Booster pojawił się na stanowisku startowym ale jest jakiś niedokończony. Brakuje osłon silników. Moim zdaniem to znak że start przesuwa się na październik. Dlaczego? O tym poniżej…
W końcu mam jasność jak to jest dokładnie z systemem utrzymywania ciśnienia w zbiornikach. Najpierw wyjaśnienie o co chodzi. Jak rakieta leci, to paliwo i utleniacz zasysane są ze zbiorników. I trzeba czymś wypełnić pustkę po tychże. W Falcon 9 stosuje się COPV z silnie sprężonym helem który regulatory ciśnienia pracowicie wypuszczają tak by ciśnienie w zbiornikach było stale odpowiednie. Jako że Starship ma być zdolny do lotów na Marsa a tam ciężko kupić hel (plus hel jest strasznie drogi), to zastosowano inne rozwiązanie. A właściwie dwa rozwiązania. W przypadku metanu sprawa jest relatywnie łatwa, bo metan służy do chłodzenia dyszy i komory spalania Raptora więc nie ma problemu z dużymi ilościami gazowego metanu który można by znowu wysłać do zbiornika i w ten sposób utrzymywać ciśnienie. Tzn. nie jest to aż tak proste jak się wydaje bo w zetknięciu z silnie schłodzonym metanem w zbiorniku, ten gazowy się skrapla więc utrzymywanie ciśnienia jest relatywnie trudne i wymaga dość skomplikowanych algorytmów tego ile tego gazowego metanu należy wysłać w danym momencie lotu. Drugi problem to momenty kiedy silniki nie pracują – wtedy ciśnienie w zbiornikach gwałtownie spada (bo metan kondensuje) i trzeba to w jakiś sposób kompensować. Ale nadal w zbiorniku mamy metan i azot. Azot właśnie z butli COPV zainstalowanych w tym celu. Rozpuszczony w metanie azot potrafi spowodować spadek ciągu silnika i wiele innych drobnych problemów z którymi SpaceX się boryka ale to nie jest główna przyczyna awarii.
Problem jest ze zbiornikiem ciekłego tlenu. Po pierwsze jego temperatura jest na tyle niska że skraplanie się azotu jest znacznie większym problemem niż w zbiorniku ciekłego metanu. Ciekły tlen ma -207C co przy ciśnieniu jakie panuje w zbiorniku Starship jest na granicy tworzenia się lodu z azotu. To pierwszy kłopot. Drugi kłopot to brak czystego, gazowego tlenu który można by użyć do utrzymywania ciśnienia w zbiorniku. O ile metan jest w Raptorze używany do chłodzenia dyszy i komory spalania, o tyle tlenu się do tego nie używa (chłodzenie tlenem to bardzo zły pomysł) więc jedyne co mamy to wyjście z komory spalania turbosprężarki ciekłego tlenu – na wyjściu mamy mieszaninę gazowego tlenu i produktów całkowitego spalania metanu w tlenie czyli wodę i dwutlenek węgla. I właśnie tego używa się do utrzymywania ciśnienia w zbiorniku ciekłego tlenu. I to powoduje nieustanne problemy. Bo zarówno woda jak i dwutlenek węgla są ciałami stałymi w temperaturze w jakiej znajduje się ciekły tlen. I jak pisałem kilka dni temu, o ile lód z wody pływa na powierzchni ciekłego tlenu, o tyle lód z CO2 tonie, opada na dno zbiorników i zatyka filtry.
Abstrahując od samego problemu zatykania filtrów silników przez CO2, stały azot i lód z wody, jest jeszcze jeden, znacznie poważniejszy problem. Czyli jak wyczyścić zbiorniki po locie? Jak się pozbyć z nich wilgoci? Na ziemi wyczyszczenie jest relatywnie łatwe – CO2 sam wyparuje, z wodą trochę gorzej ale jakiś czas na słońcu w Texasie plus porządne przedmuchanie zbiornika ciepłym, gazowym azotem na ziemi i raczej uda się pozbyć większości niechcianych produktów. Ale jak to będzie z tankowcami i lotami na Marsa? Czy z czasem nie będzie się akumulowała nadmierna ilość lodu po wielokrotnych tankowaniach na orbicie? No i to z czym boryka się właśnie SpaceX – jak zapewnić to że uda się uruchomić Raptory po wielu godzinach przebywania na orbicie kiedy to cała woda i CO2 jakie użyto do utrzymywania ciśnienia zamieni się w lód i spokojnie osiądzie gdzieś w zbiorniku? SpaceX chciał sobie uprościć życie przez rezygnację z helu i COPV ale potem okazało się że nie da się stworzyć efektywnego i lekkiego wymiennika ciepła który mógłby produkować wystarczająco dużo gazowego tlenu i zdecydowano się użyć gazów spalinowych. I teraz mamy poważny problem. Spodziewam się ze znajdą rozwiązanie tegoż – np coś w rodzaju wycieraczek mechanicznie czyszczących filtry w czasie lotu. Ale to wymaga zmian…
Obecne opóźnienie lotu prawie na pewno wynika właśnie z tego problemu – jak monitorować sytuację w rakiecie i kiedy jest ten ostatni moment by dało się awaryjnie ją zdeorbitować jeśli wykryje się problem. Starship to nie drugi stopień F9 i jakby nastąpiła niekontrolowana deorbitacja to spore kawałki rakiety przetrwają przejście przez atmosferę i jakby trafiły w jakieś tereny zabudowane to mogą być poważne zniszczenia i ofiary. Podejrzewam że obecne opóźnienie wynika z tego że rozwiązanie jakie firma zaproponowała nie spodobało się FAA i trwają gorączkowe prace nad znalezieniem lepszego sposobu na zapewnienie że 150 ton żelastwa nie spadnie komuś na głowę.
Podejrzewam że pojawienie się boostera bez osłon silników wskazuje na to że SpaceX zdaje sobie sprawę że start we wrześniu jest nierealny i że mają czas na powrót boostera do fabryki, instalację osłon i ponowne dowiezienie go na platformę.
