اسپیس‌اکس استارشیپ را مونتاژ کرد و تمرین سوخت‌گیری را پیش از نخستین تلاش برای پرواز مداری به پایان رساند

در جریان سیزدهمین پرواز آزمایشی، پرتابگر استارشیپ اسپیس‌اکس یک مسیر زیرمداریِ ذاتاً ایمن را طی کرد که هدف آن بهینه‌سازی گردآوری داده‌ها بود، در حالی که اطمینان حاصل می‌شد پرتابگر بدون نیاز به روشن کردن موتورها برای خروج از مدار، به‌طور طبیعی وارد جو می‌شود. پرواز ۱۴ که اکنون در تأسیسات استاربیس این شرکت در بوکا چیکا، تگزاس مونتاژ شده است، از یک جنبه‌ی ساختاری با این رویه تفاوت دارد: این پرواز برای ورود به یک مسیر مداری پایدار طراحی شده است. این مأموریت نشان‌دهنده‌ی گذار از آزمایش‌های صرفاً توسعه‌ای به سوی استقرار عملیاتی محموله و پروازهای فضایی مستمر است. این شرکت هوافضا با متعهد شدن به یک تزریق مداری کامل، در حال آزمایش دوام حرارتی و مکانیکی این سیستم ۱۲۴ متری در بازه‌ی زمانی بسیار طولانی‌تری نسبت به پرش‌های زیرمداری یک‌ساعته‌ی پیشین است.[1][2][3][4][5]

یکپارچه‌سازی فیزیکی این پرتابگر در اواخر سه‌شنبه شب، ۲۲ سپتامبر آغاز شد؛ زمانی که مرحله‌ی فوقانی، موسوم به شیپ ۴۱، از سایت تولید به سکوی پرتاب ۲ منتقل گردید. در حدود ساعت ۷:۴۵ عصر به وقت محلی، این فضاپیمای ۵۲ متری در موقعیت خود قرار گرفت. در طول فرایندی که نزدیک به ۵.۵ ساعت به طول انجامید، بازوهای مکانیکی برج پرتاب — که به آن‌ها چاپ‌استیک می‌گویند — شیپ ۴۱ را بلند کرده و با دقت روی بوستر سوپر هوی موسوم به بوستر ۲۱ قرار دادند. این عملیات مونتاژ، فرایند سرهم‌بندی قدرتمندترین سیستم پرتاب جهان را تکمیل کرد.[1][2][3]

با یکپارچه‌سازی کامل پرتابگر، مهندسان اسپیس‌اکس در روز پنج‌شنبه، ۲۴ سپتامبر، یک تمرین سوخت‌گیری کامل را به اجرا گذاشتند. این آزمایش زمینیِ حیاتی شامل پر کردن مخازن پرتابگر با میلیون‌ها پوند پیشرانه‌ی فوق‌سرد اکسیژن مایع و متان مایع است. این رویه، مخازن فولاد ضدزنگ و سیستم‌های لوله‌کشی را در معرض تنش‌های حرارتی شدید ناشی از سوخت‌گیری برودتی قرار می‌دهد و هم‌زمان به تیم پرتاب اجازه می‌دهد تا نرم‌افزار شمارش معکوس، تجهیزات پشتیبانی زمینی و عملکرد شیرها را در شرایطی مشابه پرواز، بدون روشن کردن واقعی موتورها، اعتبارسنجی کنند. اسپیس‌اکس در بیانیه‌ای عمومی با تشریح عملیات‌های سکوی پرتاب اعلام کرد: «آزمایش‌های فرصت‌طلبانه‌ی سیستم یکپارچه پیش از پرتاب پرواز ۱۴ برنامه‌ریزی شده است؛ پرتابی که در صورت دریافت تأییدیه‌های نظارتی، برای روز دوشنبه، ۲۸ سپتامبر در دستور کار قرار دارد.»[2][3]

اگر پرتاب طبق برنامه پیش برود، پرواز ۱۴ به‌عنوان نخستین مأموریت استقرار عملیاتی برای معماری استارشیپ عمل خواهد کرد. محفظه‌ی بار شیپ ۴۱ حاوی ۲۶ ماهواره‌ی نسل جدید استارلینک نسخه‌ی ۳ است. این واحدها به‌طور قابل‌توجهی بزرگ‌تر و توانمندتر از ماهواره‌هایی هستند که در حال حاضر توسط ناوگان فالکون ۹ این شرکت پرتاب می‌شوند و قرار است ستون فقرات یک منظومه‌ی عظیم و ارتقایافته‌ی پهن‌باند را تشکیل دهند. اگرچه پروازهای آزمایشی پیشین استارشیپ حامل دسته‌های کوچکی از سخت‌افزارهای استارلینک بودند، اما آن محموله‌ها در مسیرهای زیرمداری رها شده و به‌طور عمدی در جو سوختند. ماهواره‌های پرواز ۱۴ برای خدمات تجاری فعال در نظر گرفته شده‌اند.[1][2][4][5]

برای تحویل این محموله، شیپ ۴۱ ارتفاع مداریِ تقریبی ۱۷۱ مایل، معادل ۲۷۵ کیلومتر بالاتر از سطح زمین را هدف‌گذاری خواهد کرد. برخلاف فازهای کوتاه پرواز فضایی در آزمایش‌های پیشین، این پروفایل مأموریتی ایجاب می‌کند که مرحله‌ی فوقانی نزدیک به ۱۰ ساعت در مدار باقی بماند. در طول این فاز طولانیِ حرکت آزاد، پرتابگر تقریباً شش مدار کامل را به دور سیاره طی خواهد کرد. این مدت‌زمان، سیستم‌های تولید توان، مدیریت حرارتی و کنترل وضعیت فضاپیما را در خلأ فضا آزمایش می‌کند و تله‌متریِ ضروری برای مأموریت‌های طولانی‌مدت آینده را فراهم می‌آورد.[1][2][3][4][5]

فاز صعود به بوستر سوپر هوی متکی است که نیروی محرکه‌ی خود را از ۳۳ موتور رپتور تأمین می‌کند. پس از جداسازی مراحل که تقریباً دو دقیقه پس از پرتاب رخ می‌دهد، بوستر برنامه‌ریزی شده است تا یک مانور چرخش و یک احتراق بازگشتی را برای هدایت خود به سمت منطقه‌ی فرودِ تعیین‌شده اجرا کند. در جریان پرواز ۱۳، بوستر با استفاده از هر ۳۳ موتور این احتراق را با موفقیت آغاز کرد، اما تجمع یخ باعث مسدود شدن فیلترهای سه موتور مرکزی در فاز پایانی شد. این انسداد منجر به خاموش شدن زودهنگام مانور گردید و احتراق فرودِ پس از آن را مختل کرد؛ در نتیجه، تنها هشت موتور از ۱۳ موتور برنامه‌ریزی‌شده برای فرود، پیش از برخورد سخت با آب‌های خلیج مکزیک، دوباره روشن شدند.[3][5]

برای جلوگیری از تکرار این نقص، مهندسان اسپیس‌اکس ارتقاهای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری هدفمندی را روی بوستر ۲۱ اعمال کردند. اصلاحات اصلی شامل بازطراحی سیستم‌های فیلتراسیون برای جلوگیری از انسداد جریان پیشرانه به موتورهای رپتور توسط یخ، در کنار تنظیمات نرم‌افزاریِ طراحی‌شده برای افزایش قابلیت اطمینانِ توالیِ روشن‌شدنِ مجدد موتورها است. هدف اصلی بوستر در پرواز ۱۴، اعتبارسنجی این تغییرات از طریق اجرای بی‌نقص احتراق بازگشتی و فرود است که در نهایت به یک فرود نرم و کنترل‌شده در آب‌های خلیج آمریکا ختم می‌شود.[3][5]

پس از ۱۰ ساعت حرکت آزاد در مدار و استقرار محموله‌ی استارلینک، شیپ ۴۱ با آزمایش حیاتیِ خود روبه‌رو خواهد شد: خروج کنترل‌شده از مدار و ورود مجدد به جو. این فضاپیما در حالی که در خلأ فضا قرار دارد، یک موتور رپتور را روشن می‌کند تا سرعت مداری خود را کاهش داده و روند نزول به سمت جو را آغاز کند. این احتراقِ خروج از مدار یک قابلیت الزامی برای هر پرتابگر مداری است که تضمین می‌کند فضاپیما به‌جای تبدیل شدن به زباله‌ی فضایی سرگردان، می‌تواند به‌سلامت به زمین بازگردد. سپس این سفینه برای بقا در برابر گرمای شدیدِ ورود مجدد، به سیستم محافظت حرارتی و باله‌های آیرودینامیکی خود متکی خواهد بود تا پیش از انجام یک فرود کنترل‌شده در آب‌های اقیانوس آرام در سواحل شیلی، این مرحله را با موفقیت پشت سر بگذارد.[3][4][5]

اجرای برنامه‌ی پرتاب در تاریخ ۲۸ سپتامبر همچنان به مجوز اداره هوانوردی فدرال بستگی دارد. این نهاد نظارتی باید یک مجوز پرتاب اصلاح‌شده صادر کند که مسیر مداری جدید و پارامترهای استقرار محموله را تأیید نماید. در راستای آماده‌سازی برای پرتاب احتمالی، اداره هوانوردی فدرال بعدازظهر سه‌شنبه یک محدودیت پروازی موقت بر فراز حریم هوایی استاربیس وضع کرد. این محدودیت که حریم هوایی را تا ارتفاع ۱۰,۰۰۰ فوتی از سطح زمین ایمن می‌کند، از ۲۳ سپتامبر تا ۷ اکتبر فعال است و به اسپیس‌اکس یک پنجره‌ی دوهفته‌ای می‌دهد تا پس از صدور مجوز، پرواز خود را انجام دهد.[1][2]

نمایش موفقیت‌آمیز تزریق مداری و استقرار محموله، پیش‌شرطی برای تعهدات گسترده‌تر اسپیس‌اکس به دولت ایالات متحده است. ناسا با اسپیس‌اکس قرارداد بسته است تا نسخه‌ای از استارشیپ با قابلیت حمل انسان را به‌عنوان فرودگر ماه برای مأموریت آرتمیس ۳ که در حال حاضر برای اواخر دهه‌ی ۲۰۲۰ برنامه‌ریزی شده است، ارائه دهد. این معماریِ قمری ایجاب می‌کند که پرتابگرهای استارشیپ در مدار سفلی زمین به یکدیگر متصل شوند، پیشرانه‌های برودتی را منتقل کنند و این پیشرانه‌ها را با حداقل تبخیر نگه دارند. تسلط بر مکانیک پایه‌ی مداری در پرواز ۱۴، مانع فنی فوری و مهمی است که این شرکت باید پیش از آغاز آزمایشِ آن عملیات‌های پیشرفته‌ی فضایی، از میان بردارد.[2][4]