В ближайшие дни должно состояться одно из самых ожидаемых космических событий этого года. Компания SpaceX осуществит новое орбитальное испытание космического корабля Starship. Но почему к этому событию приковано такое большое внимание? И действительно ли Starship может произвести революцию в космонавтике? Давайте разбираться.
Что такое Starship?
Starship — это название полностью многоразовой транспортной системы, созданной компанией SpaceX. Она состоит из одноименного космического корабля и ускорителя (первой ступени) под названием Super Heavy.
Каковы размеры Starship?
Starship является крупнейшей в истории ракетой-носителем. Масса связки Starship и Super Heavy в заправленном состоянии составляет около 5000 тонн, высота — 121 м. Ступень Super Heavy (ее длина составляет 71 м) оснащена 33 двигателями Raptor, использующими метан в качестве горючего и жидкий кислород в качестве окислителя. Корабль Starship (его длина составляет 50 м) оснащен шестью двигателями Raptor. В многоразовой версии он сможет доставить 100–150 тонн груза на низкую околоземную орбиту.
Для сравнения: высота легендарной Saturn V (она использовалась для полетов американских астронавтов на Луну) составляла 110 м, масса — 2965 тонн. Ракета могла вывести на низкую околоземную орбиту до 140 тонн груза.
При этом важно отметить, что скорее всего это еще не окончательная версия Starship. По словам Маска, в будущем сверхтяжелая ракета может «подрасти» на 10% – 20% в длину.
Чем Starship отличается от Falcon 9, Falcon Heavy и Dragon?
Ввиду многообразия техники SpaceX неспециалисты могут легко запутаться в ее наименованиях. Поэтому давайте разбираться.
Falcon 9 — это ракета, являющаяся основной «рабочей лошадкой» SpaceX. Она обладает многоразовой первой ступенью, которая садится на баржу в океане или на наземную площадку. Ракета может вывести до 22 тонн груза на околоземную орбиту.
Falcon Heavy — это, по сути, модифицированная версия Falcon 9, к которой добавлены две дополнительные ступени, используемые в качестве боковых ускорителей. Она может вывести на орбиту до 63 тонн груза.
Dragon — это капсульный космический корабль. Он существует в двух версиях. Cargo Dragon используется для доставки грузов на МКС и их возвращения на Землю. Crew Dragon используется для пилотируемых полетов.
Также стоит напомнить, что SpaceX разрабатывает Starship с 2012 года. За это время система неоднократно меняла как свой дизайн, так и название, что создает дополнительную путаницу. В разные годы она называлась Mars Colonial Transporter, Interplanetary Transport System и BFR.
Для чего нужен Starship?
Starship создается как многофункциональная система, предназначенная для выполнения множества различных задач. Одной из них является доставка большого количества грузов в космос. Компания SpaceX планирует задействовать грузовую модификацию Starship для вывода на орбиту следующего поколения спутников Starlink, которые имеют слишком большие габариты и массу для их запуска на обычных ракетах вроде той же Falcon 9.
Другое предназначение Starship — использование в качестве межпланетной транспортной системы. По задумке SpaceX, он станет краеугольным камнем проекта по освоению и колонизации Марса. Еще одна модификация корабля будет задействована для высадки американских астронавтов на южный полюс Луны по программе Artemis.
Наконец, Starship можно будет использовать для межконтинентальных пассажирских рейсов на Земле. По оценке SpaceX, он сможет осуществить перелет по маршруту Нью-Йорк — Шанхай всего за 39 минут.
В чем революционность Starship?
Starship станет первой в истории полностью многоразовой космической системой. И ускоритель, и сам космический корабль будут использоваться повторно, что позволит значительно снизить пусковые расходы. По словам Илона Маска, в течение 2–3 лет эксплуатации стоимость запуска снизится до суммы менее 10 млн долларов. Для сравнения: стоимость пуска созданной NASA ракеты SLS составляет порядка 4 млрд долларов. При этом она обладает меньшей грузоподъемностью, нежели Starship.
Если SpaceX сумеет добиться заявленной цены пуска, это произведет настоящую революцию на космическом рынке. Не стоит забывать, что Starship — это не просто большая ракета для вывода на орбиту грузов. Корабль может совершать посадку на другие небесные тела, а затем взлетать с их поверхности. Также его можно будет дозаправлять в космосе и использовать в качестве танкера.
Еще одна важная особенность Starship — использование метана. Он считается более подходящим горючим для многоразовых ракет по причине своей дешевизны и того, что дает намного меньше сажи. Несмотря на то, что Starship уже не выиграет гонку метановых ракет, его успешный полет станет важной вехой в этой сфере.
Результаты испытания Starship
Первый полет Starship состоялся 20 апреля 2023 года. Его целью являлось комплексное испытание компонентов системы и сбор данных, которые было невозможно получить путем компьютерного моделирования.
Гигантской ракете удалось подняться в небо. Но во время набора высоты у ускорителя Super Heavy отключился ряд двигателей Raptor. Это произошло из-за пожара в двигательном отсеке. В итоге, ракета достигла отметки в 39 км, после чего окончательно потеряла управление, начала неконтролируемо вращаться и затем разрушилась.
В дальнейшем выяснилось, что во время запуска Starship стартовая площадка получила значительные повреждения. В ее бетонном основании, в буквальном смысле, образовался огромный кратер.
В последующие месяцы инженеры SpaceX активно работали над устранением последствий запуска и улучшением Starship. Стартовая площадка была восстановлена и получила систему водяного охлаждения. А в конструкцию Starship были внесены множество изменений. Кроме того, он получил новую систему разделения ступеней.
Второй тест Starship состоялся 18 ноября 2023 года и прошел намного продуктивнее первого. В этот раз ускоритель Super Heavy отработал весь участок полета, после чего успешно отделился от корабля. Правда, вскоре после этого он разрушился. Сам же Starship продолжил набор высоты. Но когда он был близок к тому, чтобы развить первую космическую скорость и выйти на орбиту, корабль был подорван системой аварийного прерывания полета.
Последующее расследование показало, что Super Heavy разрушился из-за взрыва двигателя, причиной которого стало засорение фильтра в системе подачи жидкого кислорода. Что же касается самого Starship, то причиной аварии стал сброс излишка жидкого кислорода, который использовался для имитации полезной нагрузки. Во время процедуры произошла утечка в задней части корабля, которая привела к возгоранию и пожару. Это и вызвало срабатывание системы прерывания полета.
Что ожидать от нового полета Starship?
Новый полет Starship будет проходить по иной программе, нежели два первых испытания. В общих чертах план полета выглядит следующим образом. Связка из Super Heavy и прототипа Starship будет запущена с территории полигона SpaceX недалеко от техасской деревни Бока-Чика. После разделения ускоритель выполнит частичный маневр возврата и приводнится в Мексиканском заливе.
Что касается прототипа Starship, то он совершит частичный виток вокруг Земли. Через 65 минут после взлета, корабль войдет в земную атмосферу, после чего приводнится в Индийском океане. Его спасение не предусмотрено.
За время, пока корабль будет находиться в космосе, инженеры надеются провести ряд тестов оборудования и технологий, критически важных для будущего корабля. Одним из них станет запуск двигателей Raptor в вакууме, чего SpaceX еще не делала. Другим важным испытанием станет открытие и закрытие двери отсека полезной нагрузки, который в будущем будет использоваться для вывода спутников Starlink.
И, наконец, в ходе полета будет проведен тест на перекачку топлива между баками Starship. Он станет первым шагом на пути к будущим полетам, в ходе которых Starship-«танкер» будет передавать метановое и кислородное топливо другому Starship на орбите. Это потребуется для миссии Artemis III, в ходе которой Starship высадит двух астронавтов на южный полюс Луны.
Это более амбициозная испытательная программа, чем во время предыдущих полетов Starship. В то же время, в прошлый раз SpaceX уже была очень близка к тому, чтобы достичь орбиты. Так что есть все основания полагать, что третий полет станет удачным для компании.
Также стоит отметить заметное сокращение времени между полетами Starship. В то время как между первым и вторым тестом прошло семь месяцев, интервал между вторым и третьим полетом составил уже четыре месяца. В дальнейшем SpaceX намеревается еще больше сократить его.
Впрочем, в этом нет ничего удивительного. Для того чтобы произвести космическую революцию, Starship недостаточно просто успешно слетать в космос — это нужно делать регулярно. И грядущее испытание может заложить весьма важный кирпичик в фундамент будущего системы.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
