Raketový priemysel a vesmírna turistika sa v dnešnej dobe intenzívne rozvíjajú a nachádzajú sa v štádiu, v akom sa v minulosti nachádzalo aj klasické letectvo. Do vesmíru sa dodnes dostala len hŕstka astronautov a ešte menej turistov.

Rakety sú totiž drahé, pomerne nebezpečné a ich motory potrebujú obrovský posun vpred, než započne skutočná masová turistika. Práve o to sa snaží SpaceX, ktorý vyvinul unikátny raketový motor schopný vydržať až 1000 letov a v mnohých ohľadoch si už dnes drží svetové prvenstvá. A ak existujú prvenstvá ktoré ešte nedosiahol, blíži sa k nim veľmi rýchlym krokom. Dámy a páni, toto je Raptor.

Ako sa SpaceX dostal k jedinečnému motoru?

V mysli vtedy ešte menej známeho Elona Muska skrsla šialená myšlienka, ktorý sa práve rozhodol, že chce oživiť záujem verejnosti o vesmír. Slovo dalo slovo a rozhodol sa poslať na Mars experimentálny skleník.

Nastali problémy, európske rakety sa ukázali ako pridrahé a druhotný plán nákupu vyradených balistických rakiet od Ruska sa tiež nevydaril. Vtedy padla dnes už ikonická hláška Elona Muska, ktorú vyslovil pri nešťastnom odchode z Ruska svojmu známemu: „Postavíme si vlastnú raketu“.

Šlo o zlomový bod, ktorý v konečnom dôsledku viedol k pripraveniu Roskosmu o dôležitý kontrakt – Muskova firma dnes vozí amerických astronautov na Medzinárodnú vesmírnu stanicu na vlastných raketách, kým dovtedy túto činnosť zastávali ruské rakety Soyuz až za 86 miliónov amerických dolárov za sedadlo, píše Space.

Raketa Starship firmy SpaceX, pomocou ktorej chcú dostať milión ľudí na Mars. Zdroj: SpaceX

Dôležitým míľnikom k prekonaniu cien ruských rakiet a zníženiu nákladov na nosenie materiálu do vesmíru sa nakoniec stala prevratná myšlienka – konštruovať rakety tak, aby vydržali viac než jeden let len s minimálnymi opravami a dokázali vertikálne pristáť. Že táto technológia funguje a je finančne extrémne výhodná, dokázali rakety Falcon 9, ktoré za sebou majú už vyše 100 úspešných letov.

Medzitým však ambície Elona Muska zásadne narástli a jeho hlavným cieľom, ako aj cieľom jeho firmy, sa stala kolonizácia Marsu. Za jej účelom začali pracovať na najväčšej rakete na svete, ktorá prešla mnohými verziami, zmenami a vystriedala názvy ako MCT (Mars Colony Transport), ITS (Interplanetary Transport System) alebo BFR (Big Fu*king Rocket / Big Falcon Rocket). Systém nakoniec skončil s menom Starship, ktorý poznáme dnes.

SpaceX medzitým úspešne vyvinul raketový motor Raptor, ktorý sa stal skutočným unikátom.

Raketový motor, na ktorý Sovietsky zväz zanevrel

Raptor je raketový motor s plno-prietokovým postupným spaľovacím cyklom. Kým iné motory so stupňovým spaľovaním majú jednu hriadeľ poháňanú pred-spaľovaním bohatým buď na palivo, alebo na činidlo, motor s plno-prietokovým cyklom má dve hriadele s obomi druhmi pred-spaľovania, píše EverydayAstronaut.

Schéma raketového motora s plno-prietokovým stupňovitým spaľovacím cyklom. Zdroj: Duk, Wikipedia

Výhodou je nižšia teplota turbočerpadiel, ktoré pracujú pri nižších tlakoch a zvyšuje sa tak ich životnosť a spoľahlivosť. Motory Raptor majú totiž vydržať až 1 000 letov, čo je v raketovom priemysle úplne šialené číslo.

Parametre motoru Raptor:

Raptor v roku 2020 navyše pri testovaní dosiahol tlak v spaľovacej komore 300 barov, čím prekonal ruské motory RD-180, RD-181 a RD-191, či dokonca RD-270 (starý raketový motor s plno-prietokovým postupným spaľovacím cyklom).

RD-270 vyvíjal Sovietsky zväz a okrem motorov Raptor šlo o jediný skutočný pokus o motor s plno-prietokovým cyklom, bohužiaľ, však nikdy na rakete neletel. Vláda sa rozhodla program zastaviť počas testovania, informuje portál Astronautix.

Raptor neskôr v auguste roku 2020 dosiahol tlak až 330 barov bez toho, aby explodoval. Ide o hodnotu, ktorú počas prevádzky s najväčšou pravdepodobnosťou nevyužije, avšak pre jeho opakované použitie je dôležité predimenzovanie parametrov a schopností.

Raketový motor, ktorý dostane ľudí na Mesiac, Mars a ďalej

Raptor má poháňať raketu Starship, na ktorej ich bude celkovo až 34, z toho šesť na druhom stupni. Starship má za sebou zatiaľ len jeden úspešný let do výšky 12,5 km a pristátie plné ohňostrojov, čo je ešte vždy ďaleko od kolonizácie Marsu.

Napriek tomu ide o veľký krok vpred. Cieľom SpaceX je postaviť až 1 000 rakiet Starship a kým v minulosti chceli vyrábať jeden Raptor denne, dnes ambície opäť narástli a ich cieľom je skonštruovať jednu raketu týždenne, v konečnom dôsledku dokonca až jednu každé tri dni, informuje ArsTechnica.

To je pre kolóniu s jedným miliónom obyvateľov na povrchu Marsu skvelé, avšak ani tu plány nekončia a opäť nastupujú na scénu schopnosti špičkového raketového motoru. Raptor používa ako palivo tekutý metán (ktorý dodnes zatiaľ žiadna orbitálna raketa nepoužila) a kyslík – látky, ktoré dokážeme pomerne jednoducho vyrobiť dokonca aj na Marse a získať tak palivo na spiatočnú cestu.

Tri motory Raptor na rakete Starship. zdroj: Twitter/@ElonMusk

SpaceX v pretekoch nie je sám

Svoje metánové motory budúcnosti s názvom BE-4 vyvíja aj firma Blue Origin pre svoju raketu New Glenn. Dosahujú len o niečo vyšší ťah (2400 kN) než Raptor, avšak firma nepočíta s takým vysokým množstvom letov (25) ako SpaceX (1000). Ich ambície sú napriek tomu rovnako vysoké, pretože majiteľ Jeff Bezos chce do vesmíru presťahovať ťažký priemysel a založiť na obežnej dráhe hotely pre milióny ľudí.

Motor BE-4 navyše využijú aj rakety Vulcan Centaur podniku United Launch Alliance (ULA), píše na svojej stránke Blue Origin. Jej prvý let je naplánovaný na koniec roku 2021 a preto ostáva otázne, či sa skutočne dostane do vesmíru skôr Raptor čakajúci na ďalší 12,5 km let, než BE-4.

Motor BE-4 firmy Blue Origin a silueta človeka pre porovnanie veľkosti. Zdroj: Blue Origin

Pozadu však nie je ani Európa. Európska vesmírna agentúra totiž vyvíja raketový motor Prometheus (Precursor Reusable Oxygen METHane cost Effective propUlsion System), ktorý má vydržať tri až päť letov.

To síce nie je veľa, aj tak však ide o skvelý a odvážny krok smerom k opakovateľnému použitiu rakiet pre Európu. Až 50 % motora Prometheus chce ESA vyrábať pomocou 3D tlačenia a zredukovať tým jeho cenu, ktorá sa má pohybovať na úrovni jedného milióna eur, informuje ESA.

V konečnom dôsledku ani jeden z týchto motorov vo vesmíre nebol a ich osudy ukáže až čas. Už dnes však majú za sebou, najmä Raptor, reálne úspechy a míľniky, ktoré predpovedajú ich nadchádzajúci úspech. A i keď si na let BE-4 počkáme ešte takmer rok a na Prometheus ešte dlhšie, Raptor opäť poženie Starship do výšky 12,5 km už čoskoro, o čom vás budeme náležite informovať v najbližších týždňoch.