TL;DR: Pro sestavu třídy Starship (~5 000 t při startu) může „pomoc při vzletu“, která brzy přidá jen 80–150 m/s, přinést +5–13 % užitečného nákladu do LEO v závislosti na lokalitě. Přesunutím stejného zařízení do téměř rovníkových afrických vysočin a kombinací s nejlepším pružinovým řešením přidáte do LEO ~20 t a ušetříte desítky tun pohonných hmot v GEO misích díky vyhnutí se změně roviny. Každý kousek je důležitý—a velmi.

0) Předpoklady (pro reprodukovatelnost čísla)

• Hmotnost vozidla při startu: 5 000 000 kg (třída Starship + Super Heavy).
• Model výkonu stupňů (přibližný, ale konzistentní):
  • První stupeň (boostér): Isp ≈ 330 s, pohonné látky ≈ 3 300 t, „suchá“ hmotnost ≈ 200 t.
  • Druhý stupeň (loď): Isp ≈ 375 s, pohonné látky ≈ 1 200 t, „suchá“ hmotnost ≈ 150 t.
• Δv rozpočet z rampy do LEO (včetně ztrát gravitace/odporu): ~9,4 km/s.
• Rotace Země: příspěvek rychlosti na rovníku vs. Starbase (~26° severní šířky) ≈ +47 m/s.
• Výhoda změny roviny oběhu GEO na rovníku (v apogeu, kombinovaný manévr): ≈ 305 m/s ušetřeno ve srovnání s 26° severní šířky.
• Výhoda nadmořské výšky (řidší vzduch, menší odpor) jako časný ekvivalent Δv: ~10–20 m/s (v příkladech používáme 20 m/s).

1) Tři scénáře

Proč ne prostě ocelová pružina velikosti stadionu? Protože hustota elastické energie oceli je nízká. Nejlepší praktické "pružiny" jsou moduly: elektromagnetické sekce, hydraulika, setrvačníky/SMES a kompozitní lanka s velkou deformací—nabíjené pomalu, vybíjené rychle, síla formována řízením.

2) Δv bilance (co dostaneme "zdarma"?)

• Maglev zvedání: ~+80 m/s brzy.
• Velká pružina: ~+150 m/s brzy (světová úroveň inženýrství a zadržení).
• Příplatek rovníku vs. Starbase (~26°N): +47 m/s (rotace).
• Vysočiny: ~+10–20 m/s ekvivalent Δv díky řidšímu vzduchu/poklesu tlaku v těch "nejšpinavějších" sekundách.
• GEO z rovníku: ušetří se ~305 m/s v apogeu vyhýbáním se změně roviny o 26°.

3) Kolik užitečného zatížení to "koupí"? (LEO/ŽŽO)

Použitím výše popsaného sekvenčního dvoustupňového modelu dostaneme toto. Čísla jsou orientační; důležitý je vzorec.

Čtěte takto: stejná raketa, s malým časným impulzem a lepším stanovištěm, „nabije“ dvouciferný počet tun do LEO. To je opak „malého množství“.

4) Kontroly „zdravého rozumu“ návrhu (dráha, síla, energie)

• Dráha (v²/2a):
  • 80 m/s při +1 g → ~320 m.
  • 150 m/s při +2 g → ~563 m; při +3 g → ~375 m.
• Průměrná síla (M·Δv / t):
  • 80 m/s za 4 s → ~100 MN.
  • 150 m/s za 4 s → ~188 MN.
• Energie (½ M v²):
  • 80 m/s → 16 GJ (~4,4 MWh).
  • 150 m/s → 56 GJ (~15,6 MWh).

  Síťová energie je jednoduchá; těžké je mít sílu na několik sekund. Proto existuje „balíček pružin“: nabíjíme pomalu, uvolňujeme rychle, vytváříme sílu.

5) GEO — tam, kde rovník ohromuje

Ze ~26°N (Starbase) pro let do GEO je nutné "odstranit" ~26° odklon. Pokud změnu roviny děláte chytře v apogeu a spojíte ji s okružním manévrem, dodatečná cena je ~305 m/s ve srovnání se startem z rovníku.

Co znamená 305 m/s v pohonných hmotách? Pro druhý stupeň s Isp ≈ 375 s:

• Každých 200 t po manévru (suchý + náklad) apogeální manévr u rovníku vyžaduje ~99 t pohonných hmot, a totéž ze Starbase — ~125 t. To je ~26 t úspora—v apogeu, pro každou misi.
• Lineární škálování: 400 t → ~52 t ušetřeno; 800 t → ~103 t ušetřeno.

Spojte to s 150 m/s pružinovým odporem na začátku vzletu a vysočinovým startovacím místem — a během celé mise přidáte stovky m/s "uvolnění rozpočtu". V architektuře doplňování to znamená méně tankovacích letů nebo větší náklad do GEO.

6) Kontrola reality materiálů (proč "velká" ještě není magie)

• Dnešní praktické "balíčky pružin" (ocel/titan + kompozity + EM motory): očekávaná efektivní hustota elastické energie ~1–10+ kJ/kg. To stačí pro pomoc, ale ne pro "vystřelení na orbitu".
• Laboratorní "snové" varianty (BMG, velké deformace CFRP, někdy CNT/grafen v hmotě) mohou prakticky dosáhnout ~10–30+ kJ/kg. To umožňuje ~150 m/s třídu asistence v měřítku megastruktury. Přesto práci vykonávají motory.

7) Bezpečnost, řízení a "nezlomte raketu"

• Spousta malých modulů > jedna obrovská pružina: nadbytečná spolehlivost a čisté přerušení.
• S kmitáním (jerk) omezené S křivky: rovnoměrný nárůst/udržení/snížení síly; motory společně škrtí, aby celkové g zůstalo v normě.
• Zadržování/duchové brzdy: veškerá nevyužitá energie končí v brzdách, ne v "odrazovém boostbacku".

8) Podstata

• Maglev zvedání (~80 m/s): už stojí za ~+5 % užitečného zatížení LEO Starbase, a u rovníku ještě více.
• Velká pružina (~150 m/s): s inženýrstvím světové úrovně se dostanete do rozsahu ~+9–13 % užitečného zatížení LEO v závislosti na místě.
• Vysočiny rovníkové Afriky + pružina: přibližně +20 t do LEO pro stejnou raketu a ~25–100+ t úspora pohonných hmot v GEO apogeu (záleží na misi). To je "každý kousek se počítá" — zjevně.
• Motory stále vykonávají práci: pružina nemění tah; vymaže ty nejhorší první sekundy a "platí" za to nákladem.

Nulová fáze může být baterie. Nabíjejte ji pomalu. Uvolňujte ji opatrně. S lepším startovacím místem a lepší šířkou neměníte fyziku — necháváte fyziku změnit váš užitečný náklad.