PES: tohle je trochu něco jiného. Tyhle raketoplánky měly za úkol kromě přežití reentry ještě následně plachtit na přistání. Křídla ale to reentry spíš komplikují, jak se ukázalo.

To, že bezkřídlá vztlaková tělesa fungují nejlíp, se ví už dávno. Rázová vlna u tělesa s tupou špičkou dosáhne zhruba tvaru V, čím tupější tvar, tím širší V. Pokud těleso dokáže generovat vztlak, díky asymetrii těžiště vůči ose, tak se snižuje přetížení a taky teplota plazmy v rázové vlně (?) nebo tak nějak.

Problém je, že velká část kulového/válcového povrchu je k té rázově vlně docela blízko a tak je tak nějak... více ohřívána. Pokud to má tvar jako Apollo/Orion/Dragon, případně Sojuz, tak větší část povrchu je už poměrně slušně daleko od rázové vlny. Dá se říct, že válcovitý tvar Starship přibližuje zbytečně velkou část plochy rázové vlně (proto je tepelný štít skoro až do půlky válce), a současně nevyužívá dostatečně to "závětří".. ideální průřez by byl takový vajíčkovitý, když ne přímo špičatý kuželovitý. Jenže takové těleso by se poměrně složitě posadilo na válcovitý booster a byl by tam i problém s rozložením hmotnosti a zatížení toho boosteru a asymetrií tahu.... přesto byly dobré důvody, proč první nákresy ITS vypadaly, jak vypadaly.

XCHAOS: tak já už tu snad v minulosti zmiňoval, že stejný problém návratu již řešilo NASA a jmenovalo se to "výzkum a vývoj vztlakových těles" (lift bodies), nu a jelikož je fyzika dost nesmlouvavá, tak si SpaceX nejspíš projde dlouhou cestu tam a zase zpět...

...existuje k tomu plno článků, tak jen pro zajímavost dám ten, co mi teď přišel pod ruku jako jeden z prvních (česky)

Raketoplány #10: Vztlaková tělesa možností návratu z kosmu | Diit.cz
https://diit.cz/clanek/raketoplany-10-vztlakova-telesa-moznosti-navratu-z-kosmu

PES: tak nerez nějakou životnost má, a i hliníkový Falcon 9 ustál 30 přistání a řeší tam jen očouzené motory (od metanu očouzené nebudou).

Nehlásám, že je to celé nesmysl a Elonovi inženáři jsou idioti. Některé věci ale musej nutně dopadnout, jak předpovídám. Ten ostře seřízlý zadní konec Starship (aft skirt) nemůže při hypersonických rychlostech dávat smysl a poškození z posledního letu to jasně ukazuje. Horní stupeň bude muset být ještě výrazně "ocucanější", než dosud, i když netuším, jak toho přesně dosáhnou.

Jestli zůstanou u plnýho kruhovýho průřezu... nevím. Nějaký důvod, proč se ustoupilo od kulových návratových těles, existovat musí. Jasně, že válec má lepší poměr objemu k povrchu, než nějaký trojboký hranoly. Ale nemuset ten povrch dlaždičkovat se taky počítá.

XCHAOS: tak samo to bylo myšleno obrazně (asi jako ty kalhotky na každý den v týdnu, také musíš počítat s tím, že se některé opotřebí natolik, že je bude nutno nahradit ;-))

PES: tak ono když musíš dotankovat v nějakém časovém limitu, nemůžeš jen doufat, že všechny reuse vyjdou. dokonce ani ne, že všechny starty vyjdou...

DZODZO: tuhle variantu jsem už popisoval (že bude mít raketu na každý den v týdnu - při reuse 7D)

OMNIHASH: eh, nemluvím o tvaru, ale o počtu. Když už jsi na horní části parabolické dráhy nebo na eliptické dráze, a máš dost času předtím, než znovu spadneš do atmosféry, tak vláčet s sebou hodně motorů kvůli vysokému tahu není úplně optimální. Co potebuješ je Isp, ne tah. Vakuové Raptory mají dobrý Isp, ale není jich potřeba tolik. Vláčet s sebou atmosférické Raptory kvůli měkkému přistání také dává výrazně menší smysl, než u prvnho stupně.

Motorová výbava Starship by dávala výborný smysl, kdyby šlo o reusable 2.stupeň třístupňové architektury, nebo kdyby ve speciálních případech dosáhla oběžné dráhy bez třetího stupně (Saturn V/Apollo vs. Saturn V/Skylab, nebo CZ-5A vs. CZ-5B). Pro let k Marsu to ale dává hodně malý smysl. Navíc v řídké atmosféře Marsu by asi nebyl velký problém přistát pomocí vakuových Raptorů. Zatímco vláčet atmosférický Raptor na LEO se asi zdůvodnit dá, tak vláčet ho na povrch Marsu a zpět k Zemi je hodně velký úlet. Jako tanker zřejmě Starship smysl dávat může, jako nosič pro deploy Starlinků se to asi taky nějak vyplatí (protože ty mají vlastní pohon a představují vlastně integrovaný 3.stupeň), ale ten odlet k Marsu to prostě není optimální strategie, zvlášť pokud by někdo trval, že tam chce letět co nejdřív.

Jako ono to neznamená, že v tom nejsou zahrnuté geniální dílčí nápady... ale už jednou se ukázalo, že Dragon nebude univerzální loď pro přistání na jakémkoliv tělese sluneční soustavy, že reuse SuperDraco motorů pro měkké přistání není možné (bylo by možné jejich jednorázové použití pro měkké přistání, pokud nedojde k launch abortu, ale tím by to skončilo). Stejně tak se domnívám, že univerzálnost použití Starship pro brždění v atmosféře Marsu i Země se ukáže jako problém. Přidávání dalších a dalších motorů mi nepřijde jako dobrá cesta: evidentně to dělají proto, že SuperHeavy není schopen Ship vynést dost vysoko a udělit ji dostatečnou rychlost a gravitační ztráty při nízkém tahu jsou moc velké. Ale to je přesně ten moment, kdy by se jim 3.stupeň prostě vyplatil. Přidat další 3 motory je prostě úlet.... oproti ohlášené nosnosti 100t se ztratit 3 nebo 6 nebo kolik tun zdá jako maličkost, ale není. Ne, pokud se bavíme o odletu k Marsu, nebo odletu od Marsu k Zemi...

DZODZO: no, i tohle by byl obrovský pokrok, je třeba přiznat. Ale i tak velký úspěch, kterým by semi-rapid reuse tohohle monstra pro lety na LEO byla, nijak nesnižuje problém, že TMI několika set tun vyžaduje prostě neúměrný počet dotankování. Samozřejmě ty tankery nemusí být rychle znovupoužity, mohou čekat ve frontě a po přistání (které beztak proběhne asi až za cca 24h, nebo tak nějak, až dojde k synchronizaci oběžné dráhy s místem startu) se mohou opravovat třeba půl roku a přistání některých tankerů se ani nemusí povést...

Samotné opakované použití je bonus, který kritický není, ale dosažení požadované spolehlivosti při startu, dokování a tankování je velká výzva. S takhle velkým tělesem se bude manévrovat o hodně hůř, než s Dragonem. Nějaké dokování někde je nutné, ale tak strašně velký počet dokování, jen aby se k Marsu dopravila masa, která tam nebude zatím schopná měkce přistát, natož se vrátit zpátky...

Jako v obecné rovině věřím, že k tomu TMI, přeletu bez posádky a následně pokusu o aerobraking (ale zatím bez zbrždění a měkkého přistání, protože nebude mít dořešené uchování kryogenních pohonných hmot po dobu 200 dnů) v nějaký moment dojde. Ale bude to pokus a bez posádky. Určitě tím udělá velký dojem, zvlášť pokud to předvede dřív, než se podaří Mars Sample Return. Bude se o tom hodně mluvit ve zprávách. Ale zatím je to hranice možného a počet startů, co k tomu bude potřeba, bude obludný. Spíš si dovedu předstait pokus o dotankování (ne plné), zvýšení oběžné dráhy (mírné) a reentry z této vyšší dráhy. Tady bude efektivnější, pokud tu loď po reentry z rychlosti, blížící se rychlosti příletu od Marsu, fakt zachytí. Propagandistický dopad toho, že za 200 dnů něčím praští o Mars a bude mít velký problém z toho odvysílat vůbec nějaké fotky, by byl asi nižší...

XCHAOS: mozno to bude rapid reuse v zmysle, ze budu mat stack rakiet pripravenych na let a aj ked jednu budu repasovat 10 dni, tak budu mat zasobu rakiet na 10 dni pustania :)

OMNIHASH: "Free and immediate reuse" obou stupňů prostě není pravděpodobný. U Superheavy je to reálnější, dejme tomu. Ale reuse 2.stupně potrvá strašně dlouho. A jak říkám, prostě ta matematika pořádně nevychází.

V nějaké fázi je nutné zahrnout motor s vysokým Isp (tohle vakuová verze Raptoru splňuje), ale s tahem, který je menší, než hmotnost stupně při gravitaci 1g. Tenhle stupeň se vyplatí vyyžít jednak k dokončení stoupání na oběžnou dráhu, ale hlavně pro TMI. Jeho zařazení může mít větší dopad, než ten "rapid reuse". Raketová věda, je prostě občas raketová věda.