Η ανάλυση του Γερμανικού Αεροδιαστημικού Κέντρου (DLR) για το Starship της SpaceX αποκάλυψε ότι ο πύραυλος είναι εξίσου επαναστατικός με ό,τι είχε προβλεφθεί, ενώ ταυτόχρονα παρουσίασε ένα νέο ευρωπαϊκό σχέδιο για έναν υπερβαρύ πύραυλο που ακολουθεί εντελώς διαφορετική φιλοσοφία.
Το Starship της SpaceX πραγματοποίησε την πρώτη του πτήση το καλοκαίρι του 2023 από τις ακτές του Τέξας, σηματοδοτώντας ένα ορόσημο που οι μηχανικοί αεροδιαστημικής συζητούσαν επί δεκαετίες. Ο ανοξείδωτος πύραυλος ύψους άνω των 30 ορόφων ενεργοποίησε και τους 33 κινητήρες του και ανέβηκε στον ουρανό, αποδεικνύοντας ότι η ιδέα μπορούσε να πετάξει, ακόμα κι αν η αποστολή δεν εξελίχθηκε απόλυτα ομαλά.
Η σημασία της εξέλιξης έγινε ακόμα πιο εμφανής κατά την πέμπτη ολοκληρωμένη δοκιμαστική πτήση του Starship, όταν ο ενισχυτής Super Heavy επέστρεψε και πιάστηκε με επιτυχία εν μέσω αέρος από τους γιγάντιους μηχανικούς βραχίονες του πύργου εκτόξευσης. Η επίδειξη αυτή σηματοδότησε την έναρξη μιας νέας εποχής για τα επαναχρησιμοποιήσιμα διαστημικά ταξίδια.
Ανεξάρτητη ανάλυση επιβεβαιώνει τις δυνατότητες του Starship
Ερευνητές του DLR ολοκλήρωσαν μία από τις πιο ολοκληρωμένες ανεξάρτητες αξιολογήσεις του Starship μέχρι σήμερα. Αντί να βασιστούν στις δημοσιευμένες προδιαγραφές της SpaceX, η ομάδα ανακατασκεύασε τις επιδόσεις του πυραύλου εξάγοντας τηλεμετρία από δημόσια διαθέσιμα βίντεο των πρώτων τεσσάρων ολοκληρωμένων δοκιμαστικών πτήσεων, αναλύοντας τα δεδομένα δευτερόλεπτο προς δευτερόλεπτο.
Σύμφωνα με την ανάλυση, η τρέχουσα πλήρως επαναχρησιμοποιήσιμη έκδοση του Starship μπορεί να μεταφέρει περίπου 59 τόνους σε χαμηλή τροχιά γύρω από τη Γη — ποσότητα συγκρίσιμη με αυτή που μπορεί να εκτοξεύσει ο Falcon Heavy όταν κανένας από τους ενισχυτές του δεν ανακτάται.
Οι ερευνητές αξιολόγησαν επίσης την προγραμματισμένη επόμενη γενιά του Starship, που αναμένεται να διαθέτει μεγαλύτερες δεξαμενές προωθητικού και ισχυρότερους κινητήρες Raptor 3. Τα μοντέλα τους προβλέπουν ωφέλιμο φορτίο περίπου 115 τόνων σε επαναχρησιμοποιήσιμη διαμόρφωση, και έως 188 τόνους σε αναλώσιμη — ξεπερνώντας τη δυνατότητα του θρυλικού Saturn V της NASA.
Το ευρωπαϊκό RLV C5 ακολουθεί διαφορετική προσέγγιση
Η μελέτη παρουσιάζει επίσης μια ευρωπαϊκή ιδέα για έναν υπερβαρύ πύραυλο με την ονομασία RLV C5. Αντί να επιδιώκει πλήρη επαναχρησιμοποίηση εξαρχής, ο σχεδιασμός εστιάζει στη μερική επαναχρησιμοποίηση μεγιστοποιώντας την αποδοτικότητα.
Η ιδέα συνδυάζει τον επαναχρησιμοποιήσιμο φτερωτό ενισχυτή από το μακροχρόνιο πρόγραμμα SpaceLiner του DLR με ένα αναλώσιμο ανώτερο στάδιο. Χρησιμοποιεί υγρό υδρογόνο και υγρό οξυγόνο — έναν πιο αποδοτικό συνδυασμό προωθητικών από το μεθάνιο και το οξυγόνο που χρησιμοποιούν οι κινητήρες Raptor του Starship.
Σε αντίθεση με το Starship, ο ενισχυτής του RLV C5 δεν θα πραγματοποιεί κατακόρυφη προσεδάφιση με κινητήρες. Μετά την επανείσοδο στην ατμόσφαιρα, θα γλιστρά με τα φτερά του πριν συλληφθεί εν μέσω αέρος από ένα μεγάλο υποηχητικό αεροσκάφος. Παρότι η μέθοδος ανάκτησης ακούγεται φουτουριστική, οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα: επειδή ο ενισχυτής δεν χρειάζεται να διατηρεί προωθητικό για την προσεδάφιση, περισσότερο από τα καύσιμά του μπορεί να αφιερωθεί στην επίτευξη τροχιάς.
Αποδοτικότητα έναντι μέγιστου ωφέλιμου φορτίου
Η μελέτη αναδεικνύει τις διαφορετικές προτεραιότητες μηχανικής πίσω από τα δύο οχήματα. Το Starship ζυγίζει περισσότερο από τρεις φορές όσο το προτεινόμενο RLV C5 κατά την εκτόξευση. Μεγάλο μέρος της πρόσθετης μάζας προέρχεται από τον εξοπλισμό που απαιτείται για την πλήρη επαναχρησιμοποίηση — πλακίδια θερμικής θωράκισης, προωθητικό προσεδάφισης, ενισχύσεις δομής και άλλα συστήματα ανάκτησης.
Ως αποτέλεσμα, μόνο περίπου το 40% της μάζας που θέτει το Starship σε τροχιά είναι χρήσιμο ωφέλιμο φορτίο. Συγκριτικά, το μερικώς επαναχρησιμοποιήσιμο RLV C5 θα αφιέρωνε περίπου το 74% της μάζας του στο ωφέλιμο φορτίο. Παρότι δεν μπορεί να φτάσει την τεράστια μεταφορική ικανότητα του Starship, επιτυγχάνει πολύ μεγαλύτερη αποδοτικότητα.
Διαφορετικές αποστολές, διαφορετικές λύσεις
Οι ερευνητές του DLR τονίζουν ότι οι δύο πύραυλοι δεν είναι τόσο ανταγωνιστές όσο διαφορετικές λύσεις για διαφορετικά προβλήματα. Η τεράστια μεταφορική ικανότητα και ο σχεδιασμός ταχείας επαναχρησιμοποίησης του Starship το καθιστούν κατάλληλο για φιλόδοξα έργα, όπως σεληνιακές βάσεις, αποστολές στον Άρη και μαζικούς δορυφορικούς αστερισμούς.
Το RLV C5, από την άλλη πλευρά, αποσκοπεί στο να προσφέρει στην Ευρώπη μια ανεξάρτητη δυνατότητα υπερβαρέων εκτοξεύσεων χωρίς το τεράστιο κόστος ανάπτυξης ενός πλήρως επαναχρησιμοποιήσιμου συστήματος άμεσα. Επειδή βασίζεται σε τεχνολογίες που ήδη μελετώνται μέσω του προγράμματος SpaceLiner, οι ερευνητές πιστεύουν ότι θα μπορούσε να λειτουργήσει ως ενδιάμεσο βήμα πριν η Ευρώπη αναπτύξει τελικά έναν πλήρως επαναχρησιμοποιήσιμο πύραυλο.
Η μελέτη αναγνωρίζει επίσης μια σημαντική πραγματικότητα: το Starship πραγματοποιεί ήδη δοκιμαστικές πτήσεις, παρά τις συνεχιζόμενες τεχνικές προκλήσεις. Το RLV C5 παραμένει μια θεωρητική ιδέα και η μετατροπή του σε επιχειρησιακό όχημα εκτόξευσης θα απαιτήσει χρόνια πρόσθετης ανάπτυξης.