Na twee persberichten van de Federal Aviation Administration (FAA) en SpaceX deelde het hoofd van laatstgenoemde, Elon Musk, een volledige lijst van 63 wijzigingen die het bedrijf moet doorvoeren tijdens Starship-testvluchten. In april van dit jaar ging de Starship Super Heavy-booster van SpaceX de lucht in met het ruimtevaartuig in de laatste fase erboven. Zes maanden na de testvlucht lijkt SpaceX zich voor te bereiden op een nieuwe orbitale testpoging.
De 33 motoren van de Super Heavy-booster waren duidelijk zichtbaar vóór de testlancering vorige maand. Afbeelding: SpaceX Space Exploration Technologies Corporation
'Starship' voor de eerste keer in een baan om de aarde brengen is erg lastig omdat SpaceX slechts één testvlucht heeft uitgevoerd met de 'Super Heavy'-booster, het meest complexe onderdeel van het 'Starship'-raketsysteem. Vanwege de nauwe relatie van SpaceX met NASA was de eerste fase van het Starship-testprogramma gericht op het vliegen met het ruimtevaartuig van de tweede fase. NASA heeft SpaceX een miljardencontract gegund om astronauten op de maan te laten landen, een ongekende kans voor elk bedrijf ter wereld.
De Super Heavy-booster is nodig om brandstof te leveren aan orbitale stuwstofdepots, wat cruciaal is voor de structuur van het ruimteschip. De stuwstofbank zal brandstof leveren voor toekomstige ruimtevaartuigen op missies naar de maan of Mars. Gelukkig heeft SpaceX 57 van de 63 door de FAA vereiste items voltooid en is hij klaar voor de volgende vlucht. Volgens Musk maken zes projecten geen deel uit van de tweede testvlucht, maar de FAA lijkt vastbesloten ervoor te zorgen dat 's werelds grootste raket in ontwikkeling veilig is voor het milieu en de mens, nadat de vorige testvlucht op de lanceerplaats een enorme impact had veroorzaakt die velen verbijsterd achterliet.
Een belangrijke reden waarom de raket meerdere obstakels voor SpaceX met zich meebrengt, is de Raptor-raketmotor. In tegenstelling tot de Merlin-motor van de Falcon 9-raket, die een gasgeneratorontwerp met open cyclus is, is de Raptor-motor van de Falcon 9-raket een raketmotor met volledige stroom, getrapte verbranding en methaan. Dit maakt hem veel krachtiger dan de Merlin-motor, en de efficiëntie is ook verbeterd omdat alle gassen die er doorheen stromen naar de verbrandingskamer worden geleid.
De prijs voor dit hoge rendement is dat de motoren complexer zijn en gevoeliger voor lekken. Afgaande op de laatste details die Musk heeft gedeeld, zijn van de 63 rectificatieprojecten die SpaceX moet repareren na de eerste testvlucht van Starship, de lekgerelateerde projecten de enige die nog over zijn.
Sommige van de eerste motoren die SpaceX in de begindagen van het Falcon-programma bouwde, maakten gebruik van ablatieve kamerdruk omdat ze gemakkelijker te ontwerpen en te bouwen waren. Het bedrijf veranderde dit ontwerp echter vanwege de noodzaak om de motor beter herbruikbaar te maken, aangezien deze verbrandingskamers na gebruik uiteindelijk moeten worden vervangen. Nu wordt de verbrandingskamer gekoeld door superkoud drijfgas dat door het systeem stroomt, en Raptor leidt deze gassen terug naar de verbrandingskamer om de motorprestaties te verbeteren.
Een ander groot voordeel van het Raptor-systeem zijn de brandstofopties. "Merlin" gebruikt kerosine als brandstof, wat roet produceert, terwijl de eerste methaan gebruikt, dat schoon verbrandt en het motoronderhoud verbetert.
In de door Musk gedeelde lijst blijven zes items niet aangevinkt, waarvan er vijf rechtstreeks verband houden met de motor of zijn componenten. De zes items omvatten het ontwerp van de ontstekerafdichting, zuurstofkleppen en -afdichtingen, heetgasspruitstukken en elektronische apparatuur. Het gasspruitstuk was een van de eerste kwesties waar Musk over sprak na de testvlucht in april.
Musk legde uit: "De motoren van de laatste raket waren een beetje een puinhoop, en het duurde een jaar om die motoren te bouwen en te testen... We hebben dus een zogenaamd heet gasspruitstuk. Het levert het brandstofrijke gas van de brandstofpuntstroomkop naar een gebied boven de hoofdgaskamer, en mengt het vervolgens met het zuurstofrijke gas en komt de hoofdgaskamer binnen voor verbranding. We hebben een reeks verbeteringen aangebracht aan het heetgasspruitstuk, dat het centrum van de motor is. Het is ook de belangrijkste plek voor heetgaslekkage, dat wil zeggen dat het hete gas dat rijk is aan methaan lekt door het boutgat van het brandstofspruitstuk. Daarom zal de temperatuur ervan erg hoog zijn en als de temperatuur hoog is, zal er een opening ontstaan zijn aangedraaid om de kans op het lekken van hete gasbrandstof bij hoge druk te minimaliseren. "
Er zijn een heleboel veranderingen ten opzichte van de laatste Starship-vlucht, ruim duizend veranderingen. Dus ik denk dat de kans op succes voor de volgende vlucht, je weet dat de kans om in een baan om de aarde te komen, veel groter is dan de vorige keer, misschien wel 60 procent, afhankelijk van hoe goed we de fasescheiding uitvoeren. "
Upgrades aan de Raptor-motor voor de volgende Starship-vlucht omvatten het toevoegen van meer methaansensoren in de motorgondel, het ontwerpen van componenten om eventuele lekken op te vangen, het toevoegen van meer pomptemperatuursensoren en verbeteringen aan het Gimbal-systeem het cardanische systeem van het raketmotorsysteem presteerde niet zoals verwacht, omdat SpaceX nu de gehele cardanische montage moet smerenUiteraard moeten er nog veel extra items worden toegevoegd aan de 63 regelitems. Voor sommige upgrades die mogelijk deel uitmaken van toekomstige vluchten zal SpaceX bijvoorbeeld spruitstukken, flenzen en kleppen moeten vervangen. De upgrades zijn voltooid en het bedrijf heeft meer dan 90 camera's toegevoegd om lekken in de raket op een hoogte van bijna 120 meter te monitoren.
Het is vermeldenswaard dat het beheersen van deze lekken en eventuele daaruit voortvloeiende branden een belangrijk onderdeel was van het testvluchtbeperkingsrapport van Starship in april. SpaceX heeft het brandblussysteem voor de volgende vlucht opnieuw ontworpen en vijftien keer sterker gemaakt. Branden in de motorgondel kwamen vaak voor tijdens de eerste serie Starship-testvluchten, waarbij ruimtevaartuigen uit de bovenste trap betrokken waren.