Jak SpaceX testuje každou vyrobenou raketu

Ahoj, tady Tim Todd,
Everyday Astronaut. Je to naživu! Falcon Heavy úplně poprvé zažehl
svých 27 motorů Merlin v rámci příprav na svůj první start. Jakmile vzlítne, stane se nejsilnější
raketou současnosti. SpaceX provádí statický zážeh
u všech svých raket a dnes si povíme, co to je,
jak to funguje a proč to dělají. Jdem na to!

Když teď Falcon Heavy prošel
statickým zážehem, snad se dočkáme
konkrétního data startu. Elon Musk tweetl:
"Statický zážeh proběhl dobře. Vytvořil celkem velký oblak páry.
Start bude zhruba za týden." Mimochodem, přišlo mi hodně
otázek ohledně statických zážehů. Ve SpaceX rádi testují věci. Všechny. SpaceX se vyhýbá všemu,
co se nedá předem otestovat, například pyrotechnice
nebo výbušným šroubům, a raději věří hydraulice a věcem,
které se dají otestovat před startem.

Tuto filozofii dodržuje
celá společnost a projevuje se i u testování motorů
a celých raket. SpaceX zažehlo svůj motor Merlin
už více než 5600krát. To je hodně dat. S ohledem na to, že SpaceX vyrobilo stovky
těchto motorů, tak už ví, co si mohou dovolit, a jsou si jistí, že testování zajišťuje
odhalení chyb ve výrobě a že nemá na životnost motoru větší vliv,
než je plánováno.

Nezapomínejte, že motor Merlin je navržen tak,
aby mohl být použit na více startů. SpaceX ho časem zdokonalilo
kvůli vyšší životnosti a výkonu. Každý motor provede statický zážeh
samostatně v McGregoru v Texasu, aby si byli jistí,
že je správně vyroben. Často testují jednotlivé motory
po plnou délku mise, takže okolo 2,5 minuty pro Merlin 1D
a 6–8 minut pro vakuový Merlin 1D. Potom tyto motory vezmou zpátky
do centrály v Hawthorne v Kalifornii, aby byly připevněny ke spodní části rakety,
které se říká octaweb.

Octaweb je pak připojen ke zbytku
prvního stupně, který je potom převezen zpět tahačem do McGregoru
v Texasu pro statický zážeh. Raketu drží ve spodní části obří "svěráky"
a poté je proveden minutový zážeh. Někdy také používají čepičku s kabely
pro dodatečnou podporu, když potřebují provést delší test. Pamatujte, natankovaná raketa
je hodně těžká, takže tyhle svěráky musí zpočátku
udržet jen rozdíl mezi váhou rakety a tahem jejích motorů.

Jenže jak raketa spaluje palivo, je stále lehčí,
a zvyšuje se nápor na svěráky. Pokud je všechno v pořádku, pošlou raketu buď na Floridu na rampu 39A
v Kennedyho vesmírném středisku, rampu SLC-40 na letecké základně
Cape Canaveral, nebo rampu SLC-4 na Vanderbergově
letecké základně v Kalifornii. Jakmile je raketa na místě, spojí ji s horním stupněm a provedou
ještě jeden krátký statický zážeh na rampě, aby se ujistili,
že je všechno v pořádku, a to včetně pozemních
systémů a všech procedur.

Tyhle statické zážehy trvají
3 až 7 sekund. Z videa od SpaceX to sice vypadalo,
že FH byl zažehnut na 6 sekund, ale z jiných zdrojů to
vypadalo spíše na 11 sekund. Tento postup je mimo SpaceX
dost neobvyklý, ale i jiné rakety
prováděly statické zážehy, například raketoplány nebo raketa Antares
od společnosti Orbital ATK. Jiné společnosti provádějí
"mokrou generálku", což je to samé,
akorát bez zážehu motorů.

Falcon Heavy prošel několika generálkami
před statickým zážehem. Uvědomte si,
že je tu spousta nových věcí. Například synchronizace tankování tří stupňů,
kontrola jejich srovnání a zatížení. To vyžadovalo spoustu ladění,
než si byli svými postupy jistí. Takhle zevrubné testování techniky
se liší od filozofie ostatních firem. Například jsou i věci, které se
otestovat nedají předtím, než jsou použity ve vesmíru,
protože se dají použít jenom jednou.

Můj nejoblíbenější a nejstrašidelnější příklad
je motor, který dostal astronauty z Měsíce. Vzletový motor na lunárním modulu,
známý také jako APS, mohl být použit jen jednou,
protože palivo a okysličovadlo byly tak korozivní, že museli postavit nový
motor po každém zážehu. To znamená, že každý motor, který dostal
astronauty z Měsíce, nebyl otestován! Mezi životem a smrtí rozhodoval zážeh
tohoto jednorázového motoru. To je děsivé! Pokud jde o Falcon Heavy, musíme si
uvědomit pár věcí.

Zaprvé, každý ze tří stupňů Falconu Heavy byl otestován v McGregoru
stejně jako Falcon 9. Ale jelikož raketa zahrnuje
třikrát více tankování, kontrol a zážehů, jsou potřeba zcela nové postupy. Jedním z nich je to, že Falcon Heavy
nezažehává všech 27 motorů najednou. Předpokládalo se, že motory
budou startovány postupně, stejně jako tomu bylo
s hlavními motory RS-25 u raketoplánů. To jste mohli vidět
jen na vysokosnímkovém videu.

Ale to nebylo potvrzeno a je možné,
že změnili postup pro statický zážeh. Zdá se, že jako první se zažehly
postranní stupně a až poté centrální stupeň. Dělají to takhle, aby motory nezpůsobily
příliš velký nápor na octaweb. Po statickém zážehu je zbývající palivo
odčerpáno, ochlazeno a uschováno na příště. Nezapomínejte, že postranní stupně
Falconu Heavy už jsou jednou použité. To znamená, že se vrátily z vesmíru,
takže si už prošly mnoha testy. Jelikož SpaceX provádí
tolik statických zážehů a startů, pořád se tento proces snaží zrychlit
a více automatizovat.

Protože Falcon 9 a Falcon Heavy
používají podchlazené palivo, plného výkonu je možné dosáhnout
po omezenou dobu po natankování. Palivo a okysličovadlo se postupně ohřívají,
čímž se snižuje jejich hustota, což má za následek
snížení výkonu rakety. Snaha urychlit tankování paliva
a zkrátit přípravy vedla k anomálii u mise Amos-6
1. září 2016. SpaceX dříve provádělo statické zážehy s
připojeným nákladem, což šetřilo čas, jelikož nemuseli náklad
připojovat po statickém zážehu.

Pokud chcete vědět víc o tom, co se stalo
u mise Amos-6, doporučuju vám podívat se na video od Scotta Manleyho,
ve kterém to vysvětluje. Statický zážeh má "časové okno"
stejně jako start, během kterého jsou uzavřeny silnice
a pracovníci jsou v bezpečné vzdálenosti. Východní a západní střelecké prostory
jsou hlídány letectvem, aby v rizikových oblastech
nebyly žádné lodě a letadla. Statické zážehy jsou jako starty,
akorát se raketa neodlepí od země. Jsme o krok blíž k prvnímu startu
Falconu Heavy!

Nemůžu se dočkat! Podívejte se na moje video
o Falconu Heavy, ať víte, co očekávat
od jeho prvního letu! Dejte mi vědět, jaké máte otázky
o Falconu Heavy. Budete na Mysu, abyste to viděli naživo?
Já jo a budu to streamovat! Jako vždy děkuju svým přispěvatelům
na Patreonu za podporu. Obzvlášť děkuju těm
na našem Discordu, kteří pomáhají se scénáři
a hledáním informací.

Jestli se chcete také přispět, navštivte
patreon.com/everydayastronaut. Díky. To je ode mě vše. Jsem Tim Todd,
Everyday Astronaut. Přináším vesmír dolů na Zemi
pro běžné lidi. Překlad: Daniel Ouředník
Korekce: Petr Melechin
www.elonx.cz