zanadrzu pozostałe 12 Raptorów.

Kontrola lotów zezwoliła na powrót do wieży startowej w 3 minucie 31 sekundzie. Booster odrzucił pierścień do hot staging’u 12 sekund później, który wpadł do Zatoki Meksykańskiej. Zakończył się też wtedy manewr Boostback. Wszyscy nerwowo czekali na łapanie przez wieżę startową, w końcu nikt nie chciał powtórki z lotu IFT-6. W 6 minucie 39 sekundzie rozpoczął się landing burn, czyli odpalenie wszystkich wewnętrznych silników, aby ostatecznie spowolnić rakietę przed złapaniem. O dziwo włączyły się wszystkie 13 wewnętrzne Raptory, więc awaria 1 z nich podczas powrotu na Ziemię raczej nie była bardzo poważna. Booster poprawnie wylądował na ramionach Mechazilli – specjalnego mechanizmu łapiącego rakietę, zapewniając nam niemniej spektakularne ujęcia aniżeli przy locie piątym. Na uwagę zasługuje fakt, że 70-metrowy booster zauważalnie bujał się po złapaniu. W przeciwieństwie do lotu 5 nie było potem pożaru w sekcji silnikowej ani przy zaworze do upuszczania paliwa.

SpaceX via X

Niecodzienny przebieg lotu

Po tym jak emocje po złapaniu Super Heavy opadły, nasza uwaga ponownie została skierowana na Shipa, który powinien spokojnie kontynuować swoją podróż. Los jednak potoczył się w zaskakujący sposób. Doszło najpierw do awarii jednego silnika. W 7 minucie 52 sekundzie pokazano nam widok z kamery skierowanej na jeden z flapów. Z początku wydawał się on normalny, lecz bardziej wnikliwi widzowie mogli zauważyć odbijające się płomienie na złączu flapa. Oznaczało to pożar, a więc możliwy wyciek paliwa.

SpaceX via X

Dalej było już tylko gorzej. Kolejne silniki przestawały działać jeden po drugim, natomiast poziom metanu w zbiorniku gwałtownie spadał, co definitywnie oznaczało wyciek. W końcu z 6 silników działał tylko 1, w dodatku ten próżniowy. Znajdował się on daleko od głównej osi statku oraz nie miał on możliwości sterowania kierunku ciągu. Spowodowało to asymetrycznie działającą siłę oraz znaczną utratę możliwości sterowania Shipem. W 525. sekundzie na wysokości 146 km nad powierzchnią Ziemi stracono kontakt z pędzącym 21317 km/h statkiem ważącym kilkadziesiąt ton. Początkowo nieznana była przyczyna utraty komunikacji, lecz odpowiedź szybko przyszła z Karaibów. Lokalni mieszkańcy i turyści na wyspach Turks i Caicos uchwycili moment wybuchu prototypu (spowodowanym prawdopodobnie aktywacją systemu przerywania lotu FTS) oraz wejścia szczątków w atmosferę.

CNN

Widok był zapierający dech w piersiach – szczątki zostawiły chmurę dymu rozpiętą na praktycznie całe niebo, oświetloną przez pomarańczowe Słońce, które było nisko nad horyzontem. Ponadto uchwycono spłonięcie szczątków z pokładu wielu samolotów. O ile była to zapewne miła niespodzianka dla turystów lecących bądź wracających z wakacji, którą większość osób chciałoby zobaczyć na żywo, to jednak trzeba pamiętać, że mogły one stanowić zagrożenie dla samolotów i ludzi na powierzchni. Na całe szczęście cały incydent miał miejsce nad oceanem, a szczątki spadły do oceanu, więc niebezpieczeństwo to dotyczyło tylko statków powietrznych. Z tego powodu wiele lotów zostało jednak opóźnionych (gdyż musiały przeczekać wejście krążąc w powietrzu), bądź przekierowanych.

Flightradar24 via X

Porażka?

O ile lot był bardzo spektakularny i wybuchowy dla obserwatorów, to na pewno nie był on powodem do radości dla SpaceX. Spodziewane były problemy podczas wejścia w atmosferę, czy lądowania z powodu nowej konstrukcji, ale nie podczas jednej z najprostszych części lotu, czyli wznoszenia ponad atmosferą. Nie udało się zrealizować praktycznie żadnego z zaplanowanych testów, co znacznie opóźni program, gdyż cały lot trzeba będzie powtórzyć. Nie obędzie się także bez dochodzenia ze strony FAA, co spowoduje przesunięcie kolejnego lotu o kilka miesięcy. O ile podczas poprzednich lotów wybuchy można by usprawiedliwić, twierdząc, że i tak prototyp dokonał więcej, niż było zaplanowane, tak teraz pomimo udanego złapania Boostera możemy uznać, że SpaceX poniosło porażkę. Inżynierowie długimi godzinami będą analizować dane i wyciągać wnioski, gdyż kolejny taki incydent byłby karygodny i nadszarpnąłby reputację firmy.

Korekta – Alex Rymarski

The post Widowiskowy lot i wybuch Starshipa podczas misji IFT-7 first appeared on AstroNET – Polski Portal Astronomiczny.