Starship: spektakularna klapa czy sukces

Eksplozje rakiet kosmicznych rzadko powodują wiwaty. Ale efektowny koniec rakiety Starship, która po 4 minutach od startu wybuchła 30 km nad Atlantykiem, została powitana owacjami przez inżynierów firmy SpaceX.

Oczywiście wszyscy woleliby, gdyby rakieta osiągnęła orbitę. Ale „spektakularny koniec” tego lotu nie oznacza końca prób stworzenia największej rakiety w historii. Przeciwnie. Twórcy Starshipa od początku zapewniali, że „szybki, nieplanowany demontaż” jest najbardziej prawdopodobnym rezultatem ambitnego testu.

Mimo ognistego zakończenia lotu, pierwszy lot orbitalnego Starshipa był sporym sukcesem. Kolosalna rakieta bez problemów oderwała się od wyrzutni i pracowała doskonale aż do chwili, kiedy pierwszy człon powinien był oddzielić się od drugiego. Coś poszło nie tak i zamiast rozdzielić się, cały pojazd zaczął wirować, spadając w stronę Ziemi. Inżynierowie mają jednak mnóstwo danych i zapewniają, że następnym razem pójdzie lepiej.

Masa i kasa

SpaceX jest przyzwyczajony do falstartów. Starship jest budowany już od 11 lat, wykonał serię krótkich skoków w atmosferze, zaliczył też kilka „szybkich, nieplanowanych demontaży”. Ale mimo eksplozji ambitny program metodycznie posuwa się naprzód.

Starship, nad którym inżynierowie firmy SpaceX pracowali od 2012 r., jest przytłaczający. Gdyby stanął na krakowskim Rynku, przy 120 metrach wysokości pojazd osadzony na rakiecie byłby o połowę wyższy od wyższej z wież bazyliki Mariackiej. Jest jednocześnie najpotężniejszą rakietą, jaką zbudowała ludzkość. 33 silniki pierwszego i 6 silników drugiego stopnia pozwalają wynieść w kosmos 150 ton ładunku – to więcej niż waży spory płetwal błękitny. Jednocześnie ładownia statku jest tak wielka, że zmieściłaby się w niej – w kawałkach – wieża Eiffla.

Rakieta była marzeniem Elona Muska, który od lat zapewniał, że jej start będzie otwarciem nowej ery nie tylko dla kosmonautyki, ale dla ludzkości jako takiej. I choć łatwo dziś naśmiewać się z megalomanii miliardera, to trzeba przyznać, że niekoniecznie jest tutaj w wielkim błędzie.

Starship może rozwiązać dwa zasadnicze problemy, które dotąd utrudniały  ludzkości dostęp do przestrzeni kosmicznej. Pierwszym z nich jest masa. Drugim – kasa.

Wyrwanie się z ziemskiej grawitacji jest zadaniem niezwykle trudnym. Rozpędzenie pojazdu do odpowiedniej prędkości wymaga wielkich ilości paliwa. Dostarczenie kilograma ładunku na Międzynarodową Stację Kosmiczną wymaga zużycia około 4,5 kilogramów wodoru i tlenu. Dlatego właśnie wszystkie sondy czy pojazdy kosmiczne budowane są tak, by każdy ich element był jak najlżejszy.

Najcięższa międzyplanetarna sonda w historii – Galileo – ważyła około 5 ton. Teleskop Hubble’a, który wymagał wyniesienia wyłącznie na okołoziemską orbitę, ważył około 12 ton. Starship mógłby wynieść na orbitę masę równą 10 takim teleskopom za jednym zamachem.

Drugim problemem są pieniądze. Wodór i tlen są powszechnie dostępne – ale nie są darmowe. Główny rywal Starshipa, rakieta SLS, która ma zawieźć amerykańskich astronautów na Księżyc, zużywa podczas startu około 730 tys. galonów ciekłego tlenu i wodoru wartych około 1,2 mln dolarów. To jednak tylko czubek góry lodowej. Sama rakieta, zbudowana z zegarmistrzowską precyzją, jest wielokrotnie droższa. Biorąc pod uwagę koszty projektowania i budowy SLS rozłożone na stosunkowo niewielką liczbę planowanych startów tego pojazdu, księżycowa rakieta NASA ma kosztować około 4 mld dol. za sztukę. Po każdym starcie sprzęt za 4 miliardy będzie po prostu rozbijał się gdzieś na Atlantyku.

Starship ma zupełnie zmienić te kalkulacje. Ogromna rakieta ma być wykorzystywana dziesiątki czy setki razy. Jej pierwszy człon, nazywany przez SpaceX „Super Heavy”, będzie wracał na wyrzutnię, która ma chwytać powracającą rakietę za pomocą wielkich, mechanicznych szczypiec ochrzczonych przez inżynierów malowniczą nazwą „Mechazilla”.

Orbitalny Starship po zakończeniu misji wejdzie w atmosferę i o własnych siłach wyląduje pionowo tak, jak dziś robią to pierwsze człony rakiet Falcon 9. Rezultatem ma być obniżenie kosztów startu do poziomów dziś niewyobrażalnych. Musk szacuje, że start Starshipa ma kosztować około 10 mln dolarów. Nawet, jeśli pomylił się o rząd wielkości, ogromna rakieta może otworzyć przed inżynierami, rządami i biznesem zupełnie nowe możliwości.

Ciężarówką na Marsa

Pierwszym kierunkiem ma być Księżyc. SpaceX ma już kontrakt NASA, w ramach którego zmodyfikowany Starship ma stać się lądownikiem dla przyszłych misji na Srebrny Glob. Z kolei japoński miliarder Yusaku Maezawa podpisał z Muskiem umowę, w ramach której ma wkrótce wyruszyć na pokładzie Starshipa w podróż dookoła Księżyca. Na pokładzie rakiety, oprócz miliardera, znajdą się muzycy, fotografowie, reżyserzy i youtuberzy z USA, Czech, Wielkiej Brytanii, Indii, Korei Płd i Irlandii. Cena, jaką zapłacił – i dokładna data lotu – pozostają nieznane.

Osiem osób to zaledwie niewielka demonstracja możliwości pojazdu, który mógłby za jednym zamachem zabrać w kosmos nawet setkę ludzi. O ile jednak potencjał Starshipa jako kosmicznego jachtu, na pokładzie którego astronauci będą odwiedzać Księżyc czy Marsa, jest ogromny, o wiele istotniejszy jest wpływ, jaki rakieta może wywrzeć na naukowe badania Układu Słonecznego i działalność gospodarczą w kosmosie.

Niski koszt i wielka ładowność rakiety pozwala inżynierom snuć wizje, które dotąd były specjalnością pisarzy science fiction. Eksploracja Marsa czy Księżyca opiera się dziś na maleńkich, lekkich pojazdach. Najcięższy z marsjańskich łazików, Curiosity, waży cztery tony. Starship pozwoliłby wysłać na Marsa pełnowymiarowe ciężarówki i koparki.

Czytaj także: Wenus nie jest tak martwa, jak się wydawało. Piekielna bliźniaczka Ziemi daje oznaki życia. Geologicznego, nie biologicznego.

„Moglibyśmy tam wysłać całą przemysłową wiertnicę i wkopać się w powierzchnię Marsa na kilometr, tak jak robimy to na Ziemi” – mówi MIT Technology Review Jennifer Heldemann z Ames Research Center NASA. „Wcześniej taki pomysł byłby szalony. Teraz moglibyśmy to zrobić i mieć jeszcze spory zapas miejsca. Jeśli możemy zrobić to, co jeszcze będziemy w stanie osiągnąć?”.

SpaceX ma potajemnie pracować nad własnym kosmicznym teleskopem o możliwościach wielokrotnie przekraczających parametry Teleskopu Hubble’a. Inni naukowcy tworzą już wstępne plany ogromnych pojazdów, które mogłyby badać obiekty tak fascynujące, jak lodowe księżyce Jowisza, najodleglejsze planety jak Neptun i Uran czy chmury Wenus. Starship mógłby nawet pozwolić przetestować technologie, które w odległej przyszłości mogłyby otworzyć nam drogę do gwiazd, takie jak napędzane laserami żagle kosmiczne.

„Starship całkowicie zmieniłby to, co możemy zrobić, jeśli idzie o eksplorację Układu Słonecznego” – mówi MIT Technology Review Ali Bramson, planetolożka z Purdue University. „Badania planetarne czeka prawdziwa eksplozja”.

Eksplozja może czekać też kosmiczny biznes, bo Starship może stać się kosmiczną ciężarówką rutynowo wynoszącą na orbity satelity, stacje kosmiczne i zaopatrzenie. Może też przywozić z powrotem na Ziemię produkty kosmicznego przemysłu, takie jak egzotyczne materiały czy leki, których produkcja ma być możliwa wyłącznie w nieważkości.

Kosmiczne złote jaja

Droga jednak będzie długa. „Nawet po całkowicie udanym locie testowym pozostanie wiele rzeczy do sprawdzenia” – mówi magazynowi „Nature” Jonathan McDowell, astrofizyk z Uniwersytetu Harvarda. Starship musi wciąż udowodnić, że nie tylko jest w stanie dotrzeć na orbitę, ale też, że może z niej bezpiecznie wrócić. I powtarzać oba te manewry niemal codziennie. A przy rozmiarach i stopniu złożoności całego pojazdu należy spodziewać się jeszcze wielu problemów.

Czytaj także: Choć pierwsze zbudowano 250 lat temu, balony szpiegowskie wciąż są dla wojska bezcenne.

Międzyplanetarne loty Starshipa będą też niezwykle złożonymi operacjami. O ile rakieta jest zdolna do wyniesienia 150 ton ładunku na orbitę Ziemi, to po jej osiągnięciu jego zbiorniki paliwa są już niemal puste. By polecieć dalej, musi zostać zatankowany na orbicie przez kosmiczną cysternę. Jeden lot na Księżyc ma wymagać aż 11 tankowań. Oznacza to przeprowadzenie 12 udanych startów ogromnej rakiety w ciągu zaledwie kilkudziesięciu godzin czy kilku dni. To logistyczne i inżynierskie wyzwanie o niespotykanej nigdy dotąd złożoności.

Gra jest jednak warta świeczki, bo jeśli ten program się powiedzie, pojazd może stać się prawdziwym wołem roboczym. I, by pozostać przy rolniczych metaforach, kurą znoszącą złote jaja.

„Jeśli faktycznie uda im się zbić cenę lotu w pobliże deklarowanych przez nich 10 milionów, Starship stanie się czymś w rodzaju połączenia Boeinga 747 i kontenera towarowego” – mówi Robin Hague, były szef kosmicznego startupa Skyrora. „Będzie wykorzystywany w całym Układzie Słonecznym”.

A to otwiera zupełnie nowe pole dla naukowców i inżynierów. A dla najbogatszego człowieka świata jest szansą na zwielokrotnienie własnego majątku.  Ale zanim Elon Musk stanie się pierwszym kosmicznym bilionerem, jego najnowsze dzieło musi udowodnić, że spełnia pokładane w nim nadzieje. Bez nieplanowanego demontażu.

Sztuczna inteligencja przejmuje władzę: Program, który sam niczego nie rozumie, może rozpocząć największą rewolucję w dziejach. Jesteśmy na nią gotowi?