Evropa odhalila vážného konkurenta pro Starship od SpaceX

Analýza DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) naznačuje, že Starship by mohla definovat budoucnost těžkých nosičů, ale Evropa by se mohla vydat vlastní cestou: menší, efektivnější a částečně znovupoužitelnou raketou.

V létě roku 2023 dosáhla společnost SpaceX něčeho, o čem letečtí inženýři diskutovali po generace, i když mnozí neočekávali, že to sami uvidí. Starship, raketa z nerezové oceli vyšší než třicetipatrová budova, najednou zapálila všech třiatřicet svých motorů a vznesla se z pobřeží Texasu.

Zkušební let nebyl bezchybný. Raketa však opustila rampu. Později, během pátého letového testu, se nosič Super Heavy vrátil a ve vzduchu ho zachytila obří mechanická ramena vlastní startovací věže. V tu chvíli bylo těžké popřít, že vesmírné lety vstoupily do nové éry.

Starship je konstruována tak, aby na nízkou oběžnou dráhu Země dopravila více než 100 tun nákladu a zároveň byla plně znovupoužitelná. Pokud SpaceX tohoto cíle dosáhne, stane se nejvýkonnější a nejúspornější raketou, jaká kdy byla postavena. Pro národní vesmírné agentury a soukromé společnosti po celém světě se ústřední otázka posunula. Už nejde o to, zda Starship dokáže transformovat průmysl, ale o to, jak by na to měli reagovat všichni ostatní.

Čísla Starship čelí zkoumání
Výzkumníci z Německého leteckého a kosmického centra (DLR) nyní zveřejnili jednu z dosud nejpodrobnějších nezávislých studií výkonu Starship. Je pozoruhodné, že svou práci nezakládali na veřejně dostupných tvrzeních SpaceX o výkonu. Místo toho prozkoumali veřejně streamované záběry z prvních čtyř integrovaných letových testů a okamžik po okamžiku extrahovali telemetrická data.

Tato data pak použili k vytvoření a testování detailních výkonnostních modelů rakety. Výsledné hodnocení prezentuje Starship jako systém, jehož skutečné schopnosti jsou pečlivěji definovány, ale přesto působivější, než by se mohlo zdát z propagačního obrázku.

Analýza potvrdila, že ve své současné podobě může plně opakovaně použitelná Starship dopravit na nízkou oběžnou dráhu Země přibližně 59 tun nákladu. To je zhruba to, čeho může dosáhnout Falcon Heavy. Verze nové generace, vybavená výkonnějšími motory Raptor 3 a zvětšenými palivovými nádržemi, by měla dosáhnout přibližně 115 tun v opakovaně použitelném režimu a potenciálně 188 tun, pokud bude ve variantě na jedno použití, čímž překoná i mocný Saturn V z éry Apolla. Pozoruhodnější částí článku je však detailní návrh evropské alternativy schopné vynést na oběžnou dráhu přes 70 tun, nazvaný RLV C5.

Evropská alternativa mění velikost za efektivitu
Koncept spojuje okřídlený, opakovaně použitelný nosný stupeň z dlouhodobého projektu SpaceLiner společnosti DLR s jednorázovým horním stupněm navrženým pro maximalizaci užitečného zatížení. Spaluje kapalný vodík a kapalný kyslík, což je účinnější kombinace než metan a kyslík, které pohánějí motory Raptor lodi Starship, a jeho nosný stupeň nepřistává tak, jako to dělá Starship.

Namísto klesání zádí napřed na „sloupu raketového ohně“ nosný stupeň SpaceLiner klouže zpět atmosférou na křídlech, než ho ve vzduchu zachytí velké podzvukové letadlo. Jedná se o metodu návratu, která zní téměř jako sci-fi, ale výzkumníci DLR tvrdí, že má zřetelné výhody: první stupeň nepotřebuje žádné palivo rezervované pro spalování při přistání, což znamená, že více z každého kilogramu paliva směřuje na skutečné dosažení oběžné dráhy.

Pro srovnání, Starship je při startu více než třikrát těžší než RLV C5. Významná část této hmotnosti představuje cena za plnou opětovnou použitelnost: tepelné štíty, palivo pro přistání, konstrukční výztuhy, křídla. Z každé tuny, kterou Starship dopraví na oběžnou dráhu, tvoří pouze asi 40 % užitečné zatížení, nicméně RLV C5 díky svému jednoduššímu částečně opakovaně použitelnému přístupu dokáže přeměnit 74 % své hmotnosti k dopravě užitečného zatížení na oběžnou dráhu. Co jí chybí na hrubé kapacitě, získává na efektivitě.

Opětovná použitelnost vytváří strategická rozhodnutí
Výzkumníci DLR opatrně formulují tuto situaci nikoliv jako soutěž, ale jako volbu. Mimořádná kapacita Starship a plánované rychlé opětovné použití z ní činí ideální mise vyžadující skutečně masivní náklad, například základny na Měsíci, mise na Mars či obří satelitní konstelace.

RLV C5 řeší odlišnou potřebu suverénního evropského přístupu k supertěžkému nákladu bez mimořádných investic potřebných k vývoji plně opakovaně použitelného systému od nuly. Mohl by být postaven s využitím komponent, které jsou již předmětem výzkumu, a vědci naznačují, že by mohl být součástí programu SpaceLiner jako mezikrok, než nastoupí plně opakovaně použitelná verze.

Na létajícím hardwaru stále záleží
Nad vším tím visí jedno varování a tým DLR to jasně uznává. Starship už létá, i když nedokonale. RLV C5 existuje jen na papíře. Rozdíl mezi těmito dvěma stavy není triviální. Systém tepelné ochrany, který udržuje Starship při životě během návratu, byl během čtvrtého zkušebního letu tak vážně poškozen, že musel být kompletně přepracován. Plná a rychlá opětovná použitelnost, tedy věc, která zajišťuje fungování ekonomiky Starshipu, zůstává technickým problémem.

Evropa začíná značně opožděně, ale jak uzavírají hlavní autor studie Moritz Herberhold a jeho kolegové z Německého leteckého a kosmického centra, „RLV C5 nabízí Evropě efektivní cestu k nezávislému vývoji částečně opakovaně použitelných nosičů supertěžkých raket“ a někdy je chytřejší cesta důležitější než ta rychlejší.

Zdroj: https://scitechdaily.com/europe-just-unveiled-a-serious-rival-to-spacexs-starship/ a https://www.universetoday.com/articles/europes-answer-to-starship

autor: František Martinek