Девет скупих и неуспешних лансирања ракете „Старшип“ и заљуљано царство Илона Маска: (Не) идемо на Марс

Количина проблема са којима се „Старшип“, амбициозна свемирска летелица Илона Маска пројектована да одведе људску посаду на Марс, тренутно сусреће толико је велика да је, за многе стручњаке, већ дошло време да се призна пораз.

После девет неуспешних покушаја лансирања „Старшипа“, Маск и даље прича о хиљадама људи које ће одвести на Црвену планету, чак налази времена да млати празну сламу и прича о друштвеном уређењу које би тамо требало да буде успостављено, а са друге стране, суочен је са чињеницом да је до сада потрошио преко 10 милијарди долара, а да за то време није направио ниједан орбитални лет, да је само један бустер ракете успео да искористи два пута, да је сваки други степен доживео озбиљну хаварију или потпуну катастрофу, да летелица ниједном није носила ни делић обећаног терета... 

Да ствар буде гора, изгледа да је потисак који у летелици генеришу сви ти силни „Рептор“ мотори мањи од оног који је Маск предвидео, што ће додатно смањити количину корисног терета.

Рекло би се да је читав „Старшип“ пројекат осуђен на пропаст јер је вођен преамбициозно од стране особе која је врло често геније, али понекад и обичан дилетант. Као малу илустрацију тог „дилетантизма“ укажимо и на чињеницу да „Старшип“ користи метан као гориво између осталог и зато што су у Марсовој атмосфери откривени трагови метана – ето бесплатног горива за повратни лет са црвене планете!

Мало се удубите у чињенице и схватићете колико је то наивно: Марсова атмосфера изузетно је ретка, 100 пута ређа од оне на Земљи, састављена је практично искључиво од угљен-диоксида. Метана ту има у толико малим количинама да се може детектовати само изузетно осетљивим инструментима (откривен је тек 2003). Нема сумње да би екстракција метана потребног за пуњење само једног „Старшипа“ вероватно трајала годинама... Али то није све. 

Профил ракете 

„Старшип“ је, у сваком погледу, колосална летелица, највећа до сада направљена. Пречник летелице износи 9 метара, висина 120 метара а тежина на полетању прелази 5.000 тона, од чега највећи део отпада на гориво (метан и кисеоник као оксидатор).

Има два степена, са 33 „Рептор“ мотора у првом степену (20 са фиксним млазницима и 13 са покретним који служе за управљање бродом). Други степен намењен је космичком лету у Земљиној орбити и много даље од ње, са шест „Рептор“ мотора од којих су три модификована за лет у условима вакуума (имају дуже и шире млазнике).

За разлику од Масковог изузетно успешног „Фалкона 9“ који је направљен од титанијума, композитних материјала и једне легуре алуминијума и литијума, „Старшип“ је највећим делом израђен од нерђајућег челика. Челик је добио предност из више разлога: пре свега, реч је лако доступном материјалу који је неупоредиво јефтинији од композитних еквивалената. Уз то, челик добро подноси високе температуре и најчешће му није потребна додатна термичка заштита.

На ниским температурама челик је један од ретких материјала чија се чврстоћа повећава, што га чини идеалним за израду резервоара за супер-расхлађено (криогено) гориво. Уз то, челик се врло лако обрађује и лако заварује тако да је рад са њим брз и ефикасан. И поред тога, горњи степен  има додатно ојачање с обзиром да мора да издржи високе температуре (1.400^оC) које прате аеродинамичко кочење приликом повратка на земљу: половина брода која је изложена максималном загревању има облогу састављену од шестоугаоних кермичких плочица, са малим процепима између њих како би се компензовало термичко ширење.

Ракета би требало да буде у стању да у ниску Земљину орбиту избаци 100 до 150 тона корисног терета, што је значајно више у односу на „Фалкон 9“ (око 60 тона у „тешкој“ и око 20 тона у „стандардној“ конфигурацији).

„Старшип“ је конструисан тако да се ништа не баца: ако изузмемо пар „ситница“, све остало се рециклира и користи у наредним летовима: први степен се након одвајања од горњег степена враћа назад на Земљу, право у огромна механичка клешта, што је до сада већ два пута успешно демонстрирано. Други степен је такође намењен за вишекратну употребу, тако да Маск очекује да ће поновним коришћењем једних те истих делова моћи цену лансирања да сведе на релативно скромних 100 милиона долара.

Илустрације ради, једно ланисрање „Шатла“ коштало је пет до десет пута више, док су трошкови лансирања „Артемиса 1“ из новембра 2022. године током којег је први пут коришћен нови СЛС („Space Launch System“), достигли фантастичних 2,5 милијарди долара. 

Девет покушаја

Први лет „Старшипа“ обављен је у априлу 2023. и завршен је тоталним фијаском. Велики број мотора у првом степену није се ни упалио, тако да је летелица морала да буде превентивно уништена на релативно малој висини.

Нико се није нарочито потресао због тога, и поред чињенице да су, до сада, премијерни летови нових модела летелица углавном пролазили без већих проблема. Међутим, неуспеси су наставили да се нижу као на траци и мало је тога чиме „Space X“ може да се похвали: први степен јесте два пута успешно враћен, почетна фаза лета ишла је глатко, а сепарација првог и другог степена сваки пут је обављена без грешке.

Међутим, суштинских помака није било: други степен, иако није носио ни делић од обећаних сто тона терета, никад није обавио свој лет по плану и поред чињенице да тај план никад није био претерано амбициозан (реч је о суб-орбиталном лету, без пуног круга око Земљине кугле).

Други степен је сваки пут демонстрирао исте „дечије болести“: мањак потиска у једном или више мотора, потпуни губитак оријентације у простору, немогућност контроле са земље и неконтролисани повратак у атмосферу, услед чега се летелица више пута спектакуларно распала високо на небу. Свега пар пута летелица је остала у комаду али је, вероватно услед недостатака у конструкцији термичког штита, претрпела велика структурна оштећења.

Последњи, девети лет „Старшип“, обављен 27. маја ове године, био је толико неуспешан да, заправо, спада у класу за себе, што није мала ствар с обзиром да су и седма и осма мисија завршене комплетном дезинтеграцијом орбиталног дела летелице.

Почетак је уливао оптимизам: први степен се успешно одвојио од другог и запутио назад на Земљу. Током повратка бустер иначе прави рискантни „пад-на-стомак“ маневар како би заузео положај у коме је аеродинамички отпор максималан. Маневар је практичан, јер се тако највећи део кочења обавља без употребе горива, али и опасан јер максималан отпор ваздуха изазива и максимално оптерећење бустера које може да деформише његову челичну конструкцију. Тек у каснијој фази финалног прилаза, бустер поново пали део својих „Рептора“ и помоћу остатка горива смањује брзину на нулу.

Међутим, у тренутку када је задата команда за паљење мотора за кочење дошло је до неочекиване експлозије бустера, негде изнад Мексичког залива. Постоје индикације да је током маневра кочења температура у унутрашњости бустера постала превисока, нешто што је већ било примећено на претходним летовима, а да ли је то и довело до експлозије, остаје да се види.

Други степен је наставио да се креће по наизглед планираној трајекторији, али је убрзо постало јасно да је и он у проблему. Прво су се заглавила врата на броду тако да терет који се налазио у њему (имитација осам „Старлинк“ сателита) није могао да буде избачен. Недуго након тога, опет због цурења горива, брод је почео хаотично да се ваља: прво је изгубљена контрола над летелицом а онда је прекинут и сваки контакт с њом. По свему судећи, други степен се, као и два претходна пута, распао негде изнад Индијског океана.  

Хронични проблеми „Звезданог брода“

Из начина на који су поједине претходне мисије пропадале, рекло би се да „Старшип“ има неке хроничне проблеме које није лако отклонити. Са једне стране он је сувише масиван, а опет сувише деликатан. Да би се први степен сачувао за наредне летове, да би преживео „пад на стомак“ и фазу аеродинамичког кочења, он би морао да буде структурно ојачан. Свако ојачање, међутим, повећава масу конструкције што аутоматски смањује тежину корисног терета.

Са друге стране, на неколико последњих летова примећено је цурење горива које је опасно из више разлога: уз ризик од пожара или експлозије, мотори раде краће и дају мањи потисак од потребног што утиче на перформансе летелице. „Старшип“ има неку резервну снагу у овим случајевима: у резервоарима са супер-расхлађеним горивом са порастом температуре расте и количина гасовитог кисеоника и метана. Ако овај гас испуштате кроз млазнике на летелици, можете донекле да коригујете њену оријентацију. Међутим, кад гориво цури, притисак горива које испарава није довољан да обезбеди потребну силу.

Старије летелице су за контролу оријентације користиле систем редундантних ротирајућих дискова. Ако један од тих дискова окренете у једну страну, читава летелица ће се окренути у супротну. Решење је врло ефикасно и користи се и дан данас за оријентацију свемирских летелица и телескопа јер је једноставно за конструкцију и поуздано, а за погон је потребна тек мала количина електричне енергије која се може добити из батерија или соларних панела. Из неког разлога, таквих „жироскопа“ на „Старшипу“ нема.

Додатан проблем су вибрације – у првој фази лета, док је летелица у интензивном контакту са атмосфером, вибрације су екстремно јаке. Да ствар буде гора, изгледа да фреквенција ових принудних вибрација одговара природној фреквенцији „Старшипа“ што доводи до појаве која се у механици зове „резонанц(иј)а“, а демонстрира се драстичним повећањем интензитета вибрација.

Другим речима, цела конструкција подрхтава много више него што би то био случај са бродом неке друге конструкције при истој брзини. Ако инсталације, резервоари, мотори и сва пратећа опрема нису добро димензионисани и чврсто фиксирани, велике су шансе да се нешто поломи, заглави или процури.

Управо због механичких вибрација, „капија“ на другом степену кроз коју је требало да буде избачен пробни терет се заглавила. Вибрације су вероватно довеле и до напрснућа неке од цеви у систему за напајање горивом, што је довело до његовог цурења које се није могло контролисати и компензовати. Инжењери су и пре били свесни овог проблема и константно су ојачавали све проблематичне позиције и спојеве. Међутим, на сваком следећем лету дошло би до попуштања конструкције на неком другом месту, мало даље од оног које је било свеже осигурано.

Нова ојачања већ су значајно смањила обећану носивост „Старшипа“. Рекло би се да се инжењери Илона Маска сусрећу с немогућим задатком: како летелицу истовремено да учине робуснијом а да додатно не повећавају количину пасивних делова. Можда би употреба композитних материјала могла да буде решење, али у овако поодмаклој фази развоја, тешко се праве темељни заокрети.

Додатни проблем је што Маск хоће све и то „све“ хоће одмах: да направи потпуно нову летелицу, да та летелица буде највећа на свету, да на сваком лету сачува и први и други степен за поновну употребу и да притом изнесе сто тона терета у орбиту. А то је превише, чак и за веома талентовани тим инжењера које је окупио у својој бази у Тексасу.

Маск као да заборавља како је текао развој „Фалкона 9“ – прошло је много година експлоатације пре него што им је пошло за руком да први степен коначно „ухвате“ и успешно врате на земљу. Чак и данас, на „Фалкону“ се рециклира само тај први степен, све остало мора да се направи изнова. Јер, постоје границе онога што је технички могуће и економски оправдано. 

Совјетски пораз

Уз сву своју елеганцију на лансирној рампи, „Старшип“ је, ипак, енормно компликован. Замислите само сложеност компјутерског софтвера који треба да координира рад 33 мотора у првом степену и носи се са свим непредвиђеним ситуацијама.

Нешто слично задњи пут је виђено давних шездесетих када је СССР покушао да ухвати корак са Американцима у трци за Месец. Развили су нови ракетни носач, мамутски Н1, који је по носивости и тежини био веома налик на данашњи „Старшип“. У првом степену Н1 је имао 30 релативно малих ракетних мотора јер за конструкцију већих није било ни времена ни пара.

Политичко руководство диктирало је немогућ темпо рада – мотори никад нису били статички тестирани на земљи, електроника и сензори били су неквалитетни а компјутери нису ни постојали. Без генијалног Сергеја Корољева који је у космос лансирао и „Спутњик“, и Лајку и Гагарина (умро је, под мистериозним околностима, 1966. године), испоставило се да совјетски инжењери нису били у стању да на брзину смисле механички систем којим би координирали рад бројних мотора у једној тако гигантској конструкцији.

Обављена су четири пробна лета и сви су завршени катастрофама у врло раној фази. Нарочито је спектакуларна била експлозија из јула 1969. године која се десила тек пар секунди након полетања (била је то највећа не-нуклеарна експлозија свих времена).

На крају, СССР је признао пораз, а пројекат Н1 напуштен је 1972. године. Поређења ради, „Сатурн V“ из мисије „Аполо“ (ракетни носач који је крајем шездесетих година прошлог века омогућио Нилу Армстронгу да закорачи на Месец) имао је „само“ пет ракетних мотора у првом степену, али је сваки од њих био огроман: излазни пречник млазника износио је 3,7 метара а комора за сагоревање била је висока 6 метара. Сваки мотор трошио је огромну количину горива (у пуној снази, преко три тоне у секунди), а током вишегодишње експлоатације није било ниједног већег проблема.

Илон Маск тако велике моторе нема и да би добио жељени потисак, морао је да сабије 33 „Рептора“ на дно своје „челичне свеће“. 

(Не) идемо на Марс

Чињеница да је Маск толико опседнут Марсом као наредном станицом, требало би жестоко да забрине инвеститоре који су уложили новац у његове компаније. Ништа боље од тога не илуструје његову способност да буде „маштовит до лудила“, да не кажемо да има сумануте идеје које почивају на грандоманији и уверењу да му је Бог поверио улогу да, попут Мојсија, поведе народ у неку нову, обећану земљу.

Све и да „Старшип“ проради већ сутра, Маск неће моћи да пронађе ни три лудака, камоли хиљаде на које рачуна, који ће пристати да путују до Марса 6-9 месеци, да тамо бар три месеца чекају да се планете поново поставе у оптималан положај (у хладном, каменитом окружењу без кисеоника, хране, воде и пристојне кладионице...) и да у повратку проведу исто онолико времена колико и у одласку.

Највећи део тог времена астронаути би били изложени убитачном космичком зрачењу, бестежинском стању које неумољиво топи мишиће и разграђује кости, молећи Бога да не откаже ниједан витални технички систем, да никог не заболи зуб или му затреба хируршка интервенција, знајући притом да не постоји никаква могућност да им био ко притекне у помоћ (ако изузмемо Бога).

Лет на Марс је, са гледишта комплексности, са „Старшипом“ или без њега, увек био три деценије далеко у будућности и ту се ништа неће променити у наредним годинама. Све што је Маск рекао на ту тему је једно обично замлаћивање неуког пука, заглупљивање намењено типичном америчком инвеститору који не зна да разликује Грузију и Џорџију, али зна да ће наредне године, у ово време, бити милионер, баш као и Дел Бој. 

Сврха мисије

Чему ће онда „Старшип“ да служи, ако преживи садашњи кризни период? За Марс сигурно неће. За лет на Месец, можда... Поставља се, међутим, питање: колико дуго ће оживљени амерички интерес за Месец да траје?

Пракса показује да много тога зависи и од духа који намеће актуелни амерички председник: људи никад не би слетели на Месец да није било ентузијазма Џона Кенедија („Одлучили смо да одемо на Месец у овој деценији, да урадимо и друге ствари, не зато што је то лако, већ зато што је тешко“, рекао је у свом говору одржаном 12. септембра 1962. године на стадиону „Rice University“ у Хјустону). После њега дошао је Никсон који је имао Вијетнам и Вотергејт, и Месец му је био задња рупа на свирали (он је и окончао пројекат „Аполо“).

Трамп не делује као неко ко се много занима за космичке авантуре – више воли да игра жмурке са имигрантима, да брине о „чистоти“ елитних америчких универзитета, да копа угаљ, да игнорише климатске промене, Светску здравствену организацију и све што му није по вољи, да прописује царинске стопе (чак и за острва на којима живе само пингвини), да склапа мировне споразуме (до сад ниједан, али се бар труди), да прави војне параде... Трамп се тако добро забавља на Земљи да му никаква пустиња на Месецу или Марсу није потребна.

Зато ће Маск за „Старшип“ вероватно сам морати да створи тржиште које тренутно не постоји. Дешавало се то и раније, јер прави визионари не иду за оним што људима треба, они су ту да им открију нове могућности.

Да прескочимо свима познату причу о Стиву Џобсу и његовом „ајфону“. Вратимо се, уместо тога, у 1970. годину када је извесни Спенсер Силвер, инжењер у компанији 3М, направио једну врсту врло слабог лепка који се могао користити више пута. У компанији су на ово гледали као потпуни промашај – лепак је био сувише слаб да би било шта могао трајно да споји. А онда је један Спенсеров колега, Арт Фрај, дошао на идеју да комадиће папира намаже тим „лепкићем“ и искористи их за обележавање омиљених страница у својој Библији а да их притом не оштети.

И тако су настали први „стикери“, цедуљице које данас масовно лепимо по фрижидерима и белим таблама а ако садрже нешто баш важно, рецимо лозинку „за све“, онда за монитор на радном столу. 

Царство Илона Маска

Да се вратимо на Масков проблем: сто или сто педесет тона у једном цугу, коме треба толико терета у орбити одједном?

Данашњи сателити имају значајно мање габарите, ни за свемирски телескоп „Џејмс Веб“, који у расклопљеном стању има димензије тениског игралишта, није била потребна ракета налик на „Старшип“. Можда Маск понуди некакав „ride sharing“, више сателита спакованих на један лет? Зашто да не, али ту је Маск самом себи највећа конкуренција – он већ може брзо да лансира појединачне сателите својим јефтиним и поузданим „Фалконима“ и мале су шансе да ће потенцијални клијенти имати бољу финансијску рачуницу ако узму веће „возило“ уз деобу трошкова.

Другим речима, „Старшип“ ће, можда, испеглати своје техничке недостатке, али ће тешко пронаћи своју сврху и муштерије. Једнога дана, кад и последњи проблем буде решен, неко од инжењера изаћи ће пред Маска с простим питањем, заправо констатацијом: „Газда, пројекат је готов, где да га бацимо?“

Ако нас је историја ичему научила (а није), то је да ништа није вечно и да на крају све, баш као и славно Римско царство, мора да пропадне, само ако му се да довољно времена. Да ли се царство Илона Маска већ сада полако круни и распада?

Свађа са једним сујетним злопамтилом као што је Доналд Трамп сигурно му неће помоћи да сачува удобну пословну позицију за „Теслу“ и „SpaceX“ коју му је америчка држава дуго гарантовала, кроз повластице за куповину електричних аутомобила, кроз уговоре за превоз америчких астронаута до Међународне свемирске станице, а ускоро и њихов повратак на Месец.

Маск је сада у стању да лансира на стотине сателита годишње користећи своје фантастичне „Фалкон 9“ ракете, у обичној и „набуџеној“ верзији, не само за развој сопственог бизниса (комуникациона мрежа „Старлинк“) већ и комерцијално, за друге клијенте, са америчком државом на челу. Сада је, међутим, суочен с могућношћу да добар део тога буде избрисан потезом Трампове гумице, штавише принуђен је да трпи понижења, као у оној бизарној ситуацији када су му најватреније присталице „МАГА нације“ претиле депортацијом због његовог јужноафричког порекла.

Иако у последње време Трамп и Маск шаљу један другом помирљиве поруке, Трамп је и даље потенцијално опасан противник. Кад му лице достигне „радну температуру“ коју у космосу има још само Жељко Обрадовић на утакмици са „Звездом“, свака одлука је могућа, чак и она да се Маск нађе на путу за Јоханесбург с картом у једном смеру или да буде једини путник на последњем лету „Старшипа“ на Марс као „добровољац“ који ће тамо побости америчку заставу.

(Не)могућа машина

Време када је Маск могао да се „завитлава“ инвестирајући милијарду долара у друштвену мрежу у којој најдубља мисао није дужа од сто речи, да ту исту мрежу користи како би без икаквих кочница вређао своје критичаре, да изјављује како може „Теслу“ већ сутра да повуче са берзе ако му се ћефне (па је због тога кажњен губитком извршне функције), да час хоће па онда неће да се бори против америчке расипничке политике – неповратно је прошло.

На развој „Старшипа“ Маск је до сада већ потрошио суму која је упоредива са оном коју је Америка својевремено уложила у развој „Сатурна V“ или „Спејс шатла“. И „Сатурн V“ (1967) и „Спејс шатл“ (1981) нису имали никаквих проблема на свом премијерном лету.

С друге стране, Маск из девет покушаја није успео да понови ни делић онога што је, на пример, направио Вернер фон Браун (генијални конструктор ракета V2 и „Сатурн V“, који је радио за Хитлера све док га нису „конфисковали“ Американци), и то користећи технологију стару више од пола века у време када су компјутери били тешка егзотика.

Све то јако пуно кошта, и све су то нечији новци, а они најбогатији, као што је Маск, воле да расипају свој, а још више туђ (у развој „Спејсшипа“, верзије која ће моћи да носи људску посаду, НАСА је до сада уложила скоро 7 милијарди долара).

Ако предстојеће, десето лансирање „Старшипа“ прође како треба, ако се Маск окане „месечарења по Марсу“ и коначно спусти на земљу, можда се некако и извуче. Ствари, засад, не иду у добром правцу: људи су већ почели да постављају неугодна питања, да се подсмевају његовом „итеративном инжењерском дизајну“, а све више је и текстова у коме се „Старшип“ назива „идиотском“ или „немогућом“ машином. Новца за нове промашаје има све мање, а Марс је онолико далеко колико је и досад био.