Найближчими днями має відбутися одна з найочікуваніших космічних подій цього року. Компанія SpaceX здійснить нове орбітальне випробування космічного корабля Starship. Але чому до цієї події прикута така велика увага? І чи дійсно Starship може зробити революцію в космонавтиці? Розбираймося.
Що таке Starship?
Starship — це назва повністю багаторазової транспортної системи, створеної компанією SpaceX. Вона складається з однойменного космічного корабля та прискорювача (першого ступеня) який має назву Super Heavy.
Які розміри Starship?
Starship є найбільшою в історії ракетою-носієм. Маса зв’язки Starship і Super Heavy у заправленому стані становить близько 5000 тонн, висота — 121 м. Ступінь Super Heavy (його довжина становить 71 м) оснащена 33 двигунами Raptor, що використовують метан як пальне та рідкий кисень як окислювач. Корабель Starship (його довжина становить 50 м) оснащений шістьма двигунами Raptor. У багаторазовій версії він зможе доставити 100–150 тонн вантажу на низьку навколоземну орбіту.
Для порівняння: висота легендарної Saturn V (її використовували для польотів американських астронавтів на Місяць) становила 110 м, маса — 2965 тонн. Ракета могла вивести на низьку навколоземну орбіту до 140 тонн вантажу.
При цьому важливо зазначити, що, найімовірніше, це ще не остаточна версія Starship. За словами Маска, у майбутньому надважка ракета може «підрости» на 10% – 20% у довжину.
Чим Starship відрізняється від Falcon 9, Falcon Heavy і Dragon?
Зважаючи на різноманіття техніки SpaceX, неспеціалісти можуть легко заплутатись у її найменуваннях. Тож продовжуємо розбиратися.
Falcon 9 — це ракета, що є основною «робочою конячкою» SpaceX. Вона має багаторазовий перший ступінь, який сідає на баржу в океані чи наземний майданчик. Ракета може вивести до 22 тонн вантажу на навколоземну орбіту.
Falcon Heavy — це, по суті, модифікована версія Falcon 9, до якої додано два додаткових ступені, що використовуються, як бічні прискорювачі. Вона може вивести на орбіту до 63 тонн вантажу.
Dragon — це капсульний космічний корабель, що існує у двох версіях. Cargo Dragon використовується для доставлення вантажів на МКС і їхнього повернення на Землю. Crew Dragon використовується для пілотованих польотів.
Також варто нагадати, що SpaceX розробляє Starship із 2012 року. За цей час система неодноразово змінювала як свій дизайн, так і назву, що створює додаткову плутанину. У різні роки вона називалася Mars Colonial Transporter, Interplanetary Transport System і BFR.
Для чого потрібен Starship?
Starship створюється як багатофункціональна система, призначена для виконання безлічі різних завдань. Одним із них є доставлення у космос великої кількості вантажів. Компанія SpaceX планує залучити вантажну модифікацію системи для виведення на орбіту наступного покоління супутників Starlink, що мають занадто великі габарити й масу для їхнього запуску на звичайних ракетах, на кшталт тієї ж Falcon 9.
Інше призначення Starship — використання його, як міжпланетної транспортної системи. Згідно з задумом SpaceX, він стане основою проєкту з освоєння та колонізації Марса. Ще одна модифікація корабля буде залучена для висадки американських астронавтів на південний полюс Місяця за програмою Artemis.
Нарешті, Starship можна буде використовувати для міжконтинентальних пасажирських рейсів на Землі. За оцінкою SpaceX, він зможе здійснити переліт за маршрутом Нью-Йорк — Шанхай всього за 39 хвилин.
У чому революційність Starship?
Starship стане першою в історії повністю багаторазовою космічною системою. І прискорювач, і сам космічний корабель будуть використовуватися повторно, що дасть змогу значно знизити пускові витрати. За словами Ілона Маска, протягом 2–3 років експлуатації вартість запуску зменшиться до суми менше ніж 10 млн доларів. Для порівняння: вартість пуску створеної NASA ракети SLS становить близько 4 млрд доларів. При цьому вона має меншу вантажопідйомність, ніж Starship.
Якщо SpaceX зуміє домогтися заявленої ціни пуску, це спричинить справжню революцію на космічному ринку. Не варто забувати, що Starship — це не просто велика ракета для виведення на орбіту вантажів. Корабель зможе здійснювати посадку на інші небесні тіла, а потім злітати з їхньої поверхні. Також його можна буде дозаправляти в космосі та використовувати як танкер.
Ще одна важлива особливість Starship — використання метану. Він вважається більш відповідним пальним для багаторазових ракет через свою дешевизну і те, що дає набагато менше сажі. Попри те, що Starship уже не виграє перегонів метанових ракет, його успішний політ стане важливою віхою в цій сфері.
Результати випробування Starship
Перший політ Starship відбувся 20 квітня 2023 року. Його метою було комплексне випробування компонентів системи та збір даних, які було неможливо отримати шляхом комп’ютерного моделювання.
Гігантській ракеті вдалося піднятися в небо. Але під час набору висоти у прискорювача Super Heavy відключилася низка двигунів Raptor. Це сталося через пожежу в руховому відсіку. У підсумку, ракета досягла позначки в 39 км, після чого остаточно втратила керування, почала неконтрольовано обертатися й потім зруйнувалася.
Надалі з’ясувалося, що під час запуску Starship стартовий майданчик зазнав значних пошкоджень. В його бетонній основі, в буквальному сенсі, утворився величезний кратер.
У наступні місяці інженери SpaceX активно працювали над усуненням наслідків запуску та поліпшенням Starship. Стартовий майданчик був відновлений і отримав систему водяного охолодження. А в конструкцію Starship було внесено безліч змін. Крім того, він отримав нову систему розділення ступенів.
Другий тест Starship відбувся 18 листопада 2023 року і пройшов набагато продуктивніше за перший. Цього разу прискорювач Super Heavy відпрацював усю ділянку польоту, після чого успішно відокремився від корабля. Щоправда, незабаром після цього він зруйнувався. Сам же Starship продовжив набір висоти. Але коли він був близький до того, щоб розвинути першу космічну швидкість і вийти на орбіту, корабель був підірваний системою аварійного переривання польоту.
Подальше розслідування показало, що Super Heavy зруйнувався через вибух двигуна, причиною якого стало засмічення фільтра в системі подачі рідкого кисню. Що ж стосується самого Starship, то причиною аварії стало скидання надлишку рідкого кисню, який використовувався для імітації корисного навантаження. Під час процедури стався витік у задній частині корабля, який призвів до загоряння та пожежі. Це й спричинило спрацювання системи переривання польоту.
Що очікувати від нового польоту Starship?
Новий політ Starship відбуватиметься за іншою програмою, ніж два перших випробування. У загальних рисах план польоту буде мати такий вигляд. Зв’язку з Super Heavy та прототипу Starship запустять із території полігону SpaceX недалеко від техаського селища Бока-Чіка. Після розділення прискорювач виконає частковий маневр повернення та приводниться в Мексиканській затоці.
Що стосується прототипу Starship, то він зробить частковий оберт навколо Землі. Через 65 хвилин після зльоту корабель увійде в земну атмосферу, після чого приводниться в Індійському океані. Його порятунок не передбачено.
За час, поки корабель перебуватиме в космосі, інженери сподіваються провести низку тестів обладнання та технологій, критично важливих для майбутнього корабля. Одним із них стане запуск двигунів Raptor у вакуумі, чого SpaceX ще не робила. Іншим важливим випробуванням стане відкриття та закриття дверей відсіку корисного навантаження, який у майбутньому буде використовуватися для виведення супутників Starlink.
І, нарешті, під час польоту буде проведено тест на перекачування палива між баками Starship. Він стане першим кроком на шляху до майбутніх польотів, під час яких Starship-«танкер» передаватиме метанове і кисневе паливо іншому Starship на орбіті. Це буде потрібно для місії Artemis III, під час якої Starship висадить двох астронавтів на південний полюс Місяця.
Це більш амбітна випробувальна програма, ніж під час попередніх польотів Starship. Разом з тим, минулого разу SpaceX вже була дуже близька до того, щоб досягти орбіти. Тож є всі підстави вважати, що третій політ стане вдалим для компанії.
Також варто відзначити помітне скорочення часу між польотами Starship. Тоді як між першим і другим тестом минуло сім місяців, інтервал між другим і третім польотом становив уже чотири місяці. Надалі SpaceX має намір ще більше скоротити його.
Втім, у цьому немає нічого дивного. Для того, щоб зробити космічну революцію, Starship недостатньо просто успішно злітати в космос — це потрібно робити регулярно. І прийдешнє випробування може закласти вельми важливу цеглинку у фундамент майбутнього системи.
Тільки найцікавіші новини та факти в нашому Telegram-каналі!
Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine
