De Starship-raket van SpaceX heeft een recordbrekende motortest doorstaan – mogelijk het krachtigste statische vuur in de geschiedenis van raketten.
Volgens CEO Elon Musk ontstak Super Heavy Booster 7 (B7) uiteindelijk 31 van zijn 33 Raptor-motoren. Eén motor werd “net voor” de statische brand handmatig uitgeschakeld, terwijl de andere defecte motor automatisch werd uitgeschakeld tijdens een poging tot ontsteken. De andere 31 Raptors voltooiden echter eenvolledige duur” statisch vuur dat ongeveer vijf seconden duurde. Musk zegt dat zelfs met twee uitgeschakelde motoren, de motoren die overbleven “nog steeds genoeg… waren om een baan om de aarde te bereiken” – een uitstekend resultaat ondanks de onvolkomenheden van het statische vuur.
Het belangrijkste was dat Super Heavy Booster 7 de test overleefde zonder vlam te vatten, te exploderen of zijn tanks te laten knappen. Om de stuwkracht van de Raptor-motoren gedeeltelijk tegen te gaan, waren de tanks van de raket gevuld met zo’n 3000 ton vloeibare zuurstof en methaan. De krukachtige Orbital Launch Mount (OLM), die de test ook in één stuk overleefde, hield Starship vast met 20 klemmen om de resterende stuwkracht tegen te gaan. Vanuit het perspectief van SpaceX is alleen al het feit dat de enige Starship-lanceringslocatie van de orbitale klasse de beproeving heeft overleefd, waarschijnlijk genoeg om het statische vuur als een succes te beschouwen. Maar de test was veel meer dan dat.
Het team zette 1 motor uit net voor de start en 1 stopte zichzelf, dus in totaal 31 motoren gestart.
Maar nog genoeg motoren om in een baan om de aarde te komen! https://t.co/QYx3oVM4Gw
— Elon Musk (@elonmusk) 9 februari 2023
Raketrecords verbranden
Ondanks het verlies van twee Raptors, brak SpaceX nog steeds het record aller tijden voor het aantal gelijktijdig ontstoken raketmotoren. Dat record stond op naam van de Sovjet N1-raket, die eind jaren zestig en begin jaren zeventig vier keer werd gelanceerd met 30 NK-15-motoren. Geen van zijn testvluchten was succesvol, maar N1 vestigde nog steeds het record voor de meeste stuwkracht die door een enkele raket werd geproduceerd en genereerde tot 4500 ton (9,9 miljoen lbf) stuwkracht bij de lancering.
Noch SpaceX noch CEO Elon Musk heeft het bevestigd, waardoor de kans kleiner wordt dat Super Heavy Booster 7 dat historische stuwkrachtrecord brak. Maar het zou zeker kunnen. Elke Raptor 2-motor kan op zeeniveau tot 230 ton (507.000 lbf) stuwkracht genereren. Raptor is theoretisch ontworpen om slechts 40% of 92 ton (~ 200.000 lbf) stuwkracht te smoren. Met 33 motoren die nominaal werken op hun minimale gasinstelling, zou Super Heavy 3036 ton (~ 6,7 miljoen lbf) stuwkracht hebben geproduceerd tijdens het statische vuur van vandaag – geen record.
Om 31 Raptors het stuwkrachtrecord van N1 te laten breken, zou de gemiddelde gasklepstand ongeveer 64% of hoger moeten zijn – verre van onredelijk. Vanuit het oogpunt van gegevensverzameling zou een statisch vuur met volledige stuwkracht de meest waardevolle test met 33 motoren zijn die SpaceX zou kunnen proberen, maar het zou ook de meest risicovolle en meest stressvolle zijn voor de raket en het pad.
Voormalig SpaceX-topman Tom Mueller zegt dat SpaceX heeft het record van N1 verbroken. Mueller is in feite de vader van de Raptor-motor en krijgt waarschijnlijk nog steeds informatie rechtstreeks van SpaceX-ingenieurs met wie hij vroeger werkte. Toch zou je verwachten dat SpaceX zelf trots zou bevestigen of een door haar gebouwde raket de krachtigste in de geschiedenis zou worden.
De krachtigste rakettest in de geschiedenis?
Of Starship nu wel of niet de krachtigste raket in de geschiedenis is geworden, het is waarschijnlijk de krachtigste raket geworden die ooit op de grond is getest. De eerste trap van Saturnus V produceerde ongeveer 3400 ton (7,5 miljoen lbf) stuwkracht tijdens zijn eerste statische vuur op zeeniveau in 1965. De booster van de N1 droeg waarschijnlijk bij aan het mislukken ervan en werd nooit statisch afgevuurd. Andere krachtige raketten zoals de Space Shuttle en SLS gebruiken of gebruikten een combinatie van vaste raketaanjagers en vloeibare motoren die niet samen op de grond kunnen worden getest.
Tenzij het doel van SpaceX een statisch vuur met minimaal gas was, zou Starship’s 31-Raptor statisch vuur waarschijnlijk het record van Saturnus V verslaan om de krachtigste grondtest in de geschiedenis van raketten te worden.
De volgende stappen van SpaceX
Terwijl de 31 die ontbrandden ongeveer net zo goed leken te presteren als SpaceX had kunnen hopen, hebben de twee motoren die ontbraken bij het historische Starship-vuur van 9 februari waarschijnlijk de volgende stappen van het bedrijf bemoeilijkt. Om volledig vertrouwen te hebben in het vermogen van Starship om te lanceren en op een veilige afstand van de lanceerplaats te vliegen, zou SpaceX waarschijnlijk een volledige test met 33 motoren moeten voltooien. Ondertussen kan Starship pas vliegen als de Federal Aviation Administration een lanceervergunning goedkeurt, en de FAA zou stug genoeg kunnen zijn om SpaceX een vergunning te weigeren zonder een perfect statisch vuur met 33 motoren.
Als alternatief kan de FAA accepteren dat Starship nog steeds veilig kan lanceren en in een baan om de aarde kan komen terwijl het verschillende Raptors mist. SpaceX kan ook garanderen dat Starship alleen kan opstijgen als alle 33 motoren actief zijn, in welk geval een tweede poging tot statisch vuur met 33 motoren misschien niet nodig is.
Het historische statische vuur van Booster 7. (NASARuimtevlucht – bocachicagal)
Een volledig gestapeld ruimteschip werd in januari 2023 voor het eerst volledig van brandstof voorzien, wat laat zien hoe de raket er vlak voor de lancering uit zal zien. (SpaceX)
Als SpaceX tevreden is met de testresultaten van Booster 7 met 31 motoren en zich niet al te veel laat afschrikken door schade aan de pads die de test al dan niet heeft veroorzaakt, zal het zich waarschijnlijk concentreren op het afmaken van Starship 24. Schip 24 wordt dan teruggetransporteerd naar de pad en opnieuw geïnstalleerd bovenop Booster 7. SpaceX kan ervoor kiezen om nog een natte generale repetitie of een statisch vuur uit te voeren met het volledig gestapelde ruimteschip, maar het kan ook aanvullende tests overbodig achten.
Zodra al die taken zijn voltooid, zijn Ship 24 en Booster 7 klaar om Starship’s eerste orbitale lanceringspoging te ondersteunen. Voorafgaand aan het statische vuur van 9 februari waren SpaceX-CEO Elon Musk en COO/President Gwynne Shotwell het erover eens dat Starship’s orbitale lanceringsdebuut al in maart 2023 zou kunnen plaatsvinden. Na de test van vandaag kan een lancering in maart 2023 binnen bereik zijn.
Bekijk hieronder het historische statische vuur van Super Heavy Booster 7 opnieuw.
SpaceX Starship-booster overleeft recordbrekend statisch vuur met 31 motoren
