Zakaj je Ameriški načrt vrnitve na Luno popolnoma zgrešen?

Najprej naj pojasnim: to ni blog o tem, da Američani niso bili na Luni. So bili in, če ne verjamete imate težave, ki vam jih jaz ne znam rešiti. Ta blog je namenjen temu, da boste razumeli zakaj trenutni Ameriški projekt vrnitve na Luno iz tehničnega vidika ni smiseln in je nevaren za posadko.

Za nami je že 13. zaporedna neuspešna izstrelitev rakete Space X Starship Heavy Block 3. Katera koli druga raketa, ki bi imela polovico toliko neuspešnih izstrelitev bi bila že zdavnaj skenslana. Starship pa še vedno razvijajo. To zato, ker je del programa Ameriške vrnitve na Luno s človeško posadko. Raketa Starship Heavy je največja raketa, ki je bila kadarkoli zgrajena. Težko si je predstavljati dimenzije te rakete: visoka je 124 m in ima premer 9 m. Njena masa je okrog 5500 t, od česar je okrog 5200 t masa goriva, ki je tekoči metan in tekoči kisik. Raketa je višja od katerekoli zgradbe v Sloveniji, z izjemo Trboveljskega dimnika. In ta stroj leti! Ne dobro, ampak leti. Sama raketa je sestavljena iz dveh stopenj imenovanih Booster in Starship. Pomembno je, da sta obe stopnji narejeni za ponovno uporabo, kar doslej ni uspelo še nobeni raketi. Prva stopnja po približno dveh minutah ugasne, nekoliko kasneje ponovno prižge motorje za pristanek – poseben mehanizem podoben kitajskim paličicam za hrano pa jo ujame. Druga stopnja poleti v vesolje in bo v končni verziji imela človeško posadko. Prav tako vsebuje toploten ščit, ki je podoben tistemu od Spache Shuttla, ki omogoča da raketa preživi vstop v atmosfero pri hitrosti 28.000 km/h in preživi celotno pot skozi atmosfero. Ideja je, da se potem natoči gorivo in raketa kmalu ponovno poleti, pri čemer bi se po utopičnih željah Elona Muska želeli doseči podobno frekvenco poletov, kot pri poletih potniških letal. Raketa lahko v nizko Zemljino tirnico ponese 100 t tovora, kar je za tako veliko raketo v resnici zelo malo.

Obstajale bodo tri verzije vrhnje stopnje Starship. Poleg tiste s človeško posadko bosta še verzije Depo in Tanker, ki bosta namenjena točenju goriva v orbiti, ker ena sama raketa Starship nima niti približno dovolj goriva za polet in pristanek na Luno. In tu je srž problema: potrebnih bo okoli 17 Tanker Starshipov, da bodo napolnili eno samo Starship raketo s človeško posadko. Teh 17 raket bodo moralo biti izstreljenih izjemno hitro, ker tekoči metan hlapi in dlje kot misija traja, več goriva pobegne. Zato se v resnici niti ne ve koliko točno Tanker Starshipov bo potrebnih – omenja se številke od 15 do 20! Zato je po mojem mnenju že izbira vrste goriva za Starship zgrešena. Namreč astronavti bodo pristali s to raketo na Luni in, če gre kaj narobe, lahko izhlapi preveč goriva za vrnitev na Zemljo in s tem gotovo izgubo (smrt) posadke. V primeru odprave Apollo so v modulu za pristanek na Luni uporabljali hipergolična goriva, ki so veliko bolj zanesljiva in ne hlapijo. Sam Starship nima sistema za pobeg v sili, kot vse ostale trenutne rakete, ki prevažajo astronavte na ISS. Torej, če se karkoli zgodi med vzletom bo prišlo podobno kot v primeru Space Shuttla do izgube posadke. Poleg tega je Starship zelo nevarna raketa za pristanek na Luni, saj je visoka kar 53 m in široka 9 m, kar pomeni da je precej višja kot široka, kar pomeni, da se lahko ob pristanku na mehak Lunarni regolit ob svoji veliki masi z lahko pogrezne in prebrne. Spet, če se to zgodi, pomeni izgubo posadke. Spomnimo, Apollo Lunarni pristajalnik je bil bolj širok, kot visok, kar je pomenilo potrebno stabilnost za pristanek na neravnem Luninem površju. Ker je Starship tako visok se bodo astronavti na Luno spustilo s pomočjo posebnega dvigala. Če dvigalo gor grede odpove spet pomeni veliko nevarnost. Še zdaleč pa ni samo Starship edina težava v Ameriški vrnitvi na Luno. Sam načrt zahteva uporabo še rakete SLS in vesoljske ladje Orion, ki sicer preizkušeno delata dobro.

Ta načrt je zelo zapleten in naj bi potekal približno takole:

  1. Raketa SLS izstreli kapsulo Orion z astronavti proti Luni (to je bilo že uspešno preizkušeno aprila letos v okviru misije Artemis II).
  2. Ločeno SpaceX Starship poleti v Zemljino orbito, se tam cca. 17-krat napolni s Starship tankerji, nato pa odleti proti Luni.
  3. Orion vstopi v NRH orbito okoli Lune. Starship že čaka v isti orbiti NRH.
  4. Orion in Starship se združita. Dva astronavta prestopita v Starship in z njim odletita na površje Lune. Po vrnitvi z Lune se Starship spet združi z Orionom v NRH.
  5. Astronavti prestopijo nazaj v Orion, ki jih vrne na Zemljo.

Povedano drugače: za en polet s človeško posadko na Luno in nazaj bo potrebnih izstreliti okoli 20 raket. V času Apolla pa je bila dovolj en Saturn V. Ritolizalci Elona Muska bodo rekli da je 19 od teh raket ponovno uporabljivih. Ja, ampak kaj če samo ena izmed teh 20 raket odpove?

Moje mnenje je, da s to raketno arhitekturo ni niti najmanjše možnosti, da se Američani vrnejo na Luno. Pa nisem niti naštel vseh težav, ki jih ima ta program, ker jih je enostavno preveč. Menim sicer, da bo Starship kljub 13. neuspešnim izstrelitvam nekoč deloval. Ampak ne bo namenjen poletom proti Luni ali Marsu (hahah), ampak zgolj prenosu tovora brez človeške posadke v nizko zemljino orbito (predvsem na tisoče novih satelitov Starlinkov). Verjetno si mane roke predvsem Ameriška vojska, ki bo imela dostop do rakete s katero bo lahko v orbito izstrelila večje vohunske satelite. Ločljivost vohunskih satelitov je odvisna od premera primarnega zrcala in ta je enak premeru rakete. Starship pa, kot rečeno ima zelo velik premer in tovorni prostor, kar bo omogočilo izgradnje vohunskih satelitov nove generacije. Tako kot je bil program Apollo v resnici samo krinka hladne vojne z Rusijo, je kot vse bolj kaže trenutni Ameriški program vrnitve na Luno samo krinka nove hladne vojne s Kitajsko. Politiko, vsi vemo koga, žal ne zanima znanost, ampak vojne.

Kakšne pa so rešitve? Ena izmed hipotetičnih možnosti je, da se opusti ponovno uporabljivosti Starshipov s čimer se poveča njihovo nosilnost in zmanjša število potrebnih raket za vsako Lunarno misijo. Ampak, v vsakem primeru je Starship raketa, ki ni zadovoljiva za polet človeka na Luno. Da so s financiranjem Starshipa zavozili se potihoma zaveda tudi NASA. Zato je agencija relativno pred kratkim dala denar tudi podjetju Dynatics za razvoj Lunarnega modula imenovanega ALPACA. Le ta je še v zelo začetnih fazah razvoja, ampak je po prvih načrtih veliko bolj konvencionalen in po mojem mnenju smiseln. Arhitektura Lunarne misije se s tem močno poenostavi, ker je potrebna samo raketa SLS (s kapsulo Orion) in pa ena dodatna raketa (ne vese še katera – verjetno New Glenn), ki bi do Lune ponesla ALPACO. Torej 2 raketi, namesto 20. Zadeva je na papirju tudi veliko bolj varna. Edina slabost te arhitekture je, da lahko na Luno dostavi manj tovora in da nič od misije ni ponovno uporabljivo. NASA je pametno določila, da bo Lunarni pristajalnik tisti, ki bo precej gotov: torej bodisi Starship bodisi ALPACA. So pa naredili napako, da so skenslali izdelavo izboljšane različice rakete SLS, ki bi lahko proti Luni ponesla več tovora.

Lahko se smejemo Američanom koliko hočemo, ampak oni delajo. Kitajci tudi. Le Evropa je v zaostanku. Sploh v času, ko Američani niso več zanesljiv partner. Zato bi Evropska unija morala namenjati veliko več denarja za razvoj Evropskih raket in tudi Evropske vesoljske kapsule s človeško posadko, s čimer bi pretrgali odvisnost od vse bolj nepredvidljivih Američanov.

Submit a comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.