Waarom is Starship zo belangrijk voor de ruimtevaart, en welke primeurs heeft de tweetrapsraket in petto?

De Amerikaanse miljardair Elon Musk werkt al langer aan een commercieel project om mensen naar de maan en naar Mars te brengen. Daarvoor is een nieuwe raket ontwikkeld, die de naam Starship meekreeg. Afgelopen vrijdag kreeg Musk groen licht van de Amerikaanse federale luchtvaartautoriteit FAA om een lancering uit te proberen. Het was de laatste horde die Musk en co moesten nemen. Het goede nieuws was tegelijk dat de licentie die ze kregen, voor vijf jaar geldig is. 

De ondernemer was dan ook blij met de beslissing en twitterde prompt: "Misschien succesvol, maar opwinding gegarandeerd!" Dat is een verwijzing naar de onzekere afloop, want het gaat om een eerste testvlucht in de volledige opstelling. "Het succes van de poging gaan we afmeten aan wat we geleerd hebben van deze test," zegt Musk daarover. 

Maar zo'n 10 minuten voor de lancering dook een technisch probleem op. Een ventiel in de brandstoftank van de onderste rakettrap bleek bevroren. De lancering werd afgeblazen en uitgesteld naar vandaag.

De Starship reikt 120 meter hoog en is daarmee de grootste raket ooit. Het gaat om een tweetrapsraket: een zware draagraket met de naam Super Heavy, en de "tweede verdieping", het ruimteschip Starship dat zijn naam gaf aan de hele raket. Starship is bijvoorbeeld nog groter dan maanraketten die de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA eerder ontwikkelde, zoals de Saturnus V van het Apollo-programma. Die torende 111 meter boven de grond uit. 

Starship staat nu al te blinken op de lanceerbasis in zijn stalen jas. Maar liefst 33 motoren kunnen de raket aandrijven. Het ruimteschip zelf is ongeveer 50 meter hoog. 

Een mogelijke lancering kan vandaag vanaf 15.28 uur Belgische tijd (8.28 uur plaatselijke tijd in de VS). Er is een lanceervenster van 62 minuten. De lancering vindt plaats op de lanceerbasis Starbase in het zuiden van de Amerikaanse staat Texas.

Het bovenste deel van de tweetrapsraket steeg in het verleden al verschillende keren op, tot zelfs in de stratosfeer. Het raakte toen tot ongeveer 10 kilometer hoogte. Starship crashte of ontplofte ook verschillende keren, maar slaagde er na een aantal pogingen in om met succes te landen, in mei 2021. 

Nu zal het de eerste keer zijn dat de volledige raket opstijgt, in de combinatie mét Super Heavy die zijn vuurdoop beleeft. Een andere primeur is dat beide onderdelen volledig herbruikbaar zijn - al zal het materiaal bij deze testvlucht wel nog verloren gaan. Het is voorts ook speciaal dat er op methaan wordt gevlogen, het is zelfs uniek als onderdeel van een langetermijnstrategie voor Mars. 

Los daarvan is het, zoals gezegd, de grootste raket ooit die zal worden gelanceerd. "Dit kan een echte game-changer worden door zijn grootte en mogelijkheden", zegt Garrett Reisman, een voormalige astronaut bij de NASA en nu adviseur bij SpaceX. 

Dat is altijd onvoorspelbaar, omdat er tot op het laatste moment nog heel wat dingen kunnen mislopen. Zeker bij een eerste lancering.

Toch zijn er weinig redenen om nog lang(er) te wachten, zegt ruimtevaartingenieur Stijn Ilsen. "Er staat minder op het spel hier. De raket die naar de maan vertrok, had 10 miljard gekost. En er was maar één van gemaakt. Terwijl hier de volgende Starship al klaarstaat. Dus als het fout loopt, is het niet zo heel erg. Er liggen niet zo veel eieren in één schaal." 

SpaceX bouwt op een heel andere manier dan NASA, onderstreept Ilsen. "Ze produceren continu nieuwe raketten en als het vandaag fout loopt, dan hebben ze vooral veel geleerd en gaan ze het voor de volgende keer proberen te fiksen." 

Er zal niemand aan boord zijn. Het gaat in een eerste fase om hoe de testvlucht afloopt.  Die zal naar verwachting anderhalf uur duren en zal geen volledige baan om de aarde beschrijven. Als alles goed gaat, zal de booster zich drie minuten na de lancering afscheiden en neerstorten in de Golf van Mexico. 

Het ruimteschip moet dan verder naar het oosten vliegen, over de Atlantische, Indische en Stille Oceaan, om uiteindelijk in de buurt van het eiland Hawaï, in het midden van de Stille Oceaan, ook in zee te storten. De twee onderdelen zijn in principe herbruikbaar, maar worden vooralsnog dus niet gerecupereerd.  

"Ik weet niet hoe hoog we gaan raken, maar het zal boeiend zijn. Het gaat niet saai worden." Dat zei Musk onlangs in zijn typische stijl, tijdens de Morgan Stanley-conferentie, over de poging die eraan komt. 

Toch hoopt het hele Starship-team stiekem op méér dan een niet-orbitale vlucht tot Hawaï. "Ik denk dat er een kans van 50 procent bestaat om in een baan om de aarde te raken," zegt Musk.  

Het is absoluut een mogelijkheid dat de raket wel opstijgt, maar na pakweg 30 seconden in de lucht ontploft, zegt ook Stijn Ilsen. "Het onderste stuk van de raket, de booster, heeft nog nooit gevlogen. Die heeft ook een ongelooflijke hoeveelheid motoren die nog nooit samen hebben gedraaid tijdens een lancering. Alle motoren samen aan, gedurende twee-en-een-halve minuut, dat hebben ze nog nooit gedaan. Het kan dus best dat er iets kapot trilt, of dat er een leiding springt."  

"De kans dat de raket ontploft, wordt geschat op 50 procent, maar ik denk dat het zelfs iets groter is," schat Ilsen. 

Daarom zou het voor Musk en zijn team al een heel succes zijn als de raket niet ontploft aan de lanceertoren zelf, op de zogenoemde launch pad op de grond. "Het kost immers veel meer tijd om een nieuwe lanceertoren te bouwen dan een nieuwe raket. Een ontploffing op de launch pad is voor hen een beetje het worstcasescenario," zegt Ilsen. 

"In dat geval wordt SpaceX eigenlijk een jaar teruggeslagen, omdat ze dan opnieuw dat lanceerplatform moeten bouwen. Als de raket ontploft in de lucht, dan hebben ze er tenminste veel van opgestoken. Dan kunnen ze nieuwe data verwerken, nieuwe lessen leren en komt het op lange termijn wel goed." 

Deze testlancering moet ingenieurs veel leren met het oog op de verdere ontwikkeling van het project. Op termijn moeten beide trappen van de Starship-raket na een lancering opnieuw veilig kunnen landen, zodat ze hergebruikt kunnen worden. Musk heeft daar tijd voor, want de FAA heeft hem een licentie gegeven voor vijf jaar, na het bekijken van de veiligheids- en milieuvereisten. 

Musk wil met Starship commerciële vluchten organiseren, in een eerste fase naar de maan maar later ook naar Mars. Ook de NASA gaat er gebruik van maken. Starship moet astronauten tot op de maan brengen vanaf 2025 of 2026 in het kader van het project Artemis 3. 

De NASA tekende daarvoor een contract met Musk ter waarde van 3 miljard dollar (zowat 2,7 miljard euro). Maar er zijn dus ook plannen voor Mars. Door zijn grootte en kracht zou Starship tot 100 mensen naar de Rode Planeet kunnen brengen, of grote, zware vrachten naar de ruimte kunnen brengen. Starship zou tot 100 ton cargo kunnen meenemen. Het is ook de bedoeling dat het ruimteschip kan bijtanken in de ruimte, zodat het reispotentieel nog groter wordt. 

Musk zelf hoopt dat de onderdelen van Starship al over enkele jaren veilig weer op aarde kunnen landen (en dus hergebruikt kunnen worden). Op korte termijn schat Musk dat er "80 procent kans" bestaat dat een van de exemplaren in een baan om de aarde kan raken voor het einde van het jaar. 

Die herbruikbaarheid kan op termijn de kostprijs van de raket met een factor 10 verminderen, zegt Stijn Ilsen. "Dus als het lukt (om opnieuw veilig op aarde te landen, red.), wat misschien maar na twee of drie keer gaat lukken, hebben ze een gigantisch commercieel voordeel tegenover alle andere lanceerders over de hele wereld." 

Ook in andere aspecten is al aan de toekomst gedacht: Starship vliegt op methaan, omdat methaan kan worden aangemaakt op Mars. Methaan als brandstof is dus "praktisch" voor als ze ooit naar Mars gaan en daar de brandstoftanks moeten vullen om terug te keren.

De landing op zich is uiteraard iets apart, en dat geldt eveneens voor Starship. Deze keer gaat de raket nog crashen, maar voor de toekomst zijn er andere plannen. "Starship landt op zijn buik, omdat hij heel breed is gemaakt en onderaan veel wind pakt. Dan heeft hij het meeste weerstand. Op het einde gaan ze hem recht kantelen, en landt hij proper op de grond", schetst Ilsen. 

In de toekomst willen ze de onderste rakettrap laten landen aan de lanceertoren, waarbij grote grijparmen de Starship vastnemen. "Musk wil niet enkel een grote raket bouwen, hij wil ook een goedkope raket bouwen én hij wil die binnen pakweg 30 minuten kunnen hergebruiken. Alles weer proper op zijn plaats, om weer vol te tanken en te vertrekken."