Проект Starship призван произвести революцию в истории космических путешествий. Ракетная система американской аэрокосмической компании SpaceX считается самой большой и мощной в истории человечества. Цели соответственно высоки: Starship должен, среди прочего, стать ключом к колонизации Марса.
Главные факты о космическом корабле SpaceX:
- Starship - самая большая и мощная ракета в истории космоса;
- Starship предназначена для многоразового использования, что значительно снижает стоимость космических миссий и коммерческих космических полётов;
- в дополнение к будущим лунным миссиям Starship также должна позволять путешествовать на Марс;
- первый запуск Starship состоялся 20 апреля 2023 года и завершился взрывом примерно через четыре минуты.
Космический корабль SpaceX
Вместе со Starship SpaceX работает над полностью многоразовой системой-носителем для перевозки полезных грузов и людей-пассажиров на околоземную орбиту, а также на Луну и Марс.
Имея общую высоту 120 метров и диаметр девять метров, Starship заменяет Saturn V (111 метров) НАСА в качестве самой большой ракеты, запущенной на сегодняшний день. Система оказалась чрезвычайно надёжной за последние десятилетия во время миссий «Аполлон». Даже ракета НАСА SLS высотой 98 метров, которая была запущена в ноябре 2022 года и долгое время считалась совершенством производительности, не может угнаться за Starship.
Система, которая на самом раннем этапе планирования называлась «BFR», состоит в общей сложности из двух ступеней: сверхтяжёлой ракеты-носителя и космического корабля, и называется Starship. В дополнение к огромным размерам, именно двигатели Super Heavy 33 Raptor V2 делают ракету SpaceX такой совершенной: они были специально разработаны для проекта Starship и не могут быть превзойдены с точки зрения производительности.
Двигатели Raptor
Система двигателя основана на так называемом полнопоточном поэтапном сгорании (FFSC), двухступенчатом процессе сгорания, который, помимо большей эффективности потребления, также обеспечивает большую мощность. Корабли с такими двигателями питаются от смеси жидкого метана и кислорода, также известной как металокс. И принцип FFSC, и топливо уникальны для космических полётов.
Необходимые топливные ингредиенты можно найти и на других планетах, например,
на Марсе. В будущем баки для обратного полёта можно было бы заправить и на
Красной планете. SpaceX может экономить на размере необходимых топливных баков, не в последнюю очередь из-за хорошей плотности металокса. Если у Starship закончится топливо в космосе, корабль также должен иметь возможность дозаправляться во время движения.
Инженеры SpaceX продолжают дорабатывать Raptors. Компания ожидает, что в будущем Starship сможет запускаться в космос с меньшим количеством двигателей. Один только двигатель Raptor 2 создаёт около 230 тс тяги - на взлёте это означает не менее 16,5 млн фунтов тяги. Он превосходит по характеристикам двигатель Falcon 9 Merlin и SLS почти в два раза. В мае 2023 года Илон Маск сообщил об успешном испытании двигателя Raptor V3 - с 269 тс он на 18% мощнее своего предшественника V2.
Как приземляется Starship
Сверхтяжёлые ускорители играют ключевую роль во время посадки. Ракета SpaceX Falcon 9 благополучно приземлилась вертикально на землю после развёртывания.
В отличие от Falcon 9, Super Heavy приземляется не на собственной посадочной платформе или корабле, а должен быть «принят» на самой стартовой площадке. Два поворотных рычага предназначены для направления приближающегося ускорителя к окончательной посадке.
Фото: processer.media
Благодаря этой системе можно отказаться от посадочных опор, необходимых для Falcon 9, что, в свою очередь, снижает потерю массы. После успешной посадки и проверки ускорителя можно было заправить прямо в этом положении - и вывести следующий Starship на орбиту.
Манёвр приземления второй ступени Starship также примечателен: как и парашютист, космический корабль должен первоначально упасть горизонтально на землю. Это снижает скорость падения до тех пор, пока ускорители Raptor, наконец, не сработают и не используют блоки управления, чтобы вернуть корабль в вертикальное положение. Вместо изначально запланированного механизма «транспирационного охлаждения» поверхность космического корабля должны защищать специальные теплозащитные плиты.
Сколько стоит Starship
Ожидается, что разработка Starship будет стоить от двух до десяти миллиардов долларов США. Это широкий диапазон - в этом также признался Илон Маск CNN во время интервью в сентябре 2019 года. В то же время миллиардер уверен, что окончательные затраты на разработку будут минимальными. Он обосновал это решением использовать обычную нержавеющую сталь вместо углеродного волокна, как изначально планировалось при постройке Starship. Это не только удешевляет общую конструкцию, но и делает её более долговечной.
Самым большим преимуществом Starship является возможность его повторного использования, он будет многоразовым и, следовательно, экономически эффективным кораблём.
После успешной и полной эксплуатации ракетная система, скорее всего, приведёт космическую отрасль в движение и определит направление развития на десятилетия вперёд. Затраты на запуск и полёт могут быть снижены примерно до одного миллиарда долларов, что соответствует примерно десяти долларам за килограмм груза. Для сравнения, полёт одноразовой SLS НАСА оценивается в $4,1 млрд.
Starship взлетает и падает
20 апреля 2023 года Starship впервые взлетел и направился к околоземной орбите со скоростью до 2150 километров в час. Потом всё закончилось: на высоте 39 километров две ступени должны были разойтись, но вместо этого Starship начал вращаться вокруг своей оси. Затем наземная команда инициировала самоуничтожение ракеты путём дистанционного подрыва чуть менее чем через четыре минуты после старта.
Если бы разделение прошло успешно, космический корабль Starship сначала облетел бы Землю, а затем, через полтора часа, благополучно приземлился бы в океан у Гавайев. Но SpaceX не считает детонацию полным провалом, ведь испытательный полёт предоставил компании множество данных, которые могли стать решающими для следующей попытки старта. Кроме того, Starship достиг и пережил MaxQ в своём первом полёте и, таким образом, чрезвычайно критическую точку: как во времени, так и в пространстве аэродинамические нагрузки на летающий объект достигают своего максимума.
Ремонт и необходимые улучшения рампы, а также судебные иски некоторых групп по защите окружающей среды против Федерального авиационного управления США (FAA) могут отсрочить новую попытку взлёта на несколько месяцев. Власти инициировали собственные расследования после запуска и наложили запрет на запуск Starship до их завершения.
Будущие цели и миссии SpaceX
Илон Маск мечтает о Марсе и
колонизации планет Солнечной системы. Его видение привело к созданию SpaceX в 2002 году. Starship должен сделать мечту о межзвёздном космическом путешествии возможной. Однако до того, как ракетная система доставит людей на Марс и в далёкие галактики, Starship в первую очередь предназначен для использования в качестве транспортного средства для спутниковой технологии Starlink.
НАСА планирует сделать Starship неотъемлемой частью своих миссий Artemis 3 и 4. Чтобы иметь возможность безопасно доставлять астронавтов с космического корабля НАСА «Орион» на поверхность
Луны на лунной орбите, как и планировалось, две большие ракеты SpaceX должны быть преобразованы в космические корабли системы посадки человека (HLS). Миссии запланированы на 2025 и 2027 годы.
Фото: wedatips.com
Ещё неизвестно, будет ли НАСА продолжать полагаться на SpaceX. Космическое агентство определённо могло бы использовать Starship для других транспортных миссий - например, для снабжения МКС или возможной лунной станции грузами и припасами.
Однако для астрономии и космических исследований Starship, вероятно, является долгожданным транспортным средством: большая, прочная и мощная ракета предлагает много места и ещё больше возможностей для транспортировки будущих исследовательских инструментов в бескрайние просторы космоса. Космические зонды или исследовательские аппараты, такие как телескоп Джеймса Уэбба, можно было бы размещать по-другому из-за доступного пространства.