Første montering av Starship/Super Heavy sammen*

Publisert av Øyvind Guldbrandsen den 12.09.21. Oppdatert 27.02.24.

Tittelbildet: Starship SN20 midlertidig montert oppå Super Heavy BN4 ved Starbase ved Boca Chica i begynnelsen av august 2021. Kombinasjonen er 120 meter høy og ni meter i diameter, og står i tillegg på en sokkel som er 20 meter høy. 

  

 

eRomfart 2021-030, Norsk Astronautisk Forening, 12.09.2021

 

Dette er en nyhetsnotis 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.


Første montering av Starship/Super Heavy sammen

Av Øyvind Guldbrandsen

   

Den 6. august 2021 ble et Starship-romfartøy for første gang montert oppå en Super Heavy-bærerakett. Det skjedde ved SpaceX' såkalte Starbase ved Boca Chica på østkysten av Texas. Kombinasjonen Starship/Super Heavy er 120 m høy, den største romraketten som noen sinne er byget.

Det er planen at den aktuelle Starship-fartøyet skal skytes opp på en ubemannet testferd i bane rundt Jorden, muligens allerede i år.

Monteringen av Starship oppå Super Heavy var kun midlertidig og kortvarig, men likevel en milepæl i Starship-prosjektet, som utvikles i et tempo de færreste for kort tid siden ville trodd var mulig, ikke minst blant SpaceX' konkurrenter som ULA (Lockheed Martin og Boeing) og Blue Origin.

 

Siden av Starship som vender mot kameraet er dekket av tusenvis av sekskantede, svarte varmeskjoldfliser. Enkelte små, men vanskelige områder var ennå ikke flisbelagt i begynnelsen av august.



Det er ved Starbase at Starship og Super Heavy bygges, og det er her disse, i hvert fall i første omgang, skal skytes opp fra og deretter lande etter endt ferd. Både Super Heavy og Starship er konstruert for å være fullt gjenbrukbare, men på den første testferden av de to sammen vil det ikke bli forsøkt å berge noen av dem.

Starship/Super Heavys kombinerte høyde er ni meter høyere enn Saturn V/Apollo, som med sine 111 m er den største raketten som til nå har blitt skutt opp i rommet. Saturn V var som kjent raketten som sendte NASAs bemannede Apollo-romfartøy til Månen for rundt fem tiår siden. Sovjetunionens N-1/L-3 var riktignok mer massiv, og hadde større maksdiameter enn Saturn V. Men alle de fire N-1-oppskytingene var mislykkede. Diameteren på Saturn V-rakettens første- og andretrinn var 10 meter, diameteren på Starship og Super Heavy er ni meter. Med drivstoff vil Super Heavy/Starship være betydelig mer massiv enn både Saturn V og N-1.

Den aktuelle Starship-fartøyet er nummerert Booster 4/Ship 20, eller Super Heavy BN4/Starship SN20 (for Booster Number og Serial Number). På den forestående testferden, som altså blir den første med Starship/Super Heavy-kombinasjonen, skal Starship foreta litt under ett omløp rundt Jorden, før det myklander kontrollert i Stillehavet 100 km nordvest for Hawaii, vel å merke dersom alt går som det skal. Knappe tre minutter etter start vil Booster 4, koble seg fra Ship 20, og deretter sette kursen tilbake i retning Boca Chica. Også den skal myklande i sjøen, i Mexicogolfen rundt 30 km fra land.

 

Super Heavy, som skal fungere som førstetrinn i Super Heavy/Starship-kombinasjonen, har en høyde på 69,5 meter. På senere ferder skal de fire gitterfinnene øverst bidra til å dirigere trinnet tilbake til oppskytingsrampen etter at Starship er koblet fra og fortsetter inn i bane rundt Jorden. Til forskjell fra gitterfinnene på Falcon 9-rakettene kan Super Heavys gitterfinner ikke foldes ned under oppskytingen. Denne funksjonen er fjernet for å forenkle konstruksjonen.



SpaceX planlegger å rutinemessig lande og gjenbruke både Starship og Super Heavy etter senere ferder. Super Heavy skal endog lande direkte på oppskytingsrampen, og i stedet for dra med seg tunge landingsben benytte digre armer på oppskytingstårnet som griper tak i trinnet ved landingen. Denne løsningen vil også bidra til å klargjøre raketten til en ny ferd på svært kort tid, slik SpaceX tar sikte på.

Tidligere utgaver av Starship har allerede foretatt noen testferder for seg selv ved Boca Chica, inkludert fem opp til høyder på 10-12 km, hvor et av de primære formålene var å få på plass landingsprosedyrene. Men for å komme seg inn i bane rundt Jorden vil Starship benytte Super Heavy som førstetrinn, mens Starship selv vil være andretrinnet.

Ifølge SpaceX-gründer Elon Musk kan Starship komme seg inn i bane rundt Jorden på egen hånd, som et ett-trinn-til-bane-fartøy, uten å benytte Super Heavy som førstetrinn. Men det krever en fullstendig nedstrippet versjon av Starship, uten verken varmeskjold, aerodynamiske finner, landingsben eller gjenværende drivstoff til nedbremsing. I tillegg vil nyttelastkapasiteten være nesten ingenting. Det vil således neppe være noe poeng å noen sinne bruke opp et Starship til en slik oppskyting.

Noen oppskytingsdato for denne første Starship-testferden inn i jordbane er foreløpig ikke annonsert, men SpaceX tar sikte på å gjennomføre den når enn de mener at de er klare. Først skal det blant annet foretas minst én, trolig flere statiske testavfyringer av de 29 Raptor-motorene på Booster 4. Det skal også gjennomføres cryotester av Starship og Super Heavy. Det forgår ved at drivstofftankene fylles med flytende, altså superkaldt nitrogen, som har temperatur som er sammenlignbart med flytende oksygen og flytende metan, som er drivstoffet Starship og Super Heavy benytter. Noen av rakettmotorene på Super Heavy skal også byttes ut, og de siste bitene av Starships varmeskjold må også på plass.

 

Super Heavy kan benytte et varierende antall Raptor-motorer, men vil vanligvis trolig bruke i overkant av 30. Booster 4 har blitt utstyrt med 29 motorer. Da bildet ble tatt var fem av disse, de med lysere dyser, ennå ikke testavfyrt.



Oppskytingen kan likevel komme til å bli utsatt til lenge etter at SpaceX er ferdige med de tekniske forberedelsene. Først må nemlig FAA (Federal Aviation Administration - de amerikanske luftfartsmyndighetene) bli ferdige med å vurdere miljøpåvirkninger fra SpaceX' aktiviteter ved Boca Chica. FAA har ingen formelle frister å holde seg til, men vil utvilsomt bli satt i et lite flatterende lys dersom Starship blir stående klart til start i ukevis på oppskytingsrampen, og kun venter på at FAA-byråkratene skal bli ferdige med skjemaene sine.

SpaceX, som også har utviklet og bygger Falcon-rakettene, som skyter opp både satellitter og SpaceX' bemannede Dragon-fartøy, er kjent for å utvikle bærerakettene sine etter prøve- og feilemetoden. Nå har det vært ytterst få mislykkede Falcon-oppskytinger, men det krevde mange forsøk før man fikk på plass de banebrytende landingene av Falcon 9-rakettens førstetrinn, som har vært nærmest revolusjonerende for å få ned oppskytingskostnadene. Angående den første Starship/Super Heavy-oppskytingen, har Musk uttalt at han vil være glad bare man får kommet seg bort fra, og unngå å ødelegge "trinn 0", dvs. oppskytingskomplekset. Det vil nærmest regnes som bonus dersom man kommer så langt som å få dirigert Super Heavy ned i sjøen utenfor Boca Chica, samt sett hvor godt varmeskjoldet til Starship fungerer under den brutale returen gjennom atmosfæren over Stillehavet.

 

Starship SN20 har seks Raptor-motorer, hvorav tre er vakuumversjon, som har større dyseåpning. Dette gir bedre effektivitet i vakuum. Disse motorene er imidlertid ikke svingbare. Man planlegger å også utstyre HLS-Starship, som skal lande på Månen og bare benyttes i rommet, med både vakuum- og atmosfæreversjonen av Raptor. De dreibare atmosfæremotorene trengs for å balansere fartøyet når motorene fyres av. Dette anses som en sikrere metode enn å bare bruke vakuummotorer, og skyvekraftregulere disse.



Starship skal med tiden bygges i flere varianter: Både som lastefartøy for å bringe satellitter og andre nyttelaster inn i bane rundt Jorden, deriblant titusenvis av SpaceX' egne Starlink-satellitter; som tankere og drivstoffdepoter; samt til bemannede ferder til Månen og lengre ut i Solsystemet. Da skal man etterfylle Starship i rommet fra nevnte depoter for å komme seg ut av jordbane. Depotene vil på sin side bli fylt opp fra tankerne. Det vil kreve flere oppskytinger av tankere for å fylle opp ett depot. Musks ultimate mål er å bygge en drøss med Starship som skal frakte passasjerer, opp til 100 om gangen, i skytteltrafikk mellom Jorden og Mars.

Men før dét skjer skal en egen HLS-variant av Starship (Human Landing System) bringe NASA-astronauter ned på Månens overflate. Det var mange som var overrasket, noen også meget skuffet, over at NASA i april 2021 valgte SpaceX' Starship, og kun Starship, til nettopp denne oppgaven (eRomfart 2021-010).

De mest skuffede var to team ledet av selskapene Dynetics og Blue Origin, som hadde levert inn hvert sitt alternative HLS-forslag, i håp om å stikke av med kontrakten NASA hadde utlyst. Teamene brakte NASAs avgjørelse inn for GAO (Government Accountability Office), et organ som blant annet ser til at kontraktfordelinger med offentlige midler går riktig for seg. Et av de viktigste punktene til Dynetics og Blue Origin var at NASA opprinnelig hadde antydet ønske om å velge to i stedet for ett HLS-forslag å videreutvikle.

Dermed måtte SpaceX' og NASAs videre arbeid med HLS-Starship stilles i bero i noen måneder, mens GAO funderte på saken. Frem til 30. juli, da GAO ga NASA fullt medhold. Et sentralt poeng var at GAO ikke så at NASA hadde forpliktet seg til noe spesifikt antall HLS-forslag å gå videre med, og at NASA, når alt kom til alt, rett og slett ikke hadde fått tilstrekkelig bevilgninger fra Kongressen til å kunne finansiere mer enn ett.

Straks etter GAOs avgjørelse overførte NASA 300 millioner av de totalt 2,89 milliarder dollarene kontrakten lyder på til SpaceX for å fortsette utviklingen av HLS-Starship.

Det fikk de bare gjøre i 14 dager. For mens Dynetics & Co med stort møye og besvær svelget GAOs avgjørelse, var det så lang tid det tok før Blue Origins hær av advokater, åpenbart på ordre fra en fortsatt like forbitret og forbannet Blue Origin- og Amazon-gründer Jeff Bezos, like godt saksøkte NASA for den nevnte HLS-avgjørelsen.

Arbeidet med HLS-Starship måtte således på nytt legges på hylla, anslagsvis frem til november, mens domstolene prøver å få oversikt over saksdokumentene. Som er på så absurd mange PDF-sider at programvareselskapet Adobe har fått i oppgave å utvikle en spesialoppgradering av Acrobat for at man skal kunne håndtere dem alle.