Starship

Starship to w pełni wielokrotnego użytku superciężki system wynoszenia rozwijany przez SpaceX, składający się z boostera Super Heavy i górnego stopnia Starship. Na początku lutego 2026 SpaceX ukończyło 11 zintegrowanych lotów testowych z wieloma udanymi chwytami boosterów przez ramiona wieży Mechazilla (loty 5, 7, 8). Trwają przygotowania do IFT-12 z Boosterem 19 i Shipem 39 przechodzącymi testy kriogeniczne.

Kluczowe parametry

Projekt i specyfikacja techniczna

Super Heavy (Booster)

Konfiguracja silników: 13 centralnych silników sea-level (z wychylaniem do kontroli wektora ciągu) plus silniki zewnętrzne dla maksymalnego ciągu. Separacja hot-staging przez vented interstage umożliwia jednoczesną pracę silników podczas wznoszenia.

Starship (Górny stopień)

Szczytowe temperatury wejścia przekraczają 1 400°C. Koszt propelentów na start szacowany na poniżej 1 miliona dolarów.

Silniki Raptor

Raptor to pierwszy na świecie produkcyjny silnik z pełnym przepływem dwuskładnikowym (full-flow staged combustion cycle). Wszystkie propelenty przechodzą przez turbopompy do prekomór fuel-rich i oxidizer-rich. Silniki spalają podchłodzony ciekły metan i ciekły tlen.

Raptor Vacuum

Silniki Vacuum mają wydłużone dysze o wyższym stosunku ekspansji, zoptymalizowane dla warunków próżniowych.

Paliwo - Methalox

Zalety metanu nad innymi paliwami:

• Wyższa gęstość impulsu vs wodór (mniejsze zbiorniki)
• Minimalna ilość sadzy vs nafta (RP-1)
• Wyższa temperatura wrzenia - mniejsze straty przez odparowanie
• Możliwość produkcji na Marsie (reakcja Sabatiera: CO₂ + H₂O → CH₄ + O₂)

Wersje pojazdu

Materiały konstrukcyjne

Stop 30X

Konstrukcja Starship wykorzystuje stop 30X - własny stop SpaceX bazujący na stali 304L.

Zalety stali nad kompozytami:

• Wysoka wytrzymałość w temperaturach kriogenicznych (lepsza niż stopy aluminium-lit)
• Odporność na temperatury wejścia (>1 400°C)
• Prostota produkcji - automatyczne spawanie/formowanie
• Niski koszt materiału
• Umożliwia pasywne chłodzenie radiacyjne
• Grubość zredukowana o 75% vs płytki Space Shuttle

Ewolucja materiałowa:

• Wczesne prototypy: stal 301
• SN7-SN8: stal 304L
• Obecna produkcja: stop 30X

Osłona termiczna

Ewolucja osłony termicznej:

Historia

2023-2024

Tysiące utraconych płytek podczas wejścia. Początkowy projekt mocowania wymagał ulepszeń.

2024

Ulepszone metody mocowania: bezpośrednie szpilkowanie bez klejów. Znacząca redukcja strat płytek.

Styczeń 2025

Testy płytek metalowych zapowiedziane przed lotem 7. Próba alternatywnych materiałów.

Lot 10 (2025)

Płytki metalowe wypadły gorzej niż oczekiwano - problemy z oksydacją podczas wejścia.

Obecnie

Trwające prace: Zapasowe warstwy ablacyjne, dodatkowa ochrona stref wysokiego nagrzewania. Wyzwanie: osiągnięcie trwałości 100+ cykli lotów.

Mocowanie: Płytki mocowane bezpośrednio szpilkami do kadłuba stalowego - łatwa wymiana

Produkcja i infrastruktura startowa

Starbase, Boca Chica, Teksas

Główne centrum rozwoju i operacji Starship:

Starfactory prowadzi:

• Walcowanie pierścieni, produkcję beczek, spawanie
• Integrację systemów
• Docelowa produkcja: Dziesiątki Starshipów rocznie

Plany rozbudowy:

• OLP-2 w budowie z ulepszonymi wykopami płomieni, rozszerzonymi zbiornikami
• Proponowane dodatkowe 21 akrów w Boca Chica na drogi i stanowiska testowe

Mechazilla

System chwytania boosterów - ramiona mechaniczne (“chopsticks”) na wieży startowej:

• Eliminuje potrzebę nóg lądujących
• Umożliwia szybszy obrót między startami (cel: godziny do dni)
• Pierwszy udany chwyt: IFT-5 (13 października 2024)
• Powtórzone: IFT-7, IFT-8

Zalety chwytu w powietrzu:

• Redukuje masę vs tradycyjne podwozie lądujące
• Umożliwia szybszy turnaround niż odzysk naziemny
• Precyzyjna kontrola orientacji podczas wejścia przez grid fins

Produkcja silników Raptor

Kennedy Space Center, Floryda

Drugi kompleks startowy w budowie:

Nominalny profil misji

Ładowanie propelentów

Podchłodzony ciekły metan i ciekły tlen ładowane do zbiorników Super Heavy (~3 400 t) i Starship (~1 200 t).

Faza wznoszenia

Hot-staging

Silniki Starship zapalają się przed fizyczną separacją. Vented interstage odprowadza spaliny. Pozwala na nakładanie się faz spalania, zwiększając efektywność misji.

Sekwencja separacji

1. Silniki górnego stopnia zapłon przy pracy boostera
2. Vented interstage odprowadza spaliny
3. Fizyczna separacja stopni
4. Booster rozpoczyna boostback burn

Odzysk boostera

Operacje górnego stopnia

Wejście i lądowanie statku

Obecny status: Wodowania (Ocean Indyjski/Zatoka Meksykańska). Chwyt statku przez wieżę - przyszły cel.

Ładowność

Warianty Starship

Starship Cargo

• Standardowa wersja towarowa
• Drzwi ładunkowe w kadłubie
• Wynoszenie satelitów i ładunków
• Pojemność: 100-120 satelitów Starlink V3
• Objętość ładunkowa: 1 000 m³
• Wymiary ładowni: 9 m × 18 m

Starship HLS (Human Landing System)

• Lądownik księżycowy dla programu Artemis
• Pojemność: ~100 t na powierzchnię Księżyca
• Brak osłony termicznej - nie powraca na Ziemię
• Silniki lądowania umieszczone wysoko (ochrona przed pyłem)
• Winda dla astronautów
• Wymaga do 16 lotów tankowców na zatankowanie

Starship Tanker

• Wersja do tankowania na orbicie
• Autonomiczne dokowanie i transfer kriogeniczny
• Do 16 lotów tankowców na misję księżycową/marsjańską
• Kluczowa dla misji poza LEO

Starship Crew

• Wersja załogowa
• Do 100 pasażerów (konfiguracja wysokiej gęstości)
• System podtrzymywania życia
• Kabiny pasażerskie, przestrzeń wspólna
• Osłona przed promieniowaniem

Porównanie z innymi rakietami

Innowacje w wielokrotnym użytku

Architektura pełnej wielokrotności

• Zarówno booster jak i górny stopień projektowane na 100+ użyć
• Cel szybkiego turnaroundu: Godziny do dni (vs Space Shuttle miesiące, Falcon 9 1-2 miesiące)
• Marginalne koszty <$10/kg na orbitę (vs Space Shuttle ~$18 000/kg, Falcon 9 ~$2 700/kg)

Konstrukcja ze stali nierdzewnej

• Temperatura topnienia >1 400-1 500°C (umożliwia trwałość przy wejściu)
• Lepsza wytrzymałość kriogeniczna niż stopy aluminium-lit
• Prostsze zautomatyzowane spawanie/formowanie niż kompozyty
• Umożliwia pasywne chłodzenie radiacyjne
• Ceny surowcowe wspierają masową produkcję

Sterowanie aerodynamiczne grid fins

• Precyzyjne zarządzanie orientacją wejścia bez nóg lądujących
• Redukuje masę vs tradycyjne podwozie lądujące

Chwyt boostera przez wieżę (Mechazilla)

• Chwyt mechaniczny w powietrzu eliminuje nogi lądujące
• Umożliwia szybszy turnaround niż odzysk naziemny
• Pierwszy zademonstrowany IFT-5 (13 października 2024)
• Powtórzony IFT-7, IFT-8

Klastering silników Raptor

• 33 silniki na boosterze (13 centralnych z wychylaniem do kontroli wektora, 20 zewnętrznych stałych dla ciągu)
• Full-flow staged combustion dla wydajności - rzadkie w przemyśle
• Napęd metan/tlen wspiera ISRU na Marsie (reakcja Sabatiera)

Powiązane strony

Źródła: Grokipedia - SpaceX Starship, Wikipedia - SpaceX Starship, Wikipedia - SpaceX Raptor