Superbird-9 firmy SKY Perfect JSAT będzie prawdopodobnie pierwszym komercyjnym satelitą jaki Starship wyniesie na GTO. I pewnie będzie to pierwsza misja Starship na GTO.
Misje na GTO są dużo ciekawsze niż na LEO wraz z Starlinkami. Wymagają więcej paliwa, bo nie tylko że trzeba podnieść apogeum do 36 tys. km i perygeum do kilkuset km, ale po separacji z satelitą Starship musi zmniejszyć perygeum orbity do poniżej 100 km tak by wejść w atmosferę pod odpowiednim kątem.
Osłony termiczne w czasie takiej misji będą musiały wytrzymać znacznie więcej – prędkość wejścia w atmosferę i energia której trzeba się pozbyć są znacząco większe niż w przypadku powrotów z LEO i porównywalne z powrotem z Księżyca. To będzie dla SpaceX świetny test przed lotami na Księżyc.
SpaceX nie planuje początkowo oferować misji na GEO – Starship nie będzie miał wystarczająco paliwa na taką misję, jednak można sobie wyobrazić taką opcję w przypadku możliwości zatankowania na orbicie. Nie wiadomo czy będzie to ekonomicznie uzasadnione i czy nie taniej będzie użyć Falcona Heavy lub Vulcan’a.
Starship od samego początku jest projektowany tak by móc wykonywać długie misje, na rożnego rodzaju obrazkach pokazywany jest z panelami słonecznymi. Podejrzewam że wersje Starship które nie muszą pozostawać długo na orbicie będą zasilane akumulatorami i tylko wersje obsługujące długie misje (Księżyc, Mars czy GEO) będą miały panele. Poza tym z tymi panelami to też nie będzie tak prosto. O ile panele powinny bez problemu wytrzymać użycie silniczków manewrowych, to nie ma szans by dało się je tak zbudować by wytrzymały rozłożone przyspieszenia jakie będzie osiągał Starship używając głównych silników, a to jest niezbędne zarówno do dotarcia na GEO jak i do lotów międzyplanetarnych. Jako że i tak trzeba panele poskładać przed lądowaniem, to można założyć że Starship będzie miał możliwość ich wielokrotnego rozkładania i składania.
Misja Starship na GTO składa się z czterech uruchomień silnika – pierwsze dostarcza Starship na niską orbitę ziemi, drugie zwiększa apogeum do 36 tys km i jest wykonywane tak by punkt w którym to apogeum nastąpi był odpowiedni dla danego satelity – to oznacza że pomiędzy pierwszym a drugim uruchomieniem może być od kilku sekund do kilkudziesięciu minut. Trzecie uruchomienie silników jest po kilku godzinach, gdy Starship jest bliski osiągnięcia apogeum – jest ono zwykle bardzo krótkie a jego celem jest zwiększenie perygeum orbity tak by po separacji satelita nie martwił się tym że się spali w atmosferze i mógł sobie spokojnie zająć się przygotowaniami do samodzielnego zwiększenia perygeum do 36 tys. km (to zwykle wymaga wielu uruchomień silnika na przestrzeni wielu dni). Starship po separacji i odsunięciu się na bezpieczną odległość najprawdopodobniej zaraz uruchomi silnik po raz czwarty – tym razem by zmniejszyć zwiększone chwilę wcześniej perygeum orbity tak by kilka godzin później zostać złapanym przez atmosferę Ziemi. Cała misja będzie pewnie trwała do 8 godzin.
W przypadku misji na GEO wygląda to podobnie, jednak prawdopodobnie potrzebne jest dodatkowe uruchomienie silnika pomiędzy pierwszym a drugim by ustabilizować niską orbitę a potem kilka – kilkanaście dni przerwy kiedy to Starship jest tankowany. Wszystko po to by mieć paliwo na następne trzy manewry – zwiększenie apogeum do 36 tys. km, kilka godzin później zwiększenie perygeum do 36 tys km, separację ładunku i ostatni manewr – zmniejszenie perygeum tak by dać się złapać atmosferze ziemi. Każdy z tych manewrów wymaga dużo paliwa i bez dodatkowego tankowania nie jest to możliwe.
Misja na Księżyc wyglada bardzo podobnie – najpierw wejście na niską orbitę Ziemi, tankowanie, uruchomienie silników by wejść na TLI (trans lunar injection) – orbitę przelatującą blisko Księżyca a jakieś trzy dni później następne uruchomienie silników tak by wejść na eliptyczną orbitę Księżyca. Potem następny manewr by orbitę zmienić na kołową. Następny manewr to zmiana perygeum orbity tak by było pod powierzchnią księżyca a na koniec trzeba wyhamować do zera by się nie rozsmarować o Księżyc. Im niższa ta kołowa orbita i im bardziej perygeum tej ostatniej orbity jest blisko środka księżyca tym mniejsza prędkość lądowania. Podejrzewam że Starship to wykorzysta i użyje swoich Raptorów tak by trafić na możliwie niską orbitę księżyca a następnie bardzo porządnie wyhamować – w ten sposób samo lądowanie będzie wymagało niewielkiej energii i da się je zrobić korzystając z małych silników manewrowych zamontowanych wysoko tak by nie zakurzyć wszystkiego. Księżycowy kurz jest wyjątkowo złośliwy i lepiej chronić przed nim Raptory jak to tylko możliwe.
Powrót jest podobny – start, wejście na orbitę eliptyczną, potem jej wyrównanie, następnie manewr zmiany trajektorii na powrotną na Ziemię. I tyle, bo Ziemia ma atmosferę i żadne inne duże manewry nie są potrzebne – wystarczy wejść na taką trajektorię by zahaczała ona o atmosferę i Ziemia nam wyhamuje Starship. Tyle że NASA chce żeby po drodze astronauci przesiedli się do Oriona = orbita wokół księżyca będzie silnie eliptyczna (bo Orion nie ma wystarczająco paliwa by dotrzeć na niską orbitę kołową). To nie zmienia niczego, choć może wymagać rozbicia jednego z uruchomień na dwa osobne.
Zauważcie jak znacząco większe wymagania stawia się Raptorom w czasie takich misji w porównaniu z Merlinem w F9. Ile więcej uruchomień. W różnych pozycjach. Przy zerowej grawitacji ale także przy 1/6 grawitacji Ziemi. Co najmniej 10 uruchomień w czasie misji na Księżyc. 5 w czasie misji na GTO, 6 na GEO. Merlin Vacuum wystarcza by wytrzymał trzy uruchomienia.
Aha – jeszcze jedno – mam podejrzenia że start z Księżyca będzie podobny jak lądowanie – najpierw silniczki manewrowe powoli podniosą Starship na bezpieczną wysokość nad powierzchnią Księżyca i wtedy dopiero się uruchomią główne silniki – znowu bez ryzyka kurzu i latających na wszystkie strony kamieni. To też może być dodatkowy argument przetargowy dla NASA – w razie awarii głównych silników Starship może wylądować znowu na Księżycu a załoga czekać na ratunek.
