Jest to cykliczny wątek informacyjny
Seria artykułów tytułowana jako „Starship Development” jest przeznaczona do cyklicznego podsumowania prac nad najnowszym systemem rakietowym Starship firmy Space Exploration Technologies SpaceX, którego zadaniem jest wysłanie pierwszych ludzi na Marsa, co z resztą wiemy już z poprzedniego artykułu Starship Development #1.
Aktualne Starship’y to dalej tylko prototypy, każdy z nich ma swój numer seryjny (ang. SN – Serial Number), na dzień dzisiejszy najbardziej zaawansowanym technologicznie prototypem jest SN8, który jest już wyposażony w dolne powierzchnie aerodynamiczne, a po przejściu testów ciśnieniowych zostanie całkowicie skompletowany, mowa tu o otrzymaniu czubka oraz górnych skrzydełek.
Ostatnio zakończyliśmy na krótkim podsumowaniu prac nad każdym z prototypów, dzisiaj skupimy się po prostu nad zmianami, które pojawiły się w ostatnich dniach.
Test tank SN7.1
SN7.1 przechodził testy ciśnieniowe, które miały wykazać czy nowszy typ stali (stal nierdzewna 304L) używanej do produkcji prototypów znosi ciśnienie lepiej niż poprzedni stop (301). Na początek porównajmy oba stopy, biorąc pod uwagę ich skład.
| Stop | Węgiel* | Mangan* | Fosfor* | Siarka* | Krzem* | Chrom* | Nikiel* | Azot* |
| 301 | 0.15 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 0.75 | 16.00-18.00 | 6.00 | 0.10 |
| 304 | 0.08 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 0.75 | 18.00-20.00 | 8.00-12.00 | 0.10 |
Stal nierdzewna klasy 301, z wyższą zawartością węgla (0,15% w porównaniu do 0,08% masy 304), może lepiej wytrzymywać siłę mechaniczną. W temperaturze pokojowej stal nierdzewna klasy 301 może wytrzymać do 120 psi.
Dla porównania stal nierdzewna klasy 304 może wytrzymać ciśnienie do 90 psi, zanim ulegnie mechanicznej awarii. Oznacza to, że w temperaturze pokojowej kosz wykonany ze stali nierdzewnej klasy 301 może wytrzymać do 33% więcej naprężeń niż podobny kosz wykonany ze stopu klasy 304.
Skoro wytrzymałość mechaniczna jest lepsza w 301, to dlaczego SpaceX zdecydowało użyć 304? Odpowiedź tkwi w korozyjności tych stali podczas obróbki termicznej, w wypadku Starshipów jest nią spawanie, 301 ma niższą zawartość chromu i wyższy poziom węgla co wpływa właśnie na korozyjność. Gdybyśmy mieli spawać lub wycinać laserowo kawałek stali nierdzewnej 301, byłoby bardziej prawdopodobne, że zobaczymy oznaki korozji w strefach wpływu ciepła niż w kawałku stopu 304 poddanego takiej samej obróbce. Dzieje się tak z powodu wytrącania się węglika chromu, który zubaża chrom w obszarach dotkniętych wpływem ciepła.
To tyle jeśli chodzi o teorię, zobaczmy jak Test tank SN7.1 przeszedł test ciśnieniowy.
Jak widać zbiornik pękł niezwykle spektakularnie, unoszący się dym to nic innego jak parujący ciekły azot. Elon Musk kilka dni później poinformował swoich fanów na twitterze, że zbiornik wytrzymał ciśnienie 8 bar przy górnej kopule, oraz 9 bar przy dolnej. Skąd ta różnica?
Różnica wynika z tego, że dolna kopuła musi utrzymywać również ciężar paliwa, które w warunkach ziemskiej grawitacji przylega do jego spodu, co z kolei zwiększa ciśnienie. Zbiornik w dniu 04.10 został dosłownie wyrwany z mobilnej platformy testowej.
Tym razem w osiągnięciu docelowego ciśnienia 8.5bar przeszkodziły łączenia wykonane ze stali 301 na stali 304.
Starship SN8
Ósemka została umieszczona na mobilnym transporterze już dnia 26.09, a następnie przeniesiona do ośrodka startowego. 30.09 została pomyślnie osadzona na platformie startowej, gdzie czeka na testy ciśnieniowe do dnia dzisiejszego.
Planowane testy ciśnieniowe mają odbyć się w dniach: Październik 4, 5, 6; 21:00-06:00 CDT (UTC-5), oraz Październik 7, 8; 21:00-06:00 CDT (UTC-5). Na początek będzie to zapewne standardowo test z użyciem azotu w temperaturze pokojowej, a następnie z użyciem azotu w postaci kriogenicznej, potocznie mówiąc – z ciekłym azotem.
Jeśli prototyp przejdzie je pomyślnie, będzie mógł dokonać static fire, czyli uruchomienia silnika Raptor na bardzo krótki czas, aby zweryfikować czy cały układ paliwowy wraz z samym w sobie silnikiem działa poprawnie. Po ukończeniu wszystkich testów otrzyma czubek wraz z górnymi charakterystycznymi „skrzydełkami”, aby móc wykonać docelowy dla prototypu lot na ok. 15km.
SpaceX przewiduje również lądowanie prototypu przy pomocy manewru „belly flop”.
credit: C-bass Productions
Starship SN9
Dziewiątka została już skompletowana w midbay’u, jest pierwszym prototypem wykonanym całkowicie ze stali 304L. Będzie bardzo prawdopodobnie użyta do lotu suborbitalnego tak samo jak SN8, na ten moment czeka na pozostałe części i swoją kolej.
SuperHeavy SN1
Rozpoczęto już prace pełną parą nad pierwszym boosterem dla Starshipa – SuperHeavy SN1. Poniżej zamieszczamy diagram, który ukazuje aktualny postęp prac.
Pierścienie zaznaczone kolorem to te, które są już gotowe i czekają na łączenie, szare elementy nie zostały jeszcze wyprodukowane lub dostrzeżone przez pobliskich fotoreporterów. Docelowo prototyp ten ma być wyposażony w dwa silniki Raptor, które umożliwią mu podskok, taki sam jaki przechodziły prototypy SN5 i 6.
Pozostałe prototypy i inne informacje
Wiemy o aktualnej produkcji części dla SN10, 11 oraz 12, ale ich kompletowanie jeszcze się nie rozpoczęło, więc nie będziemy dedykować im osobnych sekcji w tym artykule. Zauważono również silnik Raptor z wyraźnym napisem „Not For Flight” (ang. Nieprzeznaczone do lotu), takie same były instalowane w prototypie Mk.I przed prezentacją Elona Muska, miały wtedy tylko i wyłącznie zastosowanie wizualne, w tym wypadku mogą być to silniki przeznaczone do weryfikacji dopasowania gniazd silników w prototypach, tzw. „fit checks” (pol. Kontrola dopasowania).
Trwają również ciągłe prace nad platformą startową do zadań orbitalnych, z tej platformy startować ma SuperHeavy niosący na sobie Starship’a.
Opracowanie własne.
