7 марта 2025 года компания SpaceX осуществила восьмой тестовый запуск Starship, завершившийся неудачей. Примерно через восемь минут полета корабль потерял управляемость, связь оборвалась, и аппарат распался на высоте около 145 км над Карибским морем. Это уже вторая подряд авария: в январе (Flight 7) Starship также разрушился из-за похожей проблемы с секцией двигателя. Мы собрали официальную и инсайдерскую информацию, а также провели технический анализ возможных причин катастрофы.
Официальные данные и итоги предварительных расследований
Сразу после аварии SpaceX подтвердила, что Starship потерпел разрушение в полете, и компания совместно с регуляторами начала расследование инцидента. Детальной информации о причинах аварии Flight 8 на момент происшествия публично не сообщили — в SpaceX лишь отметили, что инженеры анализируют телеметрию, чтобы определить первопричину, подчеркнув: «Успех приходит через уроки, которые мы получаем». Такой формулировкой компания фактически признала RUD (от Rapid Unscheduled Disassembly) корабля и необходимость технических доработок перед следующими пусками.
Известно, что седьмой тестовый полет Starship (16 января 2025 года) завершился аналогичной неудачей: верхняя ступень тогда тоже распалась примерно на 8 минуте после старта. Расследование SpaceX установило причину той аварии. Согласно официальному отчету, в полете возникла гармоническая резонансная нагрузка на силовые элементы системы двигателя, значительно больше ожидаемой на основе наземных испытаний. Эти нештатные гармонические колебания привели к повреждениям в магистралях подачи топлива, в частности к утечкам метана, которые вызвали пожары в отсеке двигателя Starship. Пламя в незапрессованном «аттике»* между топливными баками и тепловым экраном вывело из строя большинство систем: почти все двигатели аварийно выключились, кроме одного, после чего корабль потерял управление, и через несколько секунд связь с ним была потеряна. Автономная система завершения полета, по протоколу, взорвала неисправный аппарат, чтобы предотвратить падение неуправляемых обломков.
*Аттик — в контексте авиационной или ракетной техники означает не запрессованный отсек или полость. Это пространство, которое используется для размещения трубопроводов, электропроводки или других вспомогательных систем. Обычно такие зоны могут накапливать горячие газы или способствовать распространению пламени в случае пожара, что может приводить к выходу из строя важных систем.
SpaceX ввела ряд изменений (о которых мы подробнее рассказывали в статье Как инженеры подготовили Starship к новому полету и почему взрывы ведут к прогрессу) перед следующим запуском: провела 60-секундное испытание двигателей на стенде, внесла аппаратные изменения в топливопроводы вакуумных двигателей, скорректировала режимы охлаждения топлива и ограничила максимальный уровень тяги.
Дополнительно была модернизирована система вентиляции «аттика»: установлены дополнительные выпускные клапаны и азотная продувка для инертного гашения возможных утечек.
Причины крушения Starship Flight 8
Несмотря на принятые меры, Flight 8 повторил судьбу предшественника. В прямой трансляции было заметно, как во время схода количество исправных двигателей Starship сократилось — это указывает на аварийное отключение части Raptors преждевременно. На форумах и в профильных сообществах сразу выдвинули гипотезу, что причины могут быть те же, что и в январском полете. Впоследствии эта версия нашла подтверждение в инсайдерской информации. В сети появилось детальное описание со ссылкой на источник, близкий к расследованию (ранее этот инсайдер уже публиковал фото поврежденного двигательного отсека Starship S34 после взрыва).
Приведенные им данные во многом согласуются с официальными выводами по Flight 7 и позволяют глубже понять техническую сторону проблемы.
Согласно этой неофициальной утечке, телеметрия Flight 8 засвидетельствовала повторение «эффекта S33» — то есть той же аномалии, что произошла с кораблем серийный №33 во время Flight 7. Основным фактором снова стали гармонические колебания в системе подачи метана. Считается, что проблемным звеном является нововведение версии Starship V2 — вакуумно-изолированные топливные магистрали к вакуумным двигателям Raptor (RVac). Это двойные трубы с термоизоляцией, проложенные сквозь бак окислителя для питания трех вакуумных двигателей на верхней ступени. В модификации V2 был увеличен общий запас топлива ~на 25%, изменилась схема разводки трубопроводов, появились дополнительные магистрали и стыки. В результате конструкция стала менее жесткой, и во время полета в ней проявился резонанс, ранее не зафиксированный на испытаниях. Судя по всему, штатные выпускные клапаны и азотная система пожаротушения не успели отвести и разбавить горючие газы — объем утечки превысил их возможности, так же, как это произошло во время предыдущей аварии.
На этот раз последствия резонанса проявились еще более детально. Если на Flight 7 одна из шести силовых установок Starship еще работала до конца полета, то во время Flight 8, вероятно, произошло более раннее критическое повреждение. Колебания топливных магистралей вызвали их разрыв в нижней части (возле двигателей RVac). Особенно опасным стал момент, когда основной бак жидкого кислорода почти опустел: пока бак был полон, столб жидкости приглушал вибрации, но по мере выгорания топлива трубопроводы остались без «демпфера» и амплитуда колебаний резко возросла. В результате сразу несколько магистралей метанового топлива разгерметизировались. Метан под высоким давлением хлынул в межбаковый отсек, приведя к стремительному пожарному возгоранию. Вероятно, взрывной волной в тот момент разорвало турбонасосный агрегат (ТНА) одного из вакуумных Raptor и повредило соседний центральный двигатель. Повреждение системы регенеративного охлаждения сопел (которая отводит тепло через циркуляцию топлива в стенках камеры) стало «роковым ударом» по двигателям — почти мгновенно они все потеряли тягу и погасли. Корабль остался без активной стабилизации и начал неконтролируемое вращение, которое четко зафиксировано на видео телеметрии. Далее, как и предусмотрено протоколом, система аварийного подрыва ликвидировала аппарат на большой высоте.
Хотя эти подробности еще не подтверждены официально, вероятность такого сценария высока. Важно, что озвученные факторы совпадают с ранее выявленными проблемами на предыдущем запуске. К тому же альтернативных гипотез пока немного. Первые анализы телеметрии не выявили, чтобы к аварии привели, скажем, неполадки конкретного двигателя или ошибки систем управления — наоборот, сбой был одновременным для нескольких двигателей и вызван внешним по отношению к ним фактором. Также можно отбросить версию о влиянии пламени первой ступени на вторую во время маневра разворота: при выполнении горячего отделения ступеней струя Super Heavy теоретически могла повредить обшивку или оборудование корабля, но в этом случае признаки такого ущерба не обнаружены. Зато режим горячего отделения мог косвенно осложнить положение — он создает дополнительную динамическую нагрузку на хвостовой отсек, которая, возможно, усиливает колебания трубопроводов. В любом случае, главной версией пока остается именно резонансная вибрация конструкции корабля версии V2, вызвавшая каскадные отказы.
Технический аспект и сходство с «пого-колебаниями»
В ракетной технике известны случаи «пого-колебаний», когда колебания давления топлива входят в резонанс с механическими вибрациями корпуса. Такие явления встречались в Saturn V и советской сверхтяжелой ракете N1, приводя к авариям. В Starship эти колебания усиливаются из-за:
- Архитектуры V2, где топливные магистрали к вакуумным Raptor вынесены дальше от центра и имеют сложную изоляцию.
- Горячее отделение (hot staging), которое увеличивает динамическую нагрузку на стыке ступеней.
- Два типа двигателей в верхней ступени (атмосферные и вакуумные) с разными схемами подачи.
По сравнению с массивной первой ступенью Super Heavy, конструкция второй более легкая и менее жесткая, что повышает риск непредвиденных резонансов.
Почему авария Starship произошла снова?
Перед Flight 8 SpaceX модернизировала отдельные узлы: изменила разводку труб и улучшила систему пожаротушения в корме. Но короткое время между двумя полетами, вероятно, не позволило должным образом протестировать сложные нововведения. На наземных стендах колебания могли быть не такими сильными, как в реальном полете при снижении давления в баках.
Из-за короткого промежутка между пусками инженеры не успели провести полноценную серию длительных прожигов для имитации новых режимов, а сборка Starship S34 подгонялась по срокам. В результате во время Flight 8 «старый» резонанс возник снова, при этом пожар вспыхнул в еще больших масштабах из-за разрыва дополнительных магистралей.
Потенциальный «фундаментальный» просчет
Некоторые специалисты предполагают, что проблема не локальная, а заложена в самой идее разводки топливных систем Starship V2. Конструкция имеет следующие уязвимые аспекты:
- Трубопроводы проходят сквозь бак LOX, обеспечивая экономию пространства, но затрудняя демпфирование.
- Вакуумная изоляция создает условия для накопления резонансных волн.
- Темп испытаний не позволяет полностью проверить модификации.
Если эта гипотеза подтвердится, SpaceX придется радикально изменить компоновку секции двигателя, чтобы избежать повторения аварий.
Вероятные последствия и взгляд в будущее
- Приостановление запусков Starship. Команда SpaceX, скорее всего, возьмет паузу, чтобы завершить комплексные наземные тесты.
- Переработка конструкции. S35 и S36, которые находятся на разных стадиях готовности, вероятно, будут серьезно доработаны или же вообще разобраны.
- Задержки других программ. В частности, высадка на Луну по программе NASA Artemis может подвинуться, если Starship не продемонстрирует надежных запусков.
- Фокус на выявлении резонанса. Возможно, SpaceX внедрит методы активного демпфирования, изменение длины трубопроводов или даже пересмотр горячего отделения.
У SpaceX есть колоссальный опыт быстрого обновления дизайна на базе выводов из неудачных пусков. Компания считает потери тестовых образцов приемлемой ценой за ускоренную разработку. Поэтому многих экспертов не удивляет, что два старта подряд выявили слабые места в конструкции. Похожие уроки в свое время помогли SpaceX сделать Falcon 9 одним из самых надежных носителей. Теперь аналогичный подход применяется для Starship.
Авария Flight 8 показала, что попытки быстро устранить недостатки после январской катастрофы не принесли желаемого результата. Главной проблемой остается резонансная вибрация в топливной системе второй ступени, которая ведет к каскадным разрушениям. Несмотря на масштаб этой неисправности, она не является безвыходной — в истории космонавтики уже случались подобные ситуации, когда ракету приходилось существенно перепроектировать.
SpaceX продолжит совершенствовать Starship, поскольку это ключевая часть амбициозной программы полетов на Луну и Марс. Вероятно, придется выделить больше времени на исследовательские испытания, а также внести радикальные изменения в конфигурацию двигательного отсека. В конце концов, каждая авария дает бесценный опыт, который позволяет создать более совершенную систему. Поэтому, хотя сейчас программа Starship испытывает ощутимые задержки, ее долгосрочная цель — сделать космические полеты массовыми и многократными — сохраняется. И в случае успешного устранения проблемы мы сможем стать свидетелями прорывных достижений в ракетостроении.
