OVER: Oppskytingen av den 121 meter høye Starship på Integrated Flight Test-4 fra Boca Chica i Texas den 6. juni 2024.
eRomfart 2024-024, Norsk Astronautisk Forening, 10.06.2024
Dette er en nyhetsartikkel opprinnelig sendt på epost til medlemmer av Norsk Astronautisk Forening. Dersom du ikke er medlem, men ønsker å motta disse epostene og nyte godt av våre øvrige tilbud, kan du melde deg inn via vårt elektroniske innmeldingsskjema.
Fjerde oppskyting av Super Heavy/Starship
Av Øyvind Guldbrandsen
Man kan trygt si at den fjerde testferden med SpaceX' enorme bærerakett/romfartøy Super Heavy/Starship ble den mest vellykkede så langt i dette ytterst ambisiøse programmet. Romfartøyet gjennomførte som planlagt litt over en halv runde rundt Jorden og fullførte begge de viktigste formålene med testen, som startet den 6. juni 2024 kl. 16:50 norsk sommertid.
Bæreraketten Super Heavy foretok en i all vesentlighet kontrollert myklanding i Mexicogolfen nær kysten av Texas 7½ minutt etter start, etterfulgt av Starships antakelig nesten like kontrollerte myklanding i Det indiske hav vest for Australia 1 time og 6 minutter etter start, etter å ha overlevd, om enn ikke fullstendig helskinnet, en brutal ferd gjennom atmosfæren fra tilnærmet orbitalhastighet. Man gjorde ikke forsøk på å berge noen av trinnene fra havet.
Å beherske å bringe Starship fra kretsløp og lande det i god behold på fast grunn er ikke bare blant de essensielle, men har også vært ansett som en av de vanskeligste utfordringene med Starship-programmet. Nå har selvfølgelig SpaceX god erfaring med å returnere romfartøy fra rommet. Det hadde selskapet på forhånd gjort 12 ganger med bemannede og 31 ganger med ubemannede Dragon-kapsler.
32 av Super Heavys 33 Raptor-motorer virket.
Men en ting er å sende en 4,5 meter lang Dragon-kapsel i tilnærmet ballistisk bane gjennom atmosfæren og plaske den i fallskjerm ned i et omtrentlig definert område i havet. Det er noe ganske annet å styre et 50 meter langt romfartøy kontrollert gjennom atmosfæren, vippe det til vertikal stilling rett før landing og myklande det med rakettmotorer på et forutbestemt punkt på bakken.
Like essensielt for programmet er det å lande førstetrinnet Super Heavy. Her har SpaceX enda mer relevant erfaring å bygge på. Da oppskytingen av IFT-4 (Integrated Flight Test) startet fra Boca Chica i Texas, hadde SpaceX foretatt hele 316 vellykkede landinger av førstetrinn fra Falcon 9- og Falcon Heavy-oppskytinger, enten på store, selvgående droneskip til havs eller på landingsplasser i nærheten av oppskytingsrampen.
Selvsagt stiller Super Heavy i en helt annen vekt- og størrelsesklasse, med omtrent åtte ganger tørrvekten og nær 2,5 ganger diameteren til Falcon 9s førstetrinn. I tillegg må Super Heavy foreta enda mer presisjonskrevende og risikable landinger, på den samme oppskytingsrampen de startet fra 7-8 minutter tidligere, hvor trinnene skal snappes noen få meter oppe i lufta av de digre armene, eller “mechazilla-spisepinnene” på oppskytingstårnet. Dette for å slippe å dra svære landingsben med seg på turen.
Like viktig er det at landing på oppskytingsrampen også muliggjør vesentlig kortere klargjøringstid til ny oppskyting. Målet med Super Heavy/Starship er ikke bare full gjenbrukbarhet, men også meget hyppig frekvens på ferdene. Opptil flere ganger per dag er det mer eller mindre realistiske målet til SpaceX-gründer Elon Musk, som liker å se for seg oppskytinger som om det var ruteflyginger. Falcon 9's førstetrinn trenger minst et par uker på å klargjøres til en ny oppskyting.
Propper i systemet
Med sin sedvanlige syvmilsstegmentalitet uttalte Musk rett etter IFT-4 at man på kommende IFT-5 bør kunne ta sikte på å lande Super Heavy nettopp på oppskytingsrampen, slik man skal gjøre hver gang når systemet har blitt operativt. Noen endelig avgjørelse om dette blir nok neppe tatt før man grundig har analysert hvor kontrollert og presist Booster 11 faktisk landet i havet. Samt overbevist FAA (Federal Aviation Administration – De amerikanske luftfartsmyndighetene) om at dette er gjennomførbart på en trygg måte. FAA må forhåndsgodkjenne hver og en av oppskytingene som foretas i i USA, og har vært en notorisk og frustrerende propp i systemet for SpaceX, som gjennomfører flere ganger så mange oppskytinger som alle andre amerikanske selskap til sammen.
Før IFT-4 fikk imidlertid SpaceX gjennomslag for at FAA ikke nødvendigvis måtte gå i gang med en full og tidkrevende gransking av alt som måtte gå galt under IFT-4. Fordi dette ikke skulle være en operativ ferd, men en test, hvor man nettopp må forvente at ting kan gå mer eller mindre på skakke. Svikt i varmeskjoldet og oppløsning av Starship på vei ned gjennom atmosfæren, populært kalt RUD (Rapid Unscheduled Disassembly), var blant det SpaceX listet opp som meget vel kunne skje på IFT-4.
Hovedelementene i Starship/Super Heavy.
Booster 11 er for øvrig serienummeret på Super Heavy-trinnet brukt på IFT-4. Nummeret på Starship-fartøyet var Ship 29.
På IFT-3, som fant sted den 14. mars 2024 (eRomfart 2024-016) gjorde også en annen propp i systemet seg gjeldende. Tilstoppede filtre i rørene som brakte flytende oksygen til rakettmotorene førte til at de fleste av de 13 Raptor-motorene som skulle tenne på nytt og bremse ned fartøyet i ganske lav høyde over havoverflaten, sviktet. Trinnet kom ut av kontroll og opplevde RUD i en høyde av noen få hundre meter.
På IFT-4 var kapasiteten på filtrene utvidet og bare én av de 13 sentrale motorene sviktet i denne fasen av ferden. Det så ikke ut til å ha betydning for utfallet av ferden. Super Heavy har totalt 33 Raptor-motorer. Også på vei opp sviktet en av motorene, omtrent rett etter start, men heller ikke det så ut til å påvirke ferden. På IFT-2 og -3 virket alle motorene på vei opp.
De nevnte filtrene skal hindre isbiter fra kondensert vanndamp å finne veien inn til rakettmotorene og skade disse. Flytende oksygen må holdes kaldere enn -183 °C. At de kalde drivstoffankene utvendig dekkes med rim etter å ha blitt fylt er velkjent. Men det er også nesten umulig å unngå at det dannes isbiter innvendig når de enorme tankene fylles.
Hot stage
En enda større endring i forhold til IFT-3 var inkluderingen av et «hot stage», et separerbart mellomtrinn i form av en kort, sylindrisk struktur mellom Super Heavy og Starship på IFT-4. Dette ble frakoblet toppen av Super Heavy i en høyde av 107 km, så vidt over 4 minutter etter start og like etter at Super Heavy hadde fullført den ett minutt lange avfyringen av de 13 sentrale Raptor-motorene for å bli sendt inn i en ballistisk bane tilbake i retning kysten av Texas etter frakoblingen av Starship, som skjedde i en høyde av 72 km. På denne måten ble Super Heavy mindre topptungt og lettere å kontrollere på vei ned gjennom atmosfæren.
Mellomtrinnet er en midlertidig løsning som ble tilføyd etter at Booster 11 var bygget og SpaceX hadde bestemt seg for å gå for «hot staging», som ble innført fra IFT-2 og betyr at de seks Raptor-motorene på Starship tenner rett før frakoblingen av Super Heavy, i stedet for noen sekunder etter. Dermed unngår man å miste fart på veien til verdensrommet. Hot staging krever et fagverk mellom trinnene som gassene fra Starships rakettmotorer kan strømme ut gjennom, samt et varmeskjold som beskytter Super Heavy mot de samme gassene. Fremtidige utgaver av Super Heavy vil ha et integrert og lettere mellomtrinn som blir med tilbake til landingsstedet.
Frakobling av "hot stage".
Stjerneskipet vender tilbake
På IFT-3 førte blokkerte ventiler i stillingskontrollmotorene til at flere av disse sviktet og romfartøyet gikk inn i langsom, ukontrollert spinn etter å ha gått inn i kretsløp, eller tilnærmet kretsløp rundt Jorden. Dermed møtte ikke skipet atmosfæren på riktig måte og opplevde RUD få minutter senere, i en høyde av flere titalls km.
Ship 29, som vi gjentar ble brukt på IFT-4, hadde fått ekstra stillingskontrollmotorer, og møtte atmosfæren med full kontroll i en høyde av drøye 100 km. På TV-bildene fra ferden, direkteoverført fra kameraer på utsiden av romfartøyet via SpaceX' eget, omfattende kommunikasjonsystem av Starlink-satellitter, så man imidlertid at den glødende plasmaen som etterhvert omhyllet romfartøyet begynte å gnage i stykker den fremre, høyre flapen, dvs. aerodynamiske kontrollflaten. Plasmaen, som består av ladde atomer og frie elektroner, oppstår rundt romfartøy og for den saks skyld meteoritter som treffer atmosfæren med høy hastighet, fordi luften komprimeres og varmes opp kraftig nok til at luftmolekylene begynner å gløde elektronene rives vekk.
Super Heavy på vei nedover.
Starship har fire store, bevegelige flaps, to foran og to bak, som sørger for aerodynamisk kontroll av romfartøyet. Hvordan det gikk med de andre tre sa ikke TV-bildene noe om, men deres gjensyn med atmosfæren var neppe særlig mindre skånsomt.
Til tross for dette greide Starship brasene og holdt seg tålelig stabilt hele veien ned gjennom atmosfæren, til stigende forbløffelse for alle som fulgte med. Flere ganger forsvant TV-bildet, noe som også var ventet, siden radiosignaler forplanter seg dårlig gjennom plasma.
Desto mer uventet var det at bildene hver gang kom tilbake igjen etter få sekunder. Siden man kunne betrakte den etter hvert hvitglødende flapen gradvis gå i oppløsning, ble man ved hvert bildebrudd stadig mer overbevist om at resten av Starships mangfoldige bestanddeler nå endelig også var spredt for alle hypersoniske vinder.
Begynnende plasmaglød rundt Starship etter å ha entret atmosfæren.
Snart var det knapt mulig å se noe som helst på det gjenstridige TV-bildet, siden mosk fra den mer og mer oppspiste flapen klistret seg på kameralinsen. Som for sikkerhets skyld også sprakk underveis. Men at det i det hele tatt var et slags bilde viste at Starship fortsatt klamret seg til livet.
Helt til slutt kunne man skimte en nesten fullstendig maltraktert flap vinke rundt i nattemørket, antakelig bare opplyst av rakettmotorene som tente like før skipet bellyfloppet og endelig traff vannflaten, i tilnærmet gangfart. Da var hastigheten siden møtet med atmosfæren, som skjedde tre kvarter etter start, redusert fra omtrent 26.700 km/t, ifølge dataene som supplerte TV-bildene og de nå nærmest vantro kommentatorene, som var medvitner til det som fortonet seg som et mirakel.
En av flapsene på Starship begynner å grilles.
Selv om Starship overlevde hele turen ned gjennom atmosfæren, må man selvfølgelig gjøre noe med designet på flapsene, som man helst vil slippe å bytte ut etter hver romferd. Siden alle fire kan svinges nesten 90° langs skipets lengdeakse, må det være et lite mellomrom mellom dem og skroget. Det var her plasma klarte å lure seg gjennom, og starte et systematisk angrep fra innsiden.
Andre nyheter:
Starliner har ankommet ISS
Sammenkoblingen skjedde på andre forsøket, kl. 19:34 norsk tid den 6. juni 2024, nær 27 timer etter oppskytingen. Underveis oppdaget man to heliumlekkasjer i tillegg til den man visste om fra før, som førte til utsettelse av det første oppskytingsforsøket den 6. mai. I tillegg måtte man håndtere problemer med Starliners små rakettmotorer.
Etter å ha overvunnet problemene og koblet seg til kunne Wilmore og Williams joine de syv andre romfarerne i ISS.
Mer om denne første bemannede Starliner-ferden finner du i eRomfart 2024-023.
Venner i rommet, ikke nødvendigvis på Jorden:
Starliner-besetningen (i blått) har joinet Den internasjonale romstasjonens Ekspedisjon 71-besetning, som består av én belaruser, to russere og fire amerikanere.
Dette er kosmonauten Oleg Kononenkos (foran i midten) femte ferd i rommet. Han er den som totalt har oppholdt seg lengst i rommet og kunne den 5. juni 2024 loggføre sitt 1000. døgn.
Chang'e 6 på vei tilbake til Jorden
Med seg har den kinesiske romsonden de første overflateprøvene som noen gang er tatt fra Månens bakside.
Chang'e 6 landet på Månen seks minutter over midnatt norsk sommertid natt til 2. juni 2024. Oppstigningsdelen tok av 47½ timer senere og koblet seg til banedelen ytterligere 2½ døgn senere.
Detaljer om Chang'e 6 fikk du i eRomfart 2024-020.
Kineserne har sans for å ta selfies av romsondene sine. Dette, av Chang'e 6 på Månens bakside, er tatt av en liten rover romfartøyet hadde med seg. Chang'e 6 er det første romfartøyet som har hentet opp prøver fra Månens bakside. Det er ventet å returnere til Jorden 25. juni 2024 (eRomfart 2024-020).
Ingen kontakt med Akatsuki
Det betyr at ingen romfartøy lenger er i aktivitet i nærheten av Venus.
Den japanske sonden ble skutt opp i 2010 og gikk inn i bane rundt Venus i 2015, fem år forsinket, etter at det første forsøket på å gå inn kretsløp mislyktes.
Den japanske romorganisasjonen JAXA har ikke hørt fra sonden siden slutten av april 2024, men arbeider fortsatt med å prøve å gjenopprette kontakt. Etter så lang tid uten et pip synes det imidlertid tvilsomt at det vil lykkes.
Venus fotografert i UV-lys fra Akatsuki.
Astronaut William Anders omkom i flystyrt
William Anders var en av de tre Apollo 8-astronautene som i desember 1968 ble de første menneskene til å forlate jordbane og de første til å kretse i bane rundt Månen. Det var Anders tok bildet «Earthrise» fra månebane, et av historiens mest ikoniske bilder.
Anders var USAs ambassadør i Norge i fra mai 1976 til juni 1977.
Han omkom 7. juni 1924 da T-34-flyet han førte styrtet. Anders var alene i flyet. Han var logget med mer enn 8000 flytimer. Anders ble 90 år.
Av de 24 astronautene som reiste til Månen er det nå kun seks som fortsatt er i live. Blant disse er Apollo 8- og Apollo 13-astronaut Jim Lovell og Apollo 11-astronaut Buzz Aldrin. Lovell reiste altså to ganger til månen, men fikk aldri landet der.
"Earthrise", fotgrafert i 1968 fra Apollo 8 av William Anders (1933-2024). Jordoppgang kan selvfølgelig bare ses fra et romfartøy i bane rundt Månen. Siden Månen har bunden rotasjon vil det på Månens overflate (forsiden, vel og merke) se ut som Jorden står omtrent stille på himmelen.
