Starship a Super Heavy: Největší raketa v historii lidstva

Starship (kompletní sestava skládající se z prvního stupně Super Heavy a druhého stupně Starship) společnosti SpaceX je nejmonstróznějším, nejvýkonnějším a technologicky nejradikálnějším raketovým systémem, jaký byl kdy v lidských dějinách postaven.

Byla navržena hlavním konstruktérem Elonem Muskem s jediným ultimátním posláním: učinit lidstvo multiplanetárním druhem, umožnit vybudování stálé vědecké základny na Měsíci a kolonizaci planety Mars.

Zatímco všechny předchozí rakety (včetně Falconu 9) byly znovupoužitelné pouze částečně, Starship je od počátku konstruována jako plně a rychle znovupoužitelný systém (100% reusable), kde se na Zemi po každém letu vrací jak obří první stupeň, tak samotná kosmická loď.

Když celá sestava Starship stojí na startovací rampě na kosmodromu Starbase v texaské Boca Chica, překonává všechny dosavadní rekordy:

• Výška: Neuvěřitelných 121 metrů (je o 11 metrů vyšší než legendární měsíční raketa Saturn V).
• Průměr trupu: 9 metrů – uvnitř lodi je tolik obytného prostoru jako v celém mezinárodním komplexu ISS dohromady.
• Startovní hmotnost: Přes 5 000 tun (dvakrát více než plně naložený Saturn V).
• Startovní tah: Ohromujících 72 až 74 Meganewtonů (MN) – což je více než dvojnásobek tahu Saturnu V!
• Nosnost: Je schopna vynést 100 až 150 tun nákladu na nízkou oběžnou dráhu Země v plně znovupoužitelném režimu (a až 250 tun v jednorázovém).

Starship se zásadně liší od všech moderních raket dvěma odvážnými konstrukčními rozhodnutími:

1. Tělo z nerezové oceli (slitina 304L): Namísto extrémně drahých uhlíkových kompozitů nebo hliníku zvolila SpaceX leštěnou nerezovou ocel. Ocel je nejen 50krát levnější, ale především si zachovává vynikající pevnost jak při kryogenních mrazech tekutého metanu (-160 °C), tak při pekelném aerodynamickém žáru návratu do atmosféry (až 1 400 °C), což radikálně zjednodušuje tepelný štít.
2. Metanové motory Raptor: První stupeň Super Heavy pohání 33 motorů Raptor, zatímco loď Starship nese 6 motorů (3 pro atmosféru a 3 vakuové). Raptor spaluje kapalný kyslík a kapalný metan ($CH_4$). Metan byl vybrán záměrně: na Marsu jej lze poměrně snadno syntetizovat z marsovské atmosféry a podzemního ledu (Sabatierovou reakcí), což umožní dotankovat loď na povrchu Marsu pro zpáteční cestu na Zemi. Raptor navíc využívá technicky nejnáročnější motorový cyklus na světě – tzv. úplný stupňový spalovací cyklus (full-flow staged combustion).

Návrat a přistání Starship představují technologické science-fiction proměněné v realitu:

• Belly Flop (Břišní skok): Loď Starship nevstupuje do atmosféry špičkou napřed, ale padá břichem napřed pod úhlem 70 stupňů. Čtyři velká aerodynamická křídla (klapky) řídí pád jako u parašutisty. Těsně nad zemí se motory zažehnou, otočí loď z vodorovné polohy do svislé a provedou přistání.
• Zachycení klepety Mechazilla: První stupeň Super Heavy ani nemá přistávací nohy! Po návratu z vesmíru zpomalí přesně nad startovací věží, kde jej ve vzduchu za speciální výstupky přímo zachytí dvě obří mechanická ramena věže (přezdívaná Chopsticks na věži Mechazilla). To umožňuje vrátit stupeň přímo na odpalovací stůl, natankovat jej a během několika hodin připravit k dalšímu startu.

NASA si vybrala speciálně upravenou verzi Starship (tzv. Starship HLS – Human Landing System) jako lunární přistávací modul, který dopraví americké astronauty na povrch jižního pólu Měsíce v rámci misí Artemis III a Artemis IV. K tomu využije technologii orbitálního doplňování paliva (tankování tekutého metanu a kyslíku na oběžné dráze Země z cisternových lodí Starship).

• Musk, E. (2017). Making Life Multi-Planetary. New Space, 6(1), 2-11.
• SpaceX Official Starship Updates (2020–2024). Starbase Orbital Test Flights.
• NASA (2021). NASA Selects SpaceX to Continue Development of Human Landing System for Artemis.