Ракета-носитель + США

Четыре взрыва и 120 м стального корпуса, поднятые в небо: прототипы будущей сверхтяжелой ракеты Starship продолжают испытания, несмотря ни на что. После серии завораживающих полетов и эпических взрывов Илон Маск подготовил новые испытания космического корабля Starship. Первый летный вариант конструкции, включающий сверхтяжелую ступень Super Heavy и прототип SN20, готов подняться до околоземной орбиты – и на этот раз не взорваться (возможно). Но главным результатом этого огненного шоу станет уникальная, многоразовая и универсальная система, которая изменит облик космонавтики XXI века.

Весовые категории

За десятилетия, прошедшие с момента запуска ракетой Р-7 первого искусственного спутника, инженеры придумали огромное количество разнообразных космических носителей. Самый простой и удобный способ их классификации – по массе; он хорош еще и тем, что тесно связан с возможностями и назначением ракеты. Легкие ракеты-носители (РН) могут вывести до 2–5 т (в зависимости от стандартов, принятых в той или иной стране) груза на низкую околоземную орбиту, до 2000 км, хотя большинство спутников остаются на высоте не более 1000 км. Средние РН способны доставить наверх до 20 т или запустить аппарат поменьше, но на более высокие орбиты. Например, на геопереходную, с которой спутник уже самостоятельно поднимется на геостационарную – самую востребованную орбиту для аппаратов связи, радио- и телевещания. «Союз-2», стартуя с космодрома Куру, в силах отправить примерно 8 т на низкую орбиту или около 3 т – на геопереходную. Тяжелые ракеты поднимают на низкую орбиту до 50т, могут довезти спутник до геопереходной и даже геостационарной орбиты, отослать его к Луне, Марсу и еще более далеким областям Солнечной системы. Идеального веса – и класса РН – нет.

С одной стороны, чем больше ракета, тем дороже ее произвести и запустить. С другой, некоторые задачи требуют тяжелых аппаратов, которые не помещаются на легкие ракеты. А если требуется орбита выше низкой околоземной, необходимо закладывать отдельный резерв грузоподъемности, чтобы до нее добраться. Ранее SpaceX весьма удачно угадала с параметрами Falcon 9: ракета получилась если не идеальной, то универсальной, позволяя отправлять и корабли (грузовые и пилотируемые) к МКС, и спутники на геостационарные орбиты. Но у сверхтяжелых носителей особая судьба.

Поколения «сверхтяжей»

Сверхтяжелыми считают РН, способные вывести более 50–100 т на низкую орбиту. Такие великаны могут одним стартом поднять массивные модули космической станции или отправить на Луну корабль с людьми. Первое поколение – американская Saturn V и советская Н-1 – создавалось для пилотируемых полетов к естественному спутнику Земли. Второе – Space Shuttle – разрабатывали с прицелом на увеличение количества пусков и снижение их стоимости; система «Энергия – Буран» появилась уже как ответ на эту программу.

Прорабатывался концепт Shuttle-C, в котором челнок заменялся на одноразовую ступень. В такой конфигурации система космической перевозки (Space Transportation System, STS) могла бы выводить 50–80т.

Шаттлы оказались очень интересными аппаратами: они позволили стать космонавтами большему числу людей, чем любой другой корабль, участвовали в миссиях по возврату спутников с орбиты или ремонту прямо в невесомости, выводили модули МКС – но стать системой дешевого доступа в космос не смогли и в итоге «приземлились» в музее.

Сегодня в распоряжении человечества имеется только одна сверхтяжелая ракета – Falcon Heavy. Теоретически она может доставить на низкую орбиту до 63 т, хотя в реальных пусках выводились лишь гораздо более легкие аппараты – например, Arabsat-6A массой 6,5 т на геопереходную орбиту. Еще несколько носителей активно разрабатываются. На ноябрь 2021 года в США запланирован первый полет сверхтяжелой системы SLS, предназначенной для новой лунной программы (грузоподъемность 95–130 т на низкую орбиту, 27–47 – на отлетную траекторию к Луне); на 2022г намечен запуск New Glenn, аналогичного Falcon Heavy по характеристикам, и разработка New Armstrong. В Китае идут работы над Changzheng 9, который сможет выводить до 150 т на низкую орбиту или 53 – к Луне. До недавнего времени свою разработку вела и Россия. В этом плане Starship выделяется не слишком на их фоне: на низкую околоземную орбиту он будет поднимать до 100–150 т. Но главная разница состоит в планах и концепции применения этих сверхтяжелых ракет.

Выход Starship

Для SLS пока запланировано всего три полета: беспилотные испытания в 2021 году, пилотируемый облет Луны в 2023-м и полет с высадкой людей на ее поверхность в 2024-м. Changzheng 9, как ожидается, тоже будет использоваться для пилотируемой лунной программы. А вот Starship предполагает множество вариантов и модификаций. Грузовая версия для доставки полезной нагрузки на орбиту и на Луну, танкерная – для заправки других модификаций на низкой околоземной орбите, лунная – для взлетов с поверхности спутника, а еще пилотируемые суборбитальная (для пассажирских перевозок) и орбитальная. В более отдаленной перспективе ожидается и модификация Starship для полетов к Марсу – главной цели, заявляемой Илоном Маском.

Впрочем, Маск, даже мечтая о Красной планете, остается бизнесменом, поэтому важной целью для Starship является снижение стоимости выведения на орбиту. Разработчики Space Shuttle планировали опустить цены до 40–100 долл. за килограмм, однако просчитались: в итоге шаттлы оказались одними из самых дорогих носителей. У Starship цель еще более сложная – довести стоимость до 10 долл. за 1 кг. Для сравнения: у существующих ракет эта цена, как правило, колеблется от 3000 до 10 000 долл. Если разработка Starship завершится успешно и все цели будут достигнуты, ракета станет универсальной, способной выводить любые полезные нагрузки на разные орбиты и при этом самой дешевой – даже если отправлять ее полупустой.

Земная база

Небольшая деревенька Бока-Чика в Техасе, у самой границы с Мексикой, превратилась в полноценный космодром. За считаные месяцы здесь появились монтажно-испытательные корпуса, стартовый комплекс, вспомогательные сооружения и стильная надпись Starbase – «Звездная база» – у главного входа. Летом 2019-го на базе прошли два успешных полета упрощенного прототипа Starhopper: модель поднялась сначала на 20 м, а затем на 150. Год спустя состоялся старт образца, уже обозначенного как Starship SN5 – хотя по-прежнему оставшегося цилиндром с одним двигателем. Зато зимой 2020–2021 годов настал черед более продвинутых прототипов, оснащенных тремя двигателями и аэродинамическими элементами управления.

SN8 поднялся на высоту 12,5 км, успешно развернулся боком, проверяя аэродинамическое снижение, включил двигатели, опустился кормой вниз – и разбился из-за падения тяги. SN9 поднялся на 10 км, повернулся – и упал из-за не включившегося вовремя двигателя. SN10 выполнил такую же полетную программу – и сгорел после слишком жесткой посадки. SN11 взорвался в воздухе. Невольно возникают ассоциации с историей разработки советской «лунной» ракеты Н-1. Как и Н-1, Starship производится тут же, на месте, и почти сразу испытывается в полете. Но если Н-1 погубили четыре крайне дорогих и неудачных пуска полностью собранного летного экземпляра, то Starship намеренно разрабатывается итеративно, от простых испытательных стендов ко все более сложным конструкциям. А на испытаниях технику целенаправленно выводят за границы эксплуатационных ограничений, так что неудачи приносят лишь дополнительную информацию.

По следу шаттлов

А еще Starship похож на шаттл. Но не на его финальный вариант, а на первоначальные проекты. Многие отличия появились позднее, став результатом вынужденного компромисса разработчиков в 1970-х. Так, шаттлы вполне могли обойтись без больших крыльев, но военные потребовали обеспечить возможность маневров в атмосфере и выполнения миссии за один виток, чтобы не попасть на радары советской системы контроля космического пространства. Маск же в силах воплощать целостное видение назначения и требований к конструкции и исправлять прежние недоработки.

Притчей во языцех стали сложности с теплозащитным покрытием кораблей серии Space Shuttle. 24 300 керамических плиток – каждая уникальной формы – требовали совершенно нерациональных трудозатрат на изготовление, установку и проверки. Starship изначально делается с учетом этого опыта: 98% его плиток, со слов Илона Маска, идентичны, а значит их можно производить по-настоящему крупной серией.

Кроме того, плитки шаттлов клеились на корпус, а в Starship используется механическое крепление, что создает необходимый люфт для смещения при температурном сжатии и расширении металлических стенок криогенных баков.

Как и шаттлы, Starship будет многоразовым. Как и в них, на носителе не предусмотрены системы спасения: в SpaceX планируют наработать высокую надежность на беспилотных модификациях, и пилотируемый вариант полетит лишь после нескольких сотен таких запусков. Первый из них должен состояться уже в ближайшее время.

Возвращение на базу

Череда «испытательных взрывов» закончилась 5 мая 2021 года. Прототип SN15, поднявшись на те же 10 км, развернулся и, успешно проведя аэродинамическое снижение, совершил мягкую посадку. Фокус работ SpaceX тут же сместился на подготовку орбитальных испытаний. К началу августа сборка прототипа SN20 была завершена. Его установили на прототип сверхтяжелой ступени-ускорителя Super Heavy BN4, получив самую высокую ракету в истории – 120 м до вершины головного обтекателя. Дата испытательного полета еще не была объявлена, однако его программа уже известна: стартовав со «звездной базы» в Бока-Чика, тяжелая ступень должна отделиться и совершить мягкое приводнение в Мексиканском заливе.

Сам корабль SN20 поднимется на орбиту с очень низким перицентром (нижней точкой) – в районе 80 км. Это гарантирует сход с орбиты даже в случае отказа всех систем корабля. Но если все пойдет по плану, то, совершив чуть меньше полного витка, Starship вернется в плотные слои атмосферы и приводнится в районе Гавайских островов.

Использовать повторно ни SN20, ни BN4 не планируется: первые экземпляры РН Starship слетают только по одному разу, в то время как следующая пара из SN21 и бустера B5, чья сборка уже началась, должны будут совершить возвращение обратно на стартовый стол с попыткой поймать как минимум первую ступень.

Следите за актуальными новостями в сообществе SpaceX!

Источник: https://www.popmech.ru/technologies/750193-v-poiskah-yaderno...

"В проекте документа, официально называемом "Проект программной экологической оценки" (PEA), оценивается потенциальное воздействие на окружающую среду миссий SpaceX, включая запуски и повторный вход. В нём также рассматриваются вопросы сбора обломков, башни обслуживания и другого строительства, связанного с запусками и закрытием местных дорог в Бока-Чика. [Далее идут официальные рендеры и приложения из документа, поданного компанией]

FAA планирует провести виртуальные общественные слушания 6 и 7 октября в рамках 30-дневного периода общественного обсуждения, который заканчивается 18 октября 2021 года.

SpaceX не могут запустить Starship / Super Heavy до тех пор, пока FAA не завершит процесс лицензирования, который включает экологическую экспертизу и другие требования безопасности и финансовой ответственности. Предлагаемые операции Starship / Super Heavy выходят за рамки существующей Финальной оценки о воздействии на окружающую среду (EIS) 2014 года и требуют проведения дополнительной экологической экспертизы в соответствии с Законом о национальной экологической политике.

Если проект PEA будет завершён и SpaceX продолжит разработку своей программы, FAA проанализирует воздействие на окружающую среду их будущей деятельности, частично используя информацию, полученную в ходе текущего процесса. Если FAA определит, что потенциальные воздействия предлагаемого проекта на окружающую среду будут значительными на основе проекта PEA и анализа комментариев общественности, и эти воздействия не могут быть должным образом смягчены до менее значительного уровня, агентство будет проводить более тщательную проверку - EIS", — заявил регулятор.

Что будет дальше ❓

FAA предложило общественности высказать своё мнение по этому проекту до 18 октября. Затем FAA должно подписать окончательную экологическую оценку, после этого регулятор определит дальнейшие шаги. И, наконец, оно может выдать лицензию на орбитальные запуски. Для завершения этого процесса почти наверняка потребуется несколько месяцев.

📌 Что же нового в этом проекте?

— Проект экологической оценки делает вывод о том, что запуски не вызовут значительного акустического воздействия [уже сейчас комиссия установила, что такое шумовое загрязнение, несмотря на близость к городу, находится ниже недопустимого порога]

— Самая большая проблема по мнению FAA - это биологические последствия деятельности стартовых площадок в Бока-Чика. По всей видимости, решение о разрешении запусков с космодрома будет сводиться к проблеме с перекрытием дорог, доступом местных жителей и воздействиям на близлежащий заповедник дикой природы (ред. - морские черепахи передают привет, они по прежнему главная проблема Илона Маска на пути к Марсу :)

— SpaceX заявляют о возможности посадки Starship на островах в Тихом океане

— Компания запрашивает 500 часов закрытий дорог в Бока-Чика для штатных операций и ещё 300 часов для ликвидаций "аномалий". Это 800 часов закрытий в год.

— SpaceX планируют добавить три съезда на шоссе, чтобы транспортёр мог проезжать пробки из машин. Это сократит время ожидания транспорта максимум до 20 минут.

[Зеленым отмечена уже застроенная зона пускового комплекса - синим расположение будущей инфраструктуры. Компания буквально собирается удвоить количество стартовых площадок и необходимой для нее топливозаправочной инфраструктуры]

Илон Маск отреагировал на долгожданное объявление:

Elon Musk:

— Пожалуйста, добавьте свой голос в публичные комментарии. Поддержка - очень ценится! От этого зависит будущее человечества на Луне, Марсе и за его пределами.

Спасибо,

Илон

|

Eric Berger:

— Комментарии можно отправлять по почте г-же Ms. Stacey Zee, SpaceX PEA, c/o ICF, 9300 Lee Highway, Fairfax, VA 22031. Также можно по электронной почте на SpaceXBocaChica@icf.com

Ну что же, надеемся у них хорошие сервера... и мы уже сочувствуем бедной Стейси из FAA, столько сообщений от любителей космонавтики она явно ещё никогда не получала! 😉

Источник: https://vk.com/wall-41152133_376217

Следите за актуальными новостями в сообществе SpaceX!

Компания планирует следующий запуск ракеты Falcon Heavy 9 октября. По данным издания Teslarati, ракетные ускорители Falcon Heavy уже находятся на Мысе Канаверал и готовы к финальной сборке, однако график запусков со стартовой площадки LC-39A в сентябре/октябре - очень напряжённый.

SpaceX необходимо около трёх недель на то, чтобы модифицировать стартовую площадку 39A после запуска корабля Crew Dragon в миссии Inspiration4 15 сентября, кроме того необходимо подготовить саму Falcon Heavy к запуску. 31 октября же планируется запустить ещё одну пилотируемую миссию с Crew Dragon - Crew 3, и у SpaceX снова останется меньше трёх недель на то, чтобы вернуть конфигурацию стартового стола для запуска Falcon 9.

Напомним, что в рамках миссии USSF-44 впервые планируется посадка боковых ускорителей Falcon Heavy на морские платформы.

Также стало известно, что NASA выбрало SpaceX для запуска геостационарного универсального метеорологического спутника Geostationary Operational Environmental Satellite-U (GOES-U). Запуск, запланированный на апрель 2024 года со стартового комплекса 39А во Флориде, осуществит ракета Falcon Heavy. Стоимость контракта и сопутствующих услуг составит 152,5 миллиона долларов.

Спутник GOES-U станет четвертым и последним космическим аппаратом в серии GOES-R. Эти метеорологические спутники эксплуатируются в основном NOAA. В серию GOES-R входят аппараты GOES-R, GOES-S, GOES-T и GOES-U. Ближайший спутник серии GOES-T будет запущен в декабре 2021 года на ракете ULA Atlas V. Заключенный в 2019 году контракт на 165,7 миллиона долларов.

Рынок государственных заказов опирается на услуги исключительно национальных поставщиков и, ровно как на коммерческом рынке, здесь SpaceX формирует цены на основе уже имеющихся предложений. Для частных заказчиков цена запуска по-прежнему находится на отметке в 90млн$.

Следите за актуальными новостями в сообществе SpaceX!

Источник: https://vk.com/wall-22468706_120386