Elon Musk űrhajójának, a Starshipnek a Marsig sem kell mennie, hogy hatalmas előnyhöz juttassa az USA-t

A politikusokat tényekkel kell szembesíteni. A tudomány tényeket gyárt. Segíts minél többet publikálni belőlük!

Elon Musk, a SpaceX alapítója és vezérigazgatója azt szeretné, ha az emberiség több bolygón élne a Naprendszerben, amire a realitások határain belül a Föld mellett a Mars lehet alkalmas. Musk az első marsi települések megalapításának kulcsát a vállalata által fejlesztett Starship űrrakétarendszerben látja, amelynek első, Föld körüli pályát elérő tesztrepülésére az év első felében sor kerülhet.

A Starship egy teljesen újrahasználható, Super Heavynek nevezett hordozórakétából és Starship űrhajóból álló rendszer, ami nevével ellentétben nem csillagok közötti, hanem a Föld és a Hold környékére, később pedig a Mars irányába tartó utazásra készül. A Musk által 2016 őszén bejelentett Big Falcon Rocket (BFR) többszörös, éveken át tartó újratervezése után alakult ki a mai Starship, ami a kezdeti elgondolásnál minden szempontból realisztikusabb, de a létező rakétákhoz és űrhajókhoz képest így is rendkívül ambiciózus.

Az összeillesztett, 120 méter magas StarshipFotó: Elon Musk/Twitter

Magasabb, mint a rakéta, ami a Holdra juttatta az embert

Az együttesen a Saturn V-nél magasabb, 120 méter hosszú és 9 méter átmérőjű Starship a tervek szerint 100 tonnányi rakományt lesz képes Föld körüli pályára állítani, és később a SpaceX és Musk reményei szerint űrbeli utántöltéssel akár hasonló mennyiségű terhet vihet akár a Marshoz is. A rakétarendszer folyékony metánt és oxigént elégető Raptor hajtóművekkel emelkedik a magasba, amiből az 50 méter hosszú, rozsdamentes acél borítása miatt erősen retro-futurisztikus Starshipen 6 található. A 70 méteres Super Heavyn pedig most 29, de későbbi tervek szerint 33 Raptor hajtómű lesz, ami ezzel még a szovjet N1 holdrakétát is túlszárnyalja majd.

A Starship űrhajó részének első jelentős, több mint 10 kilométeres magasságot elérő tesztrepüléseire a texasi Boca Chicából 2020. december 9-én és 2021. február 9-én került sor, amelyek bár becsapódással és az SN8 és SN9 prototípusok megsemmisülésével értek véget, bizonyították a Starship repülési képességét. Az első sikeres landolást az űrhajó 2021. március 30-án teljesítette, bár azután néhány perccel az SN10 is felrobbant. Kicsivel később, 2021. május 5-én az SN15 tesztje során ezt sikerült elkerülni, és a Starship hibátlanul vitte véghez repülését. Ezután tavaly augusztusban első alkalommal szerelték össze az űrhajót és hordozórakéta-fokozatát, felkészülve a Föld körüli pályát elérő tesztrepülésre, amiről akkor Musk számos fotót közölt Twitteren.

De nem ment minden ennyire simán a SpaceX-nek tavaly, hiszen Musk egyszerre küzdött a Raptor hajtóművek gyártásának csúszásával és a Starship tesztjeit nem túl jó szemmel néző amerikai szövetségi légügyi hivatallal, az FAA-el, amely társadalmi konzultációt indított a Starship texasi teszteléséről, és február végén egy környezeti tanulmányt is kiad majd a kérdésben. Ha ezek után az FAA mégis jóváhagyja azt, a Superheavy hordozórakétával kiegészült Starship még 2022 első felében elvégezheti első, Föld körüli pályát célzó repülését. Közel két év után, február 10-én fog először hosszabban beszélni Musk a Starship fejlesztésének előrehaladásáról, ahol valószínűleg ennek a tesztnek az előkészítése is szóba kerül majd.

Jelentős spórolást hozhat a Starship, és ehhez nem kell Musk becslésével számolnunk

A Center for International and Strategic Studies (CSIS) amerikai kül- és biztonságpolitikai agytröszt még 2020-ban nézte meg a  az űrrakéták indítási költségének 1960-as évektől máig tartó változását. Ebből jól kirajzolódik, miért hoztak a SpaceX részben újrahasznosítható rakétái forradalmi változást az iparágba a 2010-es években.

Egy kilogrammnyi rakomány alacsony Föld körüli pályára juttatása az 1966 óta különböző verzióiban több mint 900 sikeres indításon túllévő Szojuz rakétával, amely kulcsszerepet játszik a Nemzetközi Űrállomás (ISS) ellátásában és az űrhajósok szállításában, átlagosan 17 900 dollárba került. Ez a NASA 1981-től 2011-ig futó űrrepülőgépéhez képest elég kedvező, ahol egy kilogramm felküldése a rendszer komplexitása miatt 65 400 dollárba került, ugyanakkor kissé több, mint a legénység szállítására nem alkalmas európai Ariane–5 rakéta kilogrammonként 10 200 dolláros, vagy az amerikai Atlas–V hordozórakéta 8100 dolláros költsége.

A SpaceX legsikeresebb hordozórakétájának, a 2010 óta üzemelő és 2020 óta a Crew Dragon űrhajóval legénység ISS-re szállítására is alkalmas Falcon–9-nek az indítási költsége 51-65 millió dollár, ami egy kilogrammra nézve 2600 dollárra jön ki. A nagyobb, 64 tonnás rakományt feljuttató, de űrhajósok szállítására nem képes, 2018 óta üzemben lévő Falcon Heavy esetében még kedvezőbbek a számok, itt 1500 dollárnál áll meg egy kilogramm indításának ára. Mindkét rakéta a költségcsökkentés egy jelentős hányadát azzal érte el, hogy első fokozatuk (illetve a Falcon Heavy esetén két gyorsítórakéta is) újrahasznosítható, azok ugyanis a Földre visszatérve vagy a szárazföldön vagy a SpaceX óceáni robothajóin landolnak.

Az alacsony Föld körüli pályára a tervek szerint 100 tonna hasznos terhet feljuttató Starship még a Falcon Heavyhez képest is áttörést hozhat, és tizenötödére, 100 dollárra csökkentve az egy kilogrammra vetített költségeket, legalábbis még 2020-ban nézte meg a Seradata elemzője, David Todd szerint, aki 10 millió dollárra becsüli a Starship egyszeri indításának árát. Musk a tőle megszokott módon optimistább, korábbi nyilatkozata alapján elképzelhetőnek tartja, hogy egy indítás csupán 2 millió dollárba kerüljön, elvben 20 dollárra csökkentve egy kilogramm pályára állításához szükséges összeget.

Amerikának a Starship Marsra szállás nélkül is komoly előnyt jelent 

Ha a Starship a következő években elkezdi tesztprogram utáni küldetéseit, és tényleg hozni tudja majd a 10 millió dolláros indításonkénti költséget, az forradalmat hoz a Föld körüli pálya, és később a Hold körüli űrtevékenység szempontjából. Különösen így van ez, ha a NASA hányattatott sorsú, a tervek szerint első repülését szintén idén teljesítő SLS (Space Launch System) hordozórakétájához hasonlítjuk. Az Artemis–1 küldetést, amelyben az Orion űrhajó utasok nélkül elrepül majd a Hold mellett, valamikor idén április után elindító rakéta verziójától függően 95-130 tonnás pályára állítási képességéhez 2 milliárd dolláros indítási költséggel jár majd, ami a Starshipének 200-szorosa.

A Starship első tesztrepülése már önmagában jelentős előnyhöz juttatja az Egyesült Államokat a tavaly is fokozódó űrversenyben Kínához képest. Utóbbinak ugyanis csak 2030-ban indulhat el először az egyáltalán nem újrahasznosítható, űrhajó nélküli hordozórakétája, a Long March–9, amely a tervek szerint 140 tonnát juttathat alacsony Föld körüli pályára. Musk szerint a Starship ezt is túlszárnyalhatja majd, 150 tonnás végleges kapacitást elérve, a teljes újrahasználhatóság megtartása mellett. Egyszerű belátni, hogy rengeteg hasznos teher rendkívül olcsón és gyorsan végrehajtott pályára állítása, amelyre magának a SpaceX-nek a műholdas internetet adó Starlink megakonstellációja kiváló példa, jelentős gazdasági és stratégiai előnyhöz juttatja majd az ezzel a képességgel rendelkező Egyesült Államokat.

A Pentagon űrhivatala által tervezett, Starlinkhez hasonlóan sok száz műholdból álló amerikai katonai műholdas rendszer. Ennek egy eleme lesz a hiperszonikus fegyverek követését lehetővé tévő HBTSS is, aminek első műholdjai jövőre indulnak.Fotó: Space Development Agency/DOD

A Starlinkhez hasonló műholdas rendszerek és gyors pályára állításuk katonai szempontból is fontos. Ezt jól mutatja, hogy az Egyesült Államok – részben a SpaceX segítségével – már jövőre megkezdi egy hiperszonikus és ballisztikus rakétákat észlelni és a korábbiaknál jobban követni képes HBTSS-nek nevezett műholdas konstelláció építését. Ez több száz tagból állhat majd, és csak egy rétege lesz a következő években indítandó nagy amerikai  katonai műholdas rendszereknek, amelyek kommunikációs, navigációs, irányítási feladatokat is ellátnak majd, később pedig akár a teljes Föld-Hold rendszerben zajló űraktivitást is követhetik.

Az amerikai kormányzatnak a Starshipbe vetett bizalmát jól mutatja, hogy a NASA tavaly az űrhajó egy speciális változatát, a Starship HLS-t választotta a Holdról való emberi visszatérést megvalósító Artemis program leszállóegységeként, amely a Hold körüli pályáról az égitest felszínére szállítja majd az űrhajósokat, miután azok odajutottak a NASA Orion űrhajójával. A SpaceX alapítójának távolabbi célja persze a Starship Marsra repítése, előbb-utóbb űrhajósokkal a fedélzetén. Az ezt övező kihívások és problémák közül, ahogy arról még 2019-ben írtunk, nem elsősorban maga az űrhajó a legjelentősebb. Elképzelhető, hogy a 2030-as években a Marsról alkotott tudásunk nagy részét összegyűjtő és egyre bonyolultabb robotszondák sikeres landolását végrehajtó NASA-val és JPL kutatóintézetével együtt dolgozva a vállalat valóban eléri ezt a célt. A lakhatatlan marsi környezet által jelentett és mesterséges bioszférák fenntartásának megoldatlan kihívásai azonban egyelőre nem kedveznek az első települések megalapításának. De a Starshipnek nem kell egyhamar a Marsig jutnia ahhoz, hogy alapjaiban felkavarja az űripart.

A Qubit szerkesztősége azért dolgozik, hogy a magyar nyilvánosság hiteles, alapos és közérthető tudományos ismeretekhez jusson. Tesszük ezt politikamentesen, közszolgálati hevülettel, száznál több kutató és tudós bevonásával. Égető kérdések, dermesztő válságok és zavaros álhírek sűrűjében igyekszünk tartani a fáklyát immár havi bő hétszázezer olvasónknak. Cikkeink ingyen olvashatók, de nem ingyen készülnek. Segítsd a munkánkat!

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: