Atualização do Programa de Desenvolvimento da Starship 2022

CEO da SpaceX, Elon Musk, deu uma atualização do progresso no desenvolvimento do Programa Starship/Superheavy em Starbase no Texas.

Na noite da quinta-feira, 10 de fevereiro, o CEO da SpaceX, Elon Musk, forneceu uma atualização do maior programa da empresa, essa atualização vem 26 meses após a última em 2019. O pano de fundo da atualização de 2019 foi protótipo da Starship MK 1, a deste ano foi o conjunto completo do booster mais nave, conhecidos como SuperHeavy B4 e Starship S20.

Introdução:

O Elon começou sua apresentação com a questão de o por que estão fazendo isso. Qual é o significado profundo por trás disso ? Por que tornar a vida multiplanetária ?

Ele diz que "sempre há alguma chance de algo dar errado na Terra. Pode haver uma calamidade onde nos matamos, ou há apenas um desastre natural. Naturalmente, sou otimista, a probabilidade é baixa, mas não zero. Mas há também uma razão inspiradora. A vida não pode ser apenas resolver problemas, tem que haver coisas que inspirem, que movam seu coração. Sair por aí e ser uma espécie multiplanetária e fazer ficção científica e não ficção para sempre é apenas uma dessas coisas".

"As criaturas que amamos não podem construir naves espaciais, mas nós podemos, e trazê-las conosco. Vamos lá e descobrir do que se trata este universo. Existem outras espécies lá fora? Talvez. Queremos descobrir o que diabos está acontecendo?"

"De forma indireta, todos nós podemos ir para lá - como na era do programa Apollo, apenas um punhado foi à Lua, mas em certo sentido todos nós fomos lá. Acho que isso é fundamental para um futuro empolgante. É por isso que estamos fazendo isso."

"Agora a refutação é 'por que não resolver problemas na Terra?' e concordo plenamente que a maioria de nossos recursos deve ser gasto na Terra. Até 99%. Mas o orçamento da NASA é de 0,1% do PIB - caso as pessoas digam 'ele está sugerindo que gastemos tudo no espaço?' Não, talvez meio %."

"Então... bem, como fazemos isso? O santo graal da inovação necessária é um sistema de foguete rápido e completamente reutilizável. Muitas pessoas achavam que não era possível. Com o Falcon 9, mostramos a reutilização do propulsor mais carenagem. Mais de 100 relançamentos do booster. Siga na direção certa."

Histórico de reutilizações:

Para o histórico total da SpaceX, Elon observa que houve 144 lançamentos bem-sucedidos, 106 pousos e 83 lançamentos de um booster reutilizado. Com a empresa planejando 50 lançamentos este ano.

Com a Starship, Elon planeja alcançar uma reutilização rápida - idealmente pegando os estágios do veículo para permitir os objetivos de reutilização rápida da SpaceX. "O sucesso deve ser pelo menos um dos resultados."

Cadência de lançamento e fabricação:

A SpaceX planeja lançar a Starship a cada 3 semanas, por um ano, a Starship lançaria quase tanta massa quanto já foi lançada a órbita. O objetivo é fabricar um conjunto completo por mês e, finalmente, até uma Starship a cada 3 dias. Os objetivos de lançamento da SpaceX são de dez Starship's voando 3 vezes ao dia. O booster retornará após 6 minutos; A nave completará 1-3 órbitas antes de pousar. O limite teórico de reutilização do booster é uma vez por hora. A Starship provavelmente é reutilizável a cada seis a oito horas, mas o Superheavy pode ser reutilizado em uma hora. As bombas são projetadas para encher o propulsor em meia hora.

Colônia Marciana:

Cerca de um milhão de toneladas são necessárias para Marte; o objetivo é uma cidade autossustentável. Musk diz que "A auto-sustentabilidade é vital; para passar pelo 'Grande Filtro', a colônia não deve mais depender da Terra. A Starship é capaz de levar um milhão de toneladas a Marte e, assim, criar uma cidade autossustentável.

Assim, devemos fazê-lo o mais rápido possível para garantir o futuro da vida. Esta é a primeira vez na história da Terra que isso é possível, e não sabemos por quanto tempo a janela de oportunidade estará aberta".

Starship:

Tem 50 metros de altura e 9 metros de diâmetro. Capacidade de 1200 toneladas de propelentes, tem empuxo de 1500 toneladas; e pode levar de 100 - 150 toneladas para órbita; sujeito a alterações, para uma órbita Starlink, cerca de 100 toneladas. Esperarão 200 toneladas para recarregamento orbital. O recarregamento orbital pode ser de até 200 toneladas; "recarregar" é um termo melhor do que "reabastecer", pois é principalmente oxigênio a ser recarregado. O recarregamento é necessário para Marte e a Lua; é essencialmente acoplar em órbita, e a SpaceX tem muita experiência com isso (algumas dúzias de ancoragens na Estação Espacial Internacional, o que é mais difícil do que acoplar a si mesmo).

A Starship "pode" ficar um pouco mais longa (com exceção do diâmetro). Também tem o maior escudo térmico do mundo, feito na fábrica da Flórida. Robusto e de baixo custo, graças ao imenso trabalho da equipe SpaceX.

Superheavy:

Eram 70 metros, mas havia um meio cano extra que foi acidentalmente retirado, então são 69 metros. 9 metros de diâmetro, será o maior objeto voador de qualquer tipo, com capacidade de 3400 toneladas de propelente, podendo aumentar para 3600 - 3800 toneladas e um empuxo de 7590 toneladas podendo ser aumentado.

O booster 4 tem 29 motores, mas o número final de motores que um ooster terá é de 33 motores, isso é o quanto se poderia colocar embaixo do Superheavy sem que houvesse a necessidade expandir o diâmetro do foguete.

Plataforma de lançamento (estágio 0):

A construção da plataforma durou 13 meses desde o projeto até a construção. O sistema de lançamento, "estágio 0" foi por si só tão difícil quanto a Starship ou o booster.

Raptor 2:

O Raptor V.1 tem 185 toneladas de empuxo; o Raptor V.2 tem 230 toneladas de empuxo; o empuxo de pico do Raptor V.2 até agora é 247 toneladas, alta confiança de 250 toneladas no futuro. O Raptor V.2 é significativamente simplificado em comparação com o V.1, enquanto também aumenta o empuxo, o V.2 custa cerca da metade do Raptor V.1, além de ser mais fácil de construir e mais robusto.

É "incompreensivelmente difícil", mas essencial para fazer a Starship funcionar. Será o primeiro motor de combustão encenado de fluxo total a entrar em órbita.

Por que Starbase ?

A fábrica da SpaceX em Starbase é necessária para lançar para o leste, e também estar o mais próximo possível do equador. A empresa também precisa de vários quilômetros de área livres e despovoadas ao redor do local de lançamento. "Isso não deixa muitas opções, além de aqui e Cabo Canaveral."

O Cabo foi evitado inicialmente para manter o programa de desenvolvimento Starship separado dos lançamentos do Falcon 9 e Heavy existentes da Flórida.

Missões:

As primeiras missões operacionais da Starship serão para o programa da constelação de satélites de internet, Starlink, da empresa. E em seguida missões de voo espacial humano da NASA (HLS). A missão DearMoon também foi mencionada, com anúncios futuros sobre a missão chegando. Elon diz que "Chegar a uma alta taxa de voo e aumentar a confiabilidade é necessário para o voo espacial humano".

Animação de lançamento da Starship:

A SpaceX mostrou uma animação de lançamento da Starship, mostrando duas torres de lançamento orbital lado a lado, e o lançamento de uma nave com janelas. O Superheavy entra novamente e é pego pelos braços de captura, Mechazilla. A nave é reabastecida em órbita por um "nave-tanque", antes de deixar a órbita da Terra para Marte. Ao chegar lá, uma grande cúpula de vidro é vista em Marte, com naves reentrando e pousando em várias plataformas dedicadas. Os astronautas em trajes da SpaceX abrem a porta da escotilha e olham para a cúpula.

Seção de perguntas:

Elon abre espaço para perguntas. "Vamos tornar isso real!"

(Pergunta ininteligível)

Elon: "Sim, há 6 Raptors em Starship [..] nós provavelmente vamos acabar adicionando mais 3 motores a vácuo [...] e aumentar a nave"

"Estamos construindo uma torre de lançamento da Starship na Plataforma 39A [...] também construindo uma instalação de produção no Cabo"

AviationWeek: Revisão da Administração Federal de Aviação (FAA) esperado em algumas semanas - alguma notícia ou cronograma para o Teste de Voo Orbital ?

Elon: Não temos muitas informações - temos uma indicação aproximada de uma possível aprovação em março.

Marcus: Você pode falar sobre a capacidade ponto a ponto da Starship e entre aqui e o Cabo?

Elon: A Starship pode acabar sendo a opção de menor custo para transporte de longa distância (em distâncias como um quarto ou meio caminho ao redor do mundo); >20 horas em um avião versus menos de uma hora em Starship, significando >20 vezes a eficiência de capital. Existe um cenário em que é econômico fazer o transporte de carga+pessoas com a Starship/Superheavy. o que é uma boa opção para aumentar a taxa de voos. "Nada é mais rápido que um ICBM"

Michael Sheetz: Você mencionou as críticas, você poderia ser mais específico sobre o investimento da SpaceX no espaço em comparação com os contratos governamentais ?

Elon: A eficiência de custo da SpaceX é a "melhor da história", para um foguete que tem o dobro do impulso do Saturno V e totalmente reutilizável para custo de desenvolvimento entre 5-10% do Saturno V. Acho que vamos chegar a órbita este ano. A taxa de produção do Raptor está "chegando" a um por dia. Um conjunto completo por mês é direcionado para o final do ano.

Supercluster: Qual é a linha do tempo da SpaceX se a FAA decidir fazer uma revisão mais profunda e qual será o custo da Starship ?

Elon: Otimista quanto à aprovação, a SpaceX já realizou voos, pousos e testes de ignição dos motores; não terá um impacto ambiental significativo. Isso não significa que não haverá atrasos, estamos em uma sociedade litigiosa. O Cabo é uma alternativa, e a aprovação ambiental foi aplicada há alguns anos e adquirida, então o Cabo em um pior cenário (o que significa um atraso de 6-8 meses se a Starbase não puder ser usada). Os custos de melhorarão significativamente ao longo do tempo; alguns veículos provavelmente serão perdidos no caminho para a reutilização total. Não é uma coisa certa que vai funcionar na primeira vez. Quanto ao custo, são 100 toneladas de capacidade, custos marginais tão baixos quanto alguns milhões de dólares por voo, talvez até US $1 milhão por voo. "Números loucos e baixos." Não inclui custos fixos, que também afetará o custo total por voo. Alta confiança em <$10M/voo daqui a alguns anos, para 100 toneladas para uma órbita útil (150 toneladas para órbita baixa). Elon faz uma comparação em jogar um avião fora após cada voo.

Houston Chronicle: Quando e como você planeja testar o reabastecimento, e qual é a base de clientes da Starship além da NASA etc ?

Elon: Quer enfatizar que é recarregamento, não reabastecimento, já que é principalmente Oxigênio líquido. Otimisticamente, reabastecer no final do próximo ano, provavelmente em menos de 2 anos. Muitos clientes adicionais desejam usar a Starship, mas farão seus próprios anúncios. A nave é um avanço totalmente profundo no acesso à órbita, e os casos de uso serão difíceis de imaginar. Quando as aeronaves surgiram, eram brinquedos perigosos; poucos previram a natureza global das viagens aéreas modernas.

Brownsville Herald: Se a FAA exigir uma revisão mais profunda, a Starbase se recuperaria disso e qual o futuro papel da Starbase ?

Elon: Isso nos atrasaria por algum tempo, mas sim. Mudaremos as prioridades para o Cabo.

Starbase é adequado para ser o local de Pesquisa e Desenvolvimento Avançado, onde novas versões são testadas. O Cabo seria o principal local de lançamento operacional. Espaçoportos flutuantes também ao longo do tempo (plataformas de petróleo mencionadas Phobos e Deimos) que podem ser movidos ao redor do mundo - alguns deles serão usados. Estar a 30 - 50 quilômetros de distância de uma grande cidade é desejável devido ao ruído; assim, os portos espaciais oceânicos ou marítimos ocuparão a maioria dos locais de lançamento a longo prazo, permitindo que a Starship conecte qualquer local à beira-mar.

SpaceX Reddit: Você falou muito sobre como o Raptor V.2 é crucial - quais melhorias gerais foram feitas com o Raptor V.2 e como você planeja continuar a iteração ?

Elon: Raptor V.2 é um redesenho quase completo - turbo maquinário, bocal, eletrônica, essencialmente tudo foi redesenhado. Muitas das mudanças foram coisas que foram excluídas, e muitas peças agora são mais robustas (muitos flanges agora são soldas, etc, já que flanges e vedações são um pesadelo em altas temperaturas + pressões.) Perto do ponto em que Raptor não precisará de blindagem. O mecanismo será à prova de chamas com mais exclusões + iterações. Também agora operando a uma pressão de câmara mais alta, ao longo do tempo será tão alto quanto 330 bar sustentado.

Chris G da NSF: Você poderia falar sobre os modos de abortamento da Starship no caminho para a órbita, e também o suporte de vida, em especial em relação ao imenso volume da Starship ?

Elon: Starship não terá um sistema de aborto independente; mas terá uma taxa empuxo-peso alto o suficiente para decolar do booster, o que significa que a taxa empuxo-peso ao nível do mar deve ser superior a 1 - provavelmente a versão de 9 motores da Starship, o que significa que o aborto seria possível mesmo com 1 motor perdido. Para suporte à vida, poderíamos aumentar o suporte à vida do Dragon, que funcionaria para missões de 1 a 2 semanas, mas para Marte é necessário um sistema de suporte à vida renovável (reciclagem de ciclo fechado, com quase 0 massa perdida), o que é um problema mais difícil, mas não imediato.

Eric Berger: Se a aprovação da FAA for obtida, qual é a prontidão de hardware do foguete, sistema terrestre, software etc.

Elon: Estamos perto de ter o hardware pronto. Esperando ter aprovação regulatória e hardware pronto ao mesmo tempo (alguns meses).

Spacereport.com: Atualização sobre o uso das plataformas offshore Phobos e Deimos ?

Elon: Têm baixa prioridade em relação ao local de lançamento; uma torre de captura será construída em pelo menos um deles, e uma das plataformas terá uma capacidade total de lançamento esperançosamente até o final deste ano, juntamente com uma capacidade no Cabo.

CBS-4: Quer saber se Elon participará de celebração especial em Brownsville no dia 19 ?

Elon: Vou participar

Tim Dodd: Para o Raptor 2: Onde está a produção, quantos você tem, como estão os testes ?

Elon: Raptor V.2 é uma das duas coisas que mais ocupam a mente de Elon (junto com a autocondução completa do Tesla) O único problema restante é o derretimento da câmara. Uma imensa quantidade de resfriamento criogênico está sendo usada e um equilíbrio está sendo buscado. Acho que estamos bem próximos, alguns motores têm operação de 700-800 segundos e vários ciclos de partida. Atualmente aumentando a produção para chegar a 1 por dia. Não derreter a câmara é o último desafio que resta, mas estamos muito perto de resolvê-lo. A produção tem muita força. Pelo menos 5-6 Raptors V.2 serão feitos na próxima semana, 7 por semana no próximo mês.

Space.com: Você mencionou o contrato da NASA, você imagina o desenvolvimento da Starship se fragmentando para o módulo de pouso HLS, como você equilibrará os dois?

Elon: Eu não acho que haja realmente um conflito lá, nós vamos fazer muitas naves, propulsores, motores. 42 motores no nave + booster, coincidência total (Booster 4/Ship 20). Adicionar pernas para pousar na Lua pode ser feito muito rapidamente, eu realmente não vejo nenhum conflito entre a Lua e a reutilização rápida. Alta taxa de produção resolve muitos males.

Verge: Você poderia esclarecer o número de lançamentos para as recargas e com que rapidez elas podem ser feitas ?

Elon: As missões aconteceriam muito rápido para reabastecer, para minimizar a ebulição; para ir à Lua o veículo tem algum isolamento; provavelmente lançando a cada poucas horas, de forma ambiciosa.

SpaceXCentric: Alguma informação sobre o design interior das naves tripuladas ?

Elon: O interior ainda não é um grande foco; O foco principal agora é entrar em órbita e recuperar o Superheavy e a Starship. Fundamentalmente é muito difícil construir um foguete totalmente reutilizável com a gravidade + atmosfera da Terra, e o foco é resolver esse problema. A alta taxa de produção significa que não dependemos da reutilização total.

Bob Duncan, residente local: Foi emocionante observar o progresso, qual foi a vantagem de operar no Texas ?

Elon: Tivemos muito apoio da comunidade; algo que acontece ao longo do tempo com as sociedades é o acúmulo de regras/regulamentos, em alguns lugares mais do que em outros, e o Texas tem a quantidade certa de regras/regulamentos.

Sem mais perguntas; Elon se ofereceu para levar todos ainda mais perto do conjunto e a apresentação foi encerrada.

Cronograma da apresentação:

5:16 - Início da apresentação!;

17:33 - A SpaceX pretende produzir uma Starship a cada 3 dias;

18:25 - As bombas são projetadas para reabastecer um Superheavy Booster em meia hora;

18:40 - A Starship será capaz de levar de 100 - 150 toneladas para a Órbita Terrestre Baixa, dependendo da órbita (por exemplo, para uma órbita Starlink, - 100 toneladas);

23:20 - A variante petroleira da Starship será capaz de 200 toneladas para a Órbita Terrestre Baixa;

24:00 - As telhas de proteção térmica são projetadas para serem robustas e baratas, e utilizam técnicas da indústria de coberturas;

24:48 - O recarregamento orbital será feito na configuração lado a lado (acasalamento);

27:20 - O booster Superheavy produzirá 17 milhões de libras (76 MN) de empuxo, mais que o dobro dos 7,5 milhões de libras (34 MN) do Saturn V;

28:35 - A plataforma levou 13 meses do projeto até a conclusão;

29:40 - Raptor V.1 produziu 185 toneladas de empuxo. O Raptor V.2 produzirá 230 toneladas de empuxo, com uma meta final de 250 toneladas. Raptor V.2 também custa cerca de metade do Raptor V.1 e tem um design muito simplificado;

30:43 - Vídeo de teste do Raptor V.2;

31:10 - A SpaceX atingiu 247 toneladas com o Raptor V.2 no banco de testes;

33:10 - Era importante para a SpaceX desenvolver a Starship no Texas para evitar o interrompimento das atividades operacionais de foguetes no Cabo Canaveral com o Programa de Desenvolvimento da Starship;

34:37 - O manifesto de lançamento atual da Starship inclui lançamentos do Starlink v2, pessoas, satélites, módulo de pouso HLS e a missão DearMoon, bem como anúncios futuros;

36:28 - Animação de lançamento orbital da Starship;

41:45 - Início da sessão de perguntas e respostas;

1:20:43 - Fim da apresentação.

Texto: José Gabriel - Expansão Astronauta/AeroSpace News.

Fontes e adaptações: r/SpaceXLounge, @WeAreSpaceScout e NASASpaceFlight fórum.