Starship: de raket die de ruimtevaart moet veranderen!

Starship is vandaag de dag één van de meest ambitieuze projecten uit de ruimtevaart. Deze gigantische raket werd ontwikkeld en gebouwd door het Amerikaanse ruimtevaartbedrijf SpaceX en is, volledig geassembleerd, maar liefst 120 meter hoog. Dit nieuwe lanceermiddel bestaat uit het Starship ruimtevaartuig dat in de ruimte wordt gebracht door de krachtige Super Heavy rakettrap. Zowel Starship alsook de Super Heavy rakettrap werden ontwikkeld om terug te keren naar de aarde en om opnieuw hergebruikt te kunnen worden. Leer aan de hand van dit artikel alles over deze superraket die de ruimtevaart helemaal kan veranderen!

Een superraket met vele namen

In 2012 maakte oprichter en CEO van SpaceX, Elon Musk, al bekend dat het bedrijf plannen had om een gigantische raket te ontwikkelen die vele malen krachtiger zou zijn dan de Falcon 9 en Falcon Heavy raketten. Eén van de grote dromen en doelen van de Amerikaanse miljardair Elon Musk is om de planeet Mars te koloniseren en hiervoor zou SpaceX een nieuwe raket ontwikkelen. Musk maakte dit in 2007 al bekend en de kolonisatie van Mars en andere verre werelden zou één van zijn grote doelstellingen worden. De nieuwe raket zou volledig herbruikbaar zijn en kreeg toen de naam 'Mars Colonial Transporter'. In 2016 liet Musk weten dat de naam van deze nieuwe raket werd aangepast naar 'Interplanetary Transport System' (ITS) en werden de eerste details bekend gemaakt van deze nieuwe raket, zijn raketmotoren en hoe een missie er zou uitzien. Musk en SpaceX gaven deze naam aan de raket aangezien men er van overtuigd is dat deze kan gebruikt worden voor ruimtemissies doorheen het hele zonnestelsel. In het ontwerp van het Interplanetary Transport System (ITS) werd ook duidelijk dat SpaceX dit nieuwe ruimtevaartuig wil gebruiken als brandstofbevoorrading voor verre missies in het zonnestelsel. Tijdens het International Astronautical Congress in 2017 liet Elon Musk weten dat zijn nieuwe superraket de naam 'Big Falcon Rocket' had gekregen en dat men nog op zoek was naar een meer gepaste naam voor het nieuwe ruimtevaartuig. Bij elke naamsverandering veranderde ook deel van het ontwerp en werden steeds meer details bekend gemaakt maar het concept bleef steeds hetzelfde: een krachtige rakettrap dat een nieuw ruimtevaartuig in de ruimte brengt. Uiteindelijk maakte Elon Musk in 2018 bekend dat het nieuwe ruimtevaartuig de naam 'Starship' kreeg en de bijhorende rakettrap 'Super Heavy'.

Een ontwerp van een Big Falcon Rocket dat later werd omgedoopt naar Starship - Foto: SpaceX

Meest krachtige raket ooit gebouwd

Het nieuwe Starship ruimtevaartuig is maar liefst 50 meter lang, heeft een diameter van ongeveer 9 meter, weegt zonder vracht of brandstof al 120 ton en wordt aangedreven door zes krachtige Raptor raketmotoren. Het Starship ruimtevaartuig bestaat uit één onderdeel en wordt in de ruimte gebracht met behulp van een Super Heavy raket die eveneens werd ontwikkeld door SpaceX. Dit ontwerp wordt een 'single-stage solution' genoemd en biedt heel wat mogelijkheden. Zo kan een Starship ruimtevaartuig naast ruimtevaarders ook zware vrachten in de ruimte brengen en kan dit ruimtevaartuig zelfs dienen om andere ruimtevaartuigen in de ruimte te voorzien van extra brandstof waardoor dit ontwerp zeer interessant en efficiënt is. Na de lancering kan een aangepaste versie van het Starship ruimtevaartuig (de HLS versie) ook op eigen kracht naar de maan vliegen waar het in zijn geheel in verticale positie kan landen op het maanoppervlak. Na zijn missie op de maan moet het Starship ruimtevaartuig in zijn geheel terug opstijgen vanop het maanoppervlak waarna Starship terugkeert naar de aarde. SpaceX gelooft dat het Starship ruimtevaartuig de toekomst van de ruimtevaart is aangezien deze raket en het ruimtevaartuig volledig herbruikbaar zijn en ontwikkelt werd om mensen zowel naar de maan alsook naar de planeet Mars te brengen. De volledig geassembleerde Starship is maar liefst 120 meter hoog en is de meest krachtige raket die ooit door de mens werd gebouwd. Indien Starship succesvol blijkt te zijn, kan dit de ruimtevaart compleet veranderen aangezien deze raket tijdens één lancering meer dan 100 ton vracht in een lage baan om de aarde kan brengen. Ter vergelijking: de meest krachtige raketten kunnen vandaag de dag vrachten tot 95 ton tot in een lage baan om onze planeet brengen. Daarnaast moet Starship ook tientallen ruimtevaarders tijdens één missie in de ruimte kunnen brengen in plaats van 3 of 4 ruimtevaarders bij huidige ruimtecapsules. De 70 meter lange Super Heavy rakettrap wordt bij de lancering uitgerust met maar liefst 33 Raptor raketmotoren en moet enkele minuten na lift-off terugkeren naar de aarde zodat deze opnieuw kan gebruikt worden. SpaceX heeft de afgelopen jaren zeer veel ervaring opgedaan op vlak van herbruikbare ruimtevaarttechnologie aangezien zijn Falcon 9 raketten soms al tientallen malen werden gebruikt voor het lanceren van satellieten. 

Verschillende versies

Net zoals bij andere raketten gaan er ook van Starship verschillende versies gebouwd worden die bestemd zijn voor verschillende doeleinden. Zo is er eerst en vooral de crew-versie waarmee men mensen in de ruimte wil brengen. Daarnaast werkt SpaceX ook aan een tanker-versie. Deze versie van Starship is eigenlijk één grote brandstoftank die in een baan om de aarde moet worden gebracht. Met de tanker-versie kan men uiteindelijk koppelen met een andere Starship zodat deze extra brandstof krijgt en verder in de ruimte kan reizen. Ook werkt SpaceX aan een cargo-versie waarmee het bedrijf vrachten tot 150 ton en meer in een lage baan om de aarde kan brengen. In tegenstelling tot klassieke raketten moet de Starship cargo-versie veel grotere vrachten in de ruimte kunnen brengen aangezien het vrachtruim veel groter is. Samen met NASA werkt SpaceX ook aan een maan-versie van Starship waarmee astronauten een zachte landing kunnen maken op het oppervlak van de maan. Deze versie zou de volgende jaren al kunnen gebruikt worden in het kader van het Amerikaanse Artemis maanprogramma. 

Vliegende graansilo

Om de indrukwekkende Starship raket te ontwikkelen en te kunnen lanceren, ondernam SpaceX een reeks van testvluchten met prototypes waarbij men steeds een stap verder ging. In 2020 maakten de SN05 en SN06 prototypes van het toekomstige Starship ruimtevaartuig succesvolle testvluchten waarbij ze een maximale hoogte bereikten van 150 meter. Vervolgens ging SpaceX een stap verder in zijn ontwikkeling van het Starship ruimtevaartuig en vloog het SN8 prototype tot op een hoogte van ongeveer 12 kilometer. Tijdens deze cruciale testvlucht werd de SN08 voor de eerste maal uitgerust met drie Raptor raketmotoren. Dit zijn de nieuwste generatie raketmotoren die SpaceX zelf ontwikkelt en in de toekomst het Starship ruimtevaartuig naar de maan en verder moet brengen. Tijdens deze indrukwekkende testvlucht werd het SN08 prototype voor het eerst ook uitgerust met een neuskegel en vleugels (flaps). Tijdens de vorige testvluchten vloog enkel het raketgedeelte van de raket zelf dat vaak vergeleken werd met een 'vliegende graansilo'. Na enkele geannuleerde pogingen werd het SN08 prototype uiteindelijk op woensdag 9 december 2020 gelanceerd. De lancering van deze SN08 testvlucht verliep probleemloos maar tijdens de landing werd het duidelijk dat de raket tegen een veel te hoge snelheid landde waardoor deze explodeerde. Toch slaagde Starship SN08 er in om terug te keren naar de plaats van waar deze werd gelanceerd. In totaal duurde de testvlucht 6 minuten en 42 seconden. Hierna volgden nog enkele testvluchten (SN09, SN10 en SN11) waarbij de raket steeds probleemloos gelanceerd werd en zijn vooropgestelde hoogte bereikte maar de landing elke keer mislukte. Uiteindelijk werd op 5 mei 2021 het prototype SN15 gelanceerd dat er na enkele minuten voor de eerste maal ook in slaagde om probleemloos terug te landen op de Starbase testsite van SpaceX. De volgende stap in de ontwikkeling van Starship is een eerste echte ruimtevlucht waarbij Starship met behulp van de Super Heavy rakettrap in een baan om de aarde wordt gebracht. 

De "vliegende graansilo" tijdens de SN5 testvlucht - Foto: SpaceX

Starbase: de thuisbasis van Starship

Starbase is een locatie aan de kust in de Amerikaanse staat Texas waar SpaceX de meeste Starship prototypes heeft getest. De bouw en ontwikkeling van deze private lanceerbasis loopt paralel met de ontwikkeling van de Starship raket. In 2014 kocht SpaceX nabij Boca Chica een stuk grond dat 170.000 vierkante meter groot is en leasde ook nog eens een gebied dat 230.000 vierkante meter groot is. Boca Chica is een dorp in Cammeron County met slechts 36 huizen. Het gebied ligt op het verder bijna onbewoonde schiereiland en voormalig barrière-eiland Brazos Island en is enkele kilometers verwijderd van de Golf van Mexico. Brazos Island dat voornamelijk uit duin- en kwelderlandschap bestaat, is de zuidelijkst gelegen locatie binnen de Verenigde Staten waar geen grootschalige bebouwing in de buurt is. De dichtstbijzijnde Amerikaanse stad is de 35 kilometer westelijker gelegen grensstad Brownsville. Sindsdien begon SpaceX met het bouwen van montage en assemblagehallen, een brandstofdepot en diverse lanceer- en testcomplexen. Daarnaast werd op het terrein ook een volgstation gebouwd en installeerde SpaceX er een energiecentrale met zonnepanelen. Uiteindelijk was in juli 2021 de bouw klaar op Starbase van de indrukwekkende lanceertoren voor de Starship raket. Deze toren is maar liefst 146 meter hoog beschikt onderaan over een 370 ton zwaar lanceerplatform waarop de Starship raket wordt geplaatst voor de lancering. Door de snelle en enorme uitbreiding van de Starbase testsite werd SpaceX door de autoriteiten werd verplicht om maatregelen te nemen zodat de natuur zo weinig mogelijk schade zou ondervinden van de lanceringen en om de verkeersdrukte te verminderen.