Od kilku miesięcy wiedzieliśmy, że 27.09 Elon Musk, CEO SpaceX, ogłosić ma plany firmy dotyczące podboju Czerwonej Planety. W kwietniu tego roku Musk zszokował wszystkich zapowiadając, że już w 2018 SpaceX zamierza wysłać na Marsa bezzałogową kapsułę Red Dragon. Można się więc było spodziewać, że na wtorkowej konferencji dowiemy się więcej o planowanej misji.

Kilka dni temu Musk podgrzał nieco atmosferę, sugerując na Twitterze, że rakieta szykowana do podróży na Marsa, może także służyć do podróży ku dalszym planetom układu słonecznego. Jednak mało kto spodziewał się, że szef SpaceX przedstawi podczas International Astronautical Congress w meksykańskiej Guadalaharze plany jednocześnie zadziwiające swoim rozmachem i poparte wiarygodnymi, na pierwszy rzut oka, wyliczeniami.

Na krótko przed rozpoczęciem wystąpienia Muska na konferencji SpaceX opublikowała krótką animację, która zdawała się przedstawiać wizję artysty na temat odległej przyszłości podróży międzyplanetarnych:

Szybko się jednak okazało, że na filmie widzimy nie science-fiction, ale plany SpaceX na najbliższe lata.

Firma planuje budowę ogromnej, dwustopniowej rakiety, o łącznej wysokości 122 metrów. Oba jej człony mają być dostosowane do wielokrotnego użytku. Pierwszy, o wysokości 77,5 metra i średnicy 12 metrów, ma wynosić na orbitę drugi człon i powracać w bezpieczny sposób na Ziemię. Drugi natomiast, wysoki na 49,5 metra i mierzący nawet 17 metrów średnicy, ma występować w dwóch podstawowych, różniących się od siebie wersjach.

spacex_17m
Czy ta rakieta będzie duża? Na zdjęciu prototyp jednego ze zbiorników paliwa.

SpaceX planuje drugi człon rakiety jako statek międzyplanetarny lub orbitalną cysternę. Cysterna ma odbywać 3 do 5 lotów na orbitę, żeby zatankować czekający tam na nią statek międzyplanetarny. Potem już tylko wystarczy odpalić silniki i odlecieć ku Czerwonej Planecie z ekipą astronautów. Jak liczną?

Największa zbudowana w historii ludzkości rakieta, czyli Saturn V, była w stanie dostarczyć na orbitę Księżyca niewielki statek z trzema astronautami na pokładzie. Jak twierdzi Elon Musk, na początek w podróż jednym statkiem zabrać będzie można na Marsa nie mniej niż… setkę ludzi (lub 100 ton ładunku – co akurat będzie na Marsie bardziej potrzebne).

Aby dostarczyć taki ładunek na sąsiednią planetę, drugi stopień dysponować będzie łącznym ciągiem silników na poziomie 31 MN, czyli niemal o połowę wyższym niż planowana dopiero rakieta Falcon Heavy albo czterokrotnie wyższym od najnowszej wersji Falcona 9. Żeby mieć pełniejszy obraz tego z jak potężną mocą mamy do czynienia: ciąg pierwszego stopnia rakiety Saturn V wynosił 35MN, czyli niewiele ponad 1/10 więcej.

Tylko jak wynieść na orbitę tak potężne silniki z przymocowaną do nich kabiną dla setki ludzi? Do tego potrzeba rakiety z 42 silnikami Raptor, z których każdy dysponuje mocą trzykrotnie wyższą niż stosowane w Falconie 9 silniki Merlin. Razem daje to do 138 MN ciągu. Dzięki temu pierwszy stopień rakiety będzie mógł wynieść na niską orbitę okołoziemską nawet 550 ton ładunku, w porównaniu do 135 ton udźwigu Saturna V.

payload
Porównanie wielkości i udźwigu rakiet: pierwsza z prawej rakieta marsjańska SpaceX, drugi: Saturn V.

Największa zaleta nowej rakiety SpaceX zdaje się jednocześnie jej największą wadą: poza eksploracją innych planet, tak wielki udźwig wydaje się nie mieć obecnie żadnego zastosowania. Chyba że Amerykanie wrócą do pomysłu zaopatrzenia całego świata w satelitarny internet. Kolejnym niebezpieczeństwem dla projektu wydaje się zastosowanie w pierwszym stopniu aż 42 silników. Warto pamiętać o tym, że projekt 30-silnikowej rakiety N1 rozłożył na łopatki radziecki program księżycowy.

Same silniki Raptor wielkością i masą przypominać mają Merliny stosowane w rakietach Falcon 9, jednak dysponować mają trzykrotnie większym ciągiem. Udało się to osiągnąć między innymi dzięki trzykrotnemu zwiększeniu ciśnienia spalania. Choć konstrukcja jest o wiele bardziej wysilona niż w przypadku jej poprzednika, to silnik przeszedł już pierwsze udane testy na stanowisku naziemnym. Ważną zaletą Raptorów jest paliwo na jakim pracują. Spalają one bowiem mieszankę tlenu i metanu, które to można stosunkowo łatwo uzyskać na Marsie z wody i dwutlenku węgla. Znacznie ułatwi to powrót statku na Ziemię wraz z ewentualnym ładunkiem.

raptor
Silnik Raptor na stanowisku testowym.

Zostawmy już jednak szczegóły techniczne za sobą i skupmy się na tym, czemu mają służyć. Celem SpaceX jest bowiem kolonizacja Marsa. Musk uważa, że aby zbudować dobrze funkcjonującą, samowystarczalną kolonię na Czerwonej Planecie, musimy wysłać tam około miliona kolonistów. Licząc po 100 osób na misję (i pomijając zaopatrzenie) daje nam to 10 tysięcy lotów największej rakiety kosmicznej jaką kiedykolwiek zbudowano.

Choć wydaje się to kompletnie szalone, to Musk podkreśla, że cały projekt opracowany został z myślą o minimalizacji kosztów poprzez wielokrotne wykorzystywanie sprzętu. W praktyce pomiędzy lotami potrzebne byłoby tylko tankowanie i prosty przegląd. W ten sposób struktura kosztów miałaby mniej przypominać dzisiejsze loty kosmiczne, a bardziej podróże lotnicze.

Elementem rakiety, który ma wytrzymać stosunkowo najmniejszą liczbę lotów, jest drugi stopień w wersji pasażerskiej. Projektowany jest on z myślą o 12 przelotach na Marsa i z powrotem. Liczba ta stanie się znacznie bardziej imponująca, kiedy zdamy sobie sprawę z tego, że biorąc pod uwagę długość podróży tam i z powrotem oraz oczekiwanie na kolejne okno startowe, oznacza to niemal trzy dekady eksploatacji.

Ta sama konstrukcja w wersji orbitalnej cysterny zdolna ma być do wykonania nawet 100 lotów, czyli w praktyce, biorąc nawet pod uwagę konieczność kilkukrotnego tankowania, potrzebować będziemy mniej cystern niż statków interplanetarnych. Jednak prawdziwym mistrzem wytrzymałości ma być gigantyczny pierwszy stopień rakiety, którego 42 wysokowydajne silniki i cienki kadłub z włókna węglowego mają wytrzymać nawet tysiąc lotów na orbitę i z powrotem.

systemarchitecture

Dzięki niespotykanej dotychczas żywotności pojazdów kosmicznych SpaceX ma zamiar zejść z kosztami wysłania człowieka na Marsa do poziomu około 200 tysięcy dolarów. Musk uważa osiągnięcie tak niskiej ceny za kluczowe dla powstania na Marsie ludzkiej kolonii. Przy takich kosztach lot na Czerwoną Planetę kosztować ma bowiem mniej-więcej tyle ile wynosi średnia cena domu w USA. Uczestnictwo w kolonizacji Marsa ma się więc stać dla średniozamożnych entuzjastów całkiem realnym planem na resztę (lub przynajmniej spory kawał) życia.

Kiedy już lot na Marsa będzie kosztować tyle co Ferrari California, znalezienie miliona, czy przynajmniej setek tysięcy, chętnych, nie powinno być dla Muska problemem. Zwłaszcza, że w przeciwieństwie do niesławnego MarsOne, SpaceX ma oferować opcjonalną podróż w drugą stronę. Jak długo przyjdzie nam czekać na taką możliwość? Choć szef SpaceX uważa, że wysłanie na Marsa miliona ludzi zajmie nam kilkadziesiąt lat, to plany podboju kosmosu zaczną się spełniać znacznie szybciej.

timeline

Nowy statek, obecnie w fazie projektowej, ma zostać zbudowany i przetestowany na orbicie już w 2020 roku, czyli zaledwie za cztery lata. Natomiast już w 2022 roku pojazd ma zostać wystrzelony w kierunku Marsa. W przypadku lotów marsjańskich SpaceX nie może sobie pozwolić na żadne opóźnienia, ponieważ okno startowe otwiera się raz na niewiele ponad dwa lata. Pozostaje nam więc życzyć amerykańskiej firmie jak najmniej poślizgów, zwłaszcza zaś jak najmniej eksplozji na stanowisku startowym i już w czasie lotu.

Jeżeli kogoś temat zainteresował i chciałby zapoznać się z pełnym zapisem wystąpienia Elona Muska na International Astronautical Congress, to jest on dostępny w serwisie YouTube:

źródło: spacex.com, futurism.com, theverge.com

Spodobał Ci się ten artykuł? Podaj dalej!