Trochę dzikich spekulacji o tym dlaczego Starship koziołkował i dlaczego nie udało się tego opanować. Naczytałem się różnych opinii na temat potencjalnych powodów nieudanego testu wejścia w atmosferę i spróbuję je Wam zsyntetyzować / wyjaśnić. Ostrzegam że to wyjaśnienie może być zupełnie fałszywe, jako że oparte jest wyłącznie na spekulacjach i nie ma żadnych „twardych” danych by je potwierdzić. Nie ma też żadnych informacji od SpaceX. Potraktujcie tekst poniżej jako opowiadanie sci-fi które może, ale nie musi być prawdziwe.
Najpierw musicie zajrzeć na stronę Ringwatchers i zobaczyć jak jest skonstruowany system zasilania paliwem i utleniaczem Starship. Jak widać większość tego systemu jest symetryczna, ale jest jeden niesymetryczny drobiazg – rury którymi przerwa się paliwo i utleniacz z „małych” zbiorniczków w dziobie rakiety. Obejrzyjcie sobie dobrze te schematy, bo są naprawdę świetnie zrobione. Nie wklejam ich tu, bo ktoś zadał sobie na tyle dużo trudu by je stworzyć, że darmowe korzystanie z ich pracy uważam za niemoralne – zajrzyjcie na ich stronę i ucieszcie ich reklamodawców.
SpaceX planował (i podobno wykonał co najmniej częściowo) demonstrację transferu paliwa i utleniacza w czasie lotu Starship. Sam system transferu na pierwszy rzut oka jest raczej banalny i opiera się na wykorzystaniu siły odśrodkowej. Testowano transfer z tych „górnych” zbiorniczków do głównych zbiorników. Żeby uzyskać wymaganą siłę odśrodkową, najprawdopodobniej (spekulacja!) wprowadzono Starship w ruch obrotowy w osi Z wokół środka ciężkości (który pomimo zatankowanych zbiorniczków na szczycie nadal jest gdzieś po środku rakiety z uwagi na masę silników). Po otwarciu odpowiednich zaworów pozwoliło to na spływanie ciekłego tlenu i metanu z górnych zbiorniczków do głównych zbiorników. Wbrew pozorom to nie takie proste, bo trzeba kontrolować ciśnienie w całym systemie – zanim główne zbiorniki się znowu ochłodzą, to pierwsze „krople” paliwa i utleniacza będą gwałtownie wrzeć zwiększając ciśnienie – cały proces jest zdumiewająco skomplikowany pomimo że wydaje się banalny. Poza tym w trakcie tego transferu zmienia się rozkład masy całej rakiety i też trzeba to brać pod uwagę.
Jednak pojawił się najprawdopodobniej problem którego nie przewidziano lub nie spodziewano się. Rury którymi idzie paliwo i utleniacz są zamontowane po przeciwnej bocznej stronie niż „brzuch” (czyli część osłonięta płytkami) Starship. Jak te rury są puste, to opłytkowana strona Starship jest cięższa i Starship leci nią „do przodu”. Jednak w momencie gdy rury napełniły się paliwem i utleniaczem, środek ciężkości przesunął się na drugą stronę. A to spowodowało że Starship zaczął powoli obracać się wokół osi Y, tak by uzyskać nową, stabilną pozycję. Obrót spowodował że paliwo i utleniacz które przelały się do głównego zbiornika przesunęły się na tą samą stronę co dodatkowo zwiększyło zmianę miejsca środka ciężkości i przyśpieszyło tempo obrotu. I jest sobie taka teoria że albo system RCS Starship po prostu nie był wystarczająco wydolny by opanować ten obrót, albo sam obrót był na tyle nieprzewidywalny (bo po obróceniu się 180 stopni zmienia się układ sił) że komputer sterujący zgłupiał i nie wiedział co robić i swoimi reakcjami tylko pogorszył sytuację aż w końcu uznał że stracił kontrolę nad rakietą i przestał cokolwiek robić.
A reszta to już banał – bez działającego systemu RCS, Starship sobie koziołkował w płaszczyznach Y i Z (i pewnie także coraz bardziej X, bo siły Coriolisa itp.) i jak zaczął odczuwać działanie atmosfery to zamiast wystawić do niej swój opłytkowany brzuch, ustawił się raczej silnikami do przodu jednocześnie nadal wirując w płaszczyźnie Y i wystawiając na działanie plazmy zupełnie nie opłytkowane fragmenty. Sytuację dodatkowo pogarszał inny rozkład masy niż planowano – środek ciężkości był bliżej silników niż dzioba. A potem pewnie gdzieś się jakaś dziura zrobiła, coś odpadło, coś wybuchło i zamiast rakiety w stronę ziemi leciały już jej kawałki.
Jeżeli ta dzika teoria ma choć trochę prawdy w sobie, to naprawienie tego problemu będzie niezwykle łatwe – wystarczy nie próbować robić transferów paliwa pomiędzy zbiornikami w czasie lotu Starship. Jednocześnie dane jakie zebrano pozwolą na znacznie lepsze przygotowanie się do transferów paliwa między dwoma Starship w przyszłości. Z drugiej strony problem stabilizacji rakiety w której przelewa się paliwo i utleniacz jest dość trudny i znacząco skomplikuje budowę kosmicznego tankowca szczególnie że SpaceX planuje używanie siły odśrodkowej do tych transferów. Trzeba pewnie będzie użyć jakiejś AI do stabilizacji całości po zakończeniu transferu i pewnie właśnie ustabilizowanie będzie najtrudniejszym problemem z jakim się będą musieli zmierzyć inżynierowie SpaceX.
Zakładając że problem był wyłącznie spowodowany tą demonstracją, to nie będę zdziwiony jak w 4 locie starship uda się w końcu dokonać miękkiego lądowania rakiety w wodzie. Podejrzewam że uda się także rozwiązać podobny problem w boosterze – tam też wydaje się że katastrofa była spowodowana przelewaniem się paliwa na boki w zbiornikach i algorytmem sterowania lotkami który nie dawał rady ustabilizować oscylacji rakiety wzdłuż osi Y.
