LIVE BLOG: IFT-3 (Integrated Flight Test-3) - Trzeci test Super Heavy i Starshipa: blog na żywo

Po kilku miesiącach badania przyczyn utraty statku w drugim locie testowym w listopadzie ubiegłego troku i wprowadzaniu kolejnej serii poprawek konstrukcyjnych do rakiety Super Heavy i samego Starshipa, przedsiębiorstwo Elona Muska jest gotowe do trzeciego startu najpotężniejszej rakiety w historii. Obecnie trwa oczekiwanie na ogłoszenie licencji przez Federalną Agencję Lotnictwa (FAA) Stanów Zjednoczonych dla oficjalnego potwierdzenia zielonego światła na start, co wydaje się kwestią kilku-kilkunastu godzin. W bazie Starbase w Teksasie przygotowania są dopinane na ostatni guzik, a mieszkańcy Boca Chica uzyskali powiadomienie o zarządzanej ewakuacji z okolic stanowiska startu, co zwykle oznacza bezpośrednią bliskość próby startu (niekoniecznie skutecznej).

Jako, że SpaceX może przeprowadzić start nawet tuż po opublikowaniu licencji FAA wszystko jak na razie zmierza do pełnej gotowości dla wykonania trzeciego testowego lotu Starshipa. Bliskość startu, od którego dzielić nas może kilkadziesiąt godzin, stanowi krótszy o nieco ponad 2 miesiące okres przerwy między drugim, a trzecim testem, w porównaniu do okresu dzielącego debiut rakiety od jej drugiego lotu, kiedy to przerwa wyniosła niemal 7 pełnych miesięcy bez dwóch dni.

Super Heavy i Starship są już połączone na stanowisku startowym OLM i oczekują na trzeci test. W zależności od warunków pogodowych może on nastąpić jeszcze w tym tygodniu. Credit: SpaceX

Poprawa o ponad dwa miesiące tego wyniku dzielącego testy jest w dużej mierze efektem znacznie lepszego przygotowania SpaceX do lotu IFT-2 i mniejszej ilości poważnych poprawek, w porównaniu do lotu IFT-1, który nie tylko skończył się zniszczeniem rakiety, ale też destrukcją stanowiska startowego jakie długotrwale było niezdatne do przeprowadzenia następnej próby lotu. Mnóstwo elementów wdrożonych na potrzeby IFT-2 na czele z wodnym systemem zalewowym zintegrowanym ze stalową płytą pod wyrzutnią OLM sprawdziło się nienagannie, skutkiem czego proces wdrażania poprawek i przeprojektowań przed IFT-3 nie musiał być już tak inwazyjny, jak po debiucie Starshipa.

SpaceX w toku prowadzonego przez siebie śledztwa mającego wykryć powody anomalii w drugim locie testowym i utraty rakiety wraz ze statkiem wykryło, że najbardziej prawdopodobną przyczyną niezamierzonego zdetonowania Super Heavy w 3. minucie lotu było zablokowanie jednego z filtrów w miejscu dostarczania ciekłego tlenu do silników, co spowodowało utratę ciśnienia wlotowego w turbopompach utleniacza silnika - a w konsekwencji awarię jednego z silników Raptor, którego brak właściwego działania doprowadził do utraty całej rakiety. SpaceX poinformowało, że "od tego czasu SpaceX wprowadziło zmiany sprzętowe w przyszłych zbiornikach utleniacza w boosterze, aby uległy poprawie możliwości filtracji paliwa i tym samym zwiększyła się niezawodność całego systemu".

Test tankowania WDR rakiety Super Heavy i umieszczonego na niej statku Starship z 4 marca 2024 r. Operację tankowania przeprowadzono po zakończeniu modyfikacji w farmie paliwowej nieopodal stanowiska startowego i po raz pierwszy w warunkach nocnych. Credit: SpaceX

Warto przypomnieć w tym miejscu, że cała grupa 33 silników Raptor w rakiecie Super Heavy spisała się niezawodnie podczas drugiego testu przez cały ponad 2,5 minutowy proces wznoszenia w najtrudniejszej fazie startu. Cała konstrukcja dzięki doskonałej pracy 33 Raptorów szybko i zgodnie z założeniami osiągnęła prędkość naddźwiękową i pokonawszy fazę największych oporów aerodynamicznych wzbiła się w rzadsze warstwy atmosfery, gdzie dopiero na wysokości 70 km system silników uległ poprawnemu wyłączeniu przed odrzuceniem rakiety. Była to jakościowa przepaść w porównaniu do lotu IFT-1, gdzie już w kilkanaście sekund po starcie awarii ulegały kolejne silniki po tym, jak rakieta startowała znad betonowego stanowiska nieposiadającego jakiegokolwiek systemu zalewowego i tłumiącego energię akustyczną wywoływaną zapłonem tak potężnego układu napędowego.

Problemy podczas IFT-2 rozpoczęły się wraz z manewrem inicjującym powrót zużytego boostera Super Heavy na Ziemię. 13 Raptorów miało ulec ponownemu zapłonowi po odrzuceniu od wznoszącego się już samodzielnie statku Starship, celem wodowania w Zatoce Meksykańskiej i uczynienia docelowo z rakiety w pełni odzyskiwalną konstrukcję wielokrotnego użytku. Z uwagi na wspomniane wyżej zablokowanie jednego z filtrów, doszło do awarii jednego z silników powodującej nieprawidłowe opadania całego boostera i w konsekwencji szybkie zadziałanie systemu autodestrukcji FTS.

Taka aktywacja FTS oznacza automatycznie uruchomienie śledztwa i zablokowanie licencji przez FAA dla dalszych testów zanim nie zostaną wyjaśnione przyczyny katastrofy i wdrożone poprawki przed następnym lotem. Aktywacja FTS miała jednak także tę dobrą stronę, ponieważ SpaceX udowodniło, że jest już w stanie natychmiastowo zdetonować rakietę w bezpiecznej odległości i że na tym polu dzięki wprowadzonym ulepszeniom system sprawdza się znacznie lepiej, niż podczas IFT-1 przynoszącego aż około minutę przerwy między anomalią i zadziałaniem systemu autodestrukcji, co z perspektywy bezpieczeństwa publicznego było poważnym uchybieniem.

Po zamkniętym dochodzeniu ws. IFT-2 SpaceX poinformowało także o przyczynie utraty samego Starshipa w ósmej minucie lotu tuż przed osiągnięciem niemal orbitalnej prędkości i już po przekroczeniu Linii Karmana. "Powodem, dla którego nie udało się mu dotrzeć na orbitę było to, że wypuściliśmy ciekły tlen, a ciekły tlen ostatecznie doprowadził do pożaru i eksplozji. Chcieliśmy wypuścić ciekły tlen, ponieważ normalnie, gdybyśmy mieli ładunek, nie mielibyśmy tego ciekłego tlenu. Jak na ironię, gdyby Starship miał ładunek - dotarłby na orbitę. Dlatego mamy naprawdę duże szanse na dotarcie na orbitę w trzecim locie" - podał na początku tego roku sam Elon Musk.

W nadchodzącym locie IFT-3 zmianie ulegnie planowana trajektoria lotu i w konsekwencji czas testu przy założeniu wykonania go do końca. Starship wystartuje na nowym torze lotu, którego celem będzie wodowanie na Oceanie Indyjskim w około godzinę po starcie, poprzedzone pierwszym krytycznym testem osłony termicznej statku podczas wejścia w atmosferę. W przypadku obu poprzednich testów planem było wprowadzenie Starshipa do atmosfery i wodowanie około 100 km od Hawajów na Pacyfiku w półtorej godziny od startu. Zmiana zaplanowana na lot IFT-3 motywowana jest m.in. chęcią wypróbowania nowych technik, jak uruchamianie silników w przestrzeni kosmicznej przy jednoczesnej maksymalizacji bezpieczeństwa publicznego.

Schemat testu IFT-3. Po starcie i 2,5 minutach wznoszenia nastąpić powinna tzw. gorąca separacja - zapłon silników Starshipa jeszcze w trakcie kończenia pracy silników Super Heavy, który rozpocznie manewr powrotu na Ziemię celem zwodowania w Zatoce Meksykańskiej. Samodzielny lot Starshipa ku orbicie powinien się zakończyć 8,5 minuty od startu. Po kolejnych 4 minutach (około T+12 minut) spodziewane jest otwarcie drzwi ładowni Starshipa, w 24 minucie lotu demonstracja transferu paliwa, w 28 minucie zamknięcie ładowni, w 40 minucie demonstracja ponownego zapłonu silników Raptor w przestrzeni kosmicznej. Wejście w atmosferę planowane jest w 49 minut po starcie, wyhamowanie do prędkości poddźwiękowej w 1 godzinę 3 minuty po starcie (po około 14 minutach wchodzenia w atmosferę), a dwie minuty później wodowanie (roztrzaskanie) w Oceanie Indyjskim. Credit: SpaceX

W ramach trzeciego lotu testowego planowane jest także otwieranie i zamykanie drzwi ładowni w statku Starship po osiągnięciu przestrzeni kosmicznej (odpowiednio w T+12 i T+28 minut), a także demonstracja transferu paliwa kilkanaście minut po otwarciu ładowni (w T+24 minuty), dokonana w ramach samego Starshipa (docelowo transfer ma się odbyć z jednego statku na drugi). Test zapłonu Raptora w próżni zaplanowano na T +40 minut. Z tych ambitnych jak na zaledwie trzeci lot planów można wnioskować, że SpaceX bardzo poważnie traktuje możliwość wejścia na zamierzoną "orbitę" (choć to określenie jest nieco na wyrost, wszak już w 49 minut później statek ma wejść w atmosferę, czyli wykona mniej więcej pół okrążenia Ziemi nie osiągając pełnej prędkości orbitalnej). Zakładając, że nie jest dalekie od prawdy twierdzenie Muska, że przy braku powodującego pożar wypuszczania ciekłego tlenu ze Starshipa pod koniec wznoszenia w IFT-2 statek wszedłby na orbitę, wydaje się, że uniknięcie tego błędu w ramach IFT-3 może poskutkować zamierzonym sukcesem.

Po drugim locie testowym dokonano także ulepszeń w zakresie infrastruktury naziemnej. Przeprojektowano farmę paliwową w sąsiedztwie stanowiska startowego i cały system podawania kriogenicznego paliwa do rakiety. Zmiany konstrukcyjne sprawdziły się doskonale, co pokazał przeprowadzony 4 marca test tankowania (WDR), który zademonstrował zarówno szczelność systemu zapewniającą brak niepożądanych wycieków jak i sprawność w ładowaniu materiałów pędnych do rakiety. Dzięki wdrożonym poprawkom SpaceX jest obecnie w stanie zatankować Super Heavy i statek Starship około 5 tysiącami ton paliwa w czasie zaledwie 45 minut. Było to pierwsze próbne tankowanie całej konstrukcji w warunkach nocnych, które może być także zapowiedzią warunków startu testu IFT-3. W ostatnim czasie na rakiecie dokonano także instalacji ładunków FTS stanowiących system awaryjnego przerwania lotu, detonujący wznoszącą się konstrukcję w bezpiecznej odległości od strefy startu w przypadku pojawienia się anomalii zagrażającej publicznemu bezpieczeństwu.

Super Heavy-Starship na stanowisku startowym OLM podczas testu tankowania WDR 04.03.2024 r. Wtłaczanie paliwa po raz pierwszy odbyło się w warunkach nocnych oraz po zmodyfikowaniu farmy paliwowej i systemu ładowania materiałów pędnych do zbiorników Super Heavy i Starshipa. Po zaaplikowaniu poprawek SpaceX jest teraz w stanie zatankować najpotężniejszą rakietę w historii blisko 5 tysiącami ton paliwa w zaledwie około trzy kwadranse. Credit: SpaceX

110-minutowe okno startowe niezależnie od dnia, w którym próba zostanie wyznaczona, otwiera się 14 marca o godz. 07:00 i trwa do godz. 08:50 czasu lokalnego (13:00-14:50 CET). Nad bazą Starbase w Boca Chica w Teksasie umiejscowioną nad Zatoką Meksykańską w czasie planowanego startu Słońce wschodzi dopiero około godz. 07:40, zatem ewentualne przeprowadzenie startu na początku okna startowego bez opóźnień oznaczałoby, że Starship wzniósłby się ku niebu w mroku, w blisko trzy kwadranse pozostające jeszcze do lokalnego wschodu Słońca. Nie byłby to typowy start nocny od początku do końca wznoszenia ku orbicie, gdyż strefa świtu byłaby już nieodległa od Starbase i sprawiła, że po pierwszych dwóch minutach lotu statek znalazłby się już w świetle słonecznym, ale i tak zapewniłoby to radykalnie odmienne warunki oświetleniowe w porównaniu do startów IFT-1 i IFT-2, które odbywały się po wschodzie Słońca.

Zaletą takiego wystrzelenia w IFT-3 byłaby niewątpliwie widowiskowość startu dla gapiów w Teksasie, dla których od około trzeciej minuty lotu Starship i powracający ku zatoce Super Heavy zaczęłyby już przebywać w świetle słonecznym, rysując spektakularne, podświetlane smugi na dopiero powoli rozjaśniającym się niebie. Niekorzyścią wynikającą z wystrzelenia w mroku byłby znacznie gorszy podgląd na zewnętrzne poszycie, zwłaszcza osłonę termiczną statku. W obu poprzednich testach wiele płytek termicznych odpadło w początkowych minutach wznoszenia i siłą rzeczy nie było jeszcze okazji by przekonać się, czy zastosowane poprawki mające zapobiec odpadaniu elementów osłony termicznej się sprawdziły. Warunki oświetleniowe na początku okna startowego IFT-3 takiej oceny poszycia zdecydowanie nie poprawią, a właściwie ją uniemożliwią. Na czas testu bezzałogowego zapewne nie jest to kwestia priorytetowa, choć może wydawać się dziwne, że SpaceX co najmniej akceptuje możliwość wystrzelenia grubo przed wschodem Słońca ustalając takie okno startowe, przy poważnie ograniczonych przez to możliwościach wglądu w zewnętrzny stan rakiety i poszycia statku podczas najtrudniejszego etapu każdego lotu kosmicznego, jakim jest start.

Pierwsze okno startowe jest wyznaczone na czwartek 14 marca, a kolejne dzień po dniu w przypadku nieprzeprowadzenia startu w pierwszym terminie (codziennie od godz. 07:00 do 08:50 czasu lokalnego). Poważnym problemem w terminie czwartkowym może być pogoda nad Zatoką Meksykańską. Prognozowane są silne uskoki wiatru na wyższym pułapie oraz pełne zachmurzenie, co rzutuje na widoczność wznoszącej się rakiety i prawdopodobnie bardzo szybkie zaprzestanie możliwości jej śledzenia w ramach obserwacji naziemnych. Sytuacja pozostaje równie niesprzyjająca w piątek, zaś pewną poprawę prognozy sugerują na weekend.

Jeszcze wczoraj sam Elon Musk zatweetował, iż próba będzie czyniona dopiero pod koniec tygodnia, zależnie od tego czy pogoda na to pozwoli, jednak ogłoszenie ewakuacji w Boca Chica może oznaczać, że mimo złych prognoz będą podjęte próby wystrzelenia w pierwszym terminie. W chwili obecnej na przeszkodzie testu IFT-3 stoi właściwie tylko brak oficjalnego potwierdzenia wydania licencji przez FAA (być może jest już ona wydana, lecz nieupubliczniona) oraz wspomniane złe warunki pogodowe w najbliższych dniach nad Boca Chica. Biorąc pod uwagę fakt niekorzystnej aury nad miejscem startu zarówno 14 jak i 15 marca oraz to, jak wiele zależy od tego testu, zwłaszcza w kontekście częstszego wystrzeliwania następnych testowych egzemplarzy Starshipa, których Musk planuje jeszcze 6 w tym roku, nie powinno być zaskoczeniem, jeśli dmuchając na zimne SpaceX przesunie termin lotu na weekend, gdy przynajmniej teoretycznie pojawić się może szansa na bardziej akceptowalne warunki pogodowe i widoczność startu z perspektywy wielu stanowisk naziemnych.

AKTUALIZACJA 21:40 CET: FAA właśnie wydała licencję na start IFT-3.

Super Heavy-Starship | IFT-3 | Polski AstroBloger   NA ŻYWO  

Credits: SpaceflightNow

Powiązane:
IFT-2 | Super Heavy-Starship: O krok od pełnego sukcesu - omówienie drugiego testu i przemyślenia przed IFT-3
IFT-1 | Super Heavy-Starship: dlaczego pierwszy test największej rakiety w historii można nazwać udanym

  f    t    yt   Bądź na bieżąco z tekstami, zapowiedziami, alarmami zorzowymi i wiele więcej - dołącz do stałych czytelników bloga na Facebooku, obserwuj blog na Twitterze, subskrybuj materiały na kanale YouTube lub zapisz się do Newslettera.

Oprac. własne w oparciu o materiały SpaceX, SpaceflightNow, NASASpaceFlight.