Starship + Ракета-носитель

SpaceX приземляет свою ракету Falcon 9 с посадочными опорами для повторного использования.

Он не планирует приземлять Starship на твердую землю, вместо этого он «поймает» Starship и ракету с помощью пусковой башни, оснащенной роботизированными руками.

Стартовая вышка по прозвищу «Мехазилла» также предназначена для размещения 160-футового звездолета на сверхтяжелой ракете высотой 230 футов.

СКРИНШОТ

ССЫЛКА ВИДЕО

В среду вечером основатель SpaceX, главный инженер Илон Маск, поделился видео, показывающим стартовую башню Starbase, а также визуализацией того, как стартовая башня Starship «поймает» гигантскую сверхтяжелую ракету. «Может быть, что-то вроде этого», — подписал он анимацию видео, которая показывает набор графиков с параметрами ускорения и высоты тела, когда Super Heavy спускается на роботизированных руках стартовой башни.

В видео-рендеринге, показанном ниже, когтеобразные рычаги предназначены для «поймания» ракеты «с точками нагрузки чуть ниже решетчатых стабилизаторов», а «амортизация встроена в опоры башни», как ранее сказал Маск.

Ребра решетки представляют собой четыре стальные конструкции, прикрепленные к верхней части ракеты-носителя, которые используются для управления транспортным средством при его снижении.

В будущем SpaceX планирует переоборудовать старые нефтяные вышки в морской космодром класса Super Heavy. Они построят стартовые башни на вершинах глубоководных нефтяных вышек, чтобы совершать частые космические полеты в открытом море. Для этой цели компания уже купила две нефтяные вышки и назвала их в честь луны Марса.Фобос» и « Деймос».

СКРИНШОТ

ССЫЛКА ВИДЕО

В этом году SpaceX приступит к самой захватывающей части разработки Starship, которая состоит из запуска корабля на орбиту и обратно. Инженеры готовятся к первому орбитальному летному испытанию, во время которого они будут использовать прототип сверхтяжелой ракеты Booster 4, чтобы впервые вывести Starship SN20 на орбиту.

Ракета-носитель 4 запустит свои 29 двигателей Raptor, работающих на метане, чтобы стартовать с космодрома Starbase в Бока-Чика-Бич, штат Техас, чтобы вывести Starship SN20 на орбиту.

Ракета-носитель приземлится в Мексиканском заливе, а SN20 приводнится у побережья Кауаи, Гавайи. Несмотря на то, что SpaceX не будет пытаться поймать транспортные средства с помощью стартовой башни во время первого орбитального полета, мы увидим, как «Мехазилла» оживает, когда она складывает транспортные средства перед первой попыткой орбитального полета.

Ранее Маск сказал, что они не будут пытаться поймать ракету-носитель до следующих испытательных полетов. В этом году компания планирует протестировать не менее дюжины кораблей Starship.

Первая попытка орбитального полета состоится после того, как Федеральное авиационное управление США (FAA) завершит экологическую оценку стартовой площадки Starbase к концу февраля. Неясно, сколько времени потребуется SpaceX, чтобы вскоре после этого получить лицензию на полет.

Источник

На изображении: вариант многоразовой ракетной системы ГК-175 в составе крылатого блока Ц и «стандартных» блоков А (от РН «Энергия-2») в стартовой конфигурации. Автор неизвестен.

В СМИ, с момента первой успешной посадки РН Falcon 9 в 2015 году, активно рассказывали о том, что это утопия, а Илон Маск — аферист. Тем временем, «Роскосмос» ещё в конце 2011 года объявил конкурс на создание многоразовых носителей.

Мы сейчас не будем вдаваться в подробности «внутренней кухни» госкорпорации, но заказ тогда ушёл ГКНПЦ им. Хруничева на проект «Байкал-Ангара», который по некоторым техническим решениям напоминает ту самую «Энергия-2».

Эту систему с самого начали называли слишком сложной и дорогой, а единственным значимым плюсом называлась возможность возврата с большого расстояния (благодаря возврату ступеней «самолётным способом»), что позволило бы выводить аппараты на большее число различных наклонений. Так или иначе, проект не реализован, а время от времени в СМИ проскакивает информация о том, что какие-то наработки могут быть использованы в РН «Союз-5», которую, опять же, преподносят в качестве основного конкурента Falcon 9.

Но вот, что интересно — «Роскосмос» тем своим решением, вероятно, упустил возможность опередить Space X в гонке по разработке многоразовых РН.

На изображении: профиль полёта многоразовой ступени РН «Россиянка». Credit: ОАО «Государственный ракетный центр имени академика В. П. Макеева».

В том конкурсе принимало участие ОАО «Государственный ракетный центр имени академика В. П. Макеева» с проектом многоразовой РН «Россиянка». Именно в центре Макеева разработали большинство баллистических ракет для подводных лодок, включая и стоящие сегодня на вооружении Р-29РМУ «Синева».

«Россиянка» — это двухступенчатая ракета-носитель с многоразовой первой ступенью. Вот эту РН действительно можно было бы назвать конкурентом только разрабатываемой тогда Falcon 9, так как даже выводить на НОО она должна была 21,5 тонны (Falcon 9 выводит 22,8 тонны).

Понятно, что сейчас нет особого смысла об этом рассуждать, но, как мне кажется, центр Макеева мог бы реализовать этот проект при наличии соответствующего финансирования. Вместо этого весь мир наблюдал, как впервые была осуществлена посадка первой ступени РН Falcon 9 в 2015 году.

К слову, после этого в центре Макеева на собственные средства работали над новым проектом уже полностью многоразовой космической системы КОРОНА («Космическая одноразовая ракета, одноступенчатый носитель аппаратов»). Она хоть и не является прямым конкурентом той же системе Starship, но довольно интересна и заслуживает отдельной публикации. Правда, после представления проекта в 2018 году, о нём ничего больше не слышно — видимо, «космических боссов» и он тоже не заинтересовал.

Что мы получаем в итоге?

На изображении: интересный и по-настоящему футуристичный концепт полностью многоразовой космической системы КОРОНА. Credit: ОАО «Государственный ракетный центр имени академика В. П. Макеева». К слову, на этой РН предполагалось ставить клиновоздушный двигатель, прототип которого недавно был испытан.

Наработки по многоразовым системам советской и российской космонавтики не получили ни должного внимания, ни необходимого финансирования, из-за чего первенство в этой гонке досталось американцам. Вместо того, чтобы оглянуться назад и проанализировать собственные ошибки, средства, силы и время тратятся на попытку принизить достижения конкурентов. А тем временем уже и Китай максимально активно действует на этом поле.

Вот здесь вы можете ознакомиться с техническими подробностями ракеты-носителя «Россиянка».

У меня есть каналы в Дзене, Telegram, YouTube и чат для дискуссий на научные темы. Подписывайтесь, если интересно.

Тут, как по мне, тоже практически всё упустили из-за непрофессионализма отдельных лиц, ведущих себя не как те самые по-настоящему «эффективные менеджеры», а буквально, как дети.

Вся отечественная пропаганда работала на то, чтобы высмеивать идеи Илона Маска. Starship как только не называли на федеральных каналах и в государственных СМИ, после чего радостные «ура-патриоты» разносили эти эпитеты по группам в социальных сетях.

Теперь те же официальные лица забили тревогу о том, что со Starship у американцев появляется не просто ракета для полётов к Луне и Марсу, а технологическое решение, способное перевернуть военно-политический баланс в мире.

Именно поэтому Дмитрий Рогозин заговорил о пересмотре концепции сверхтяжёлой ракеты в принципе, ведь РН «Енисей» в своём первоначальном варианте сразу была далеко не самой мощной из разрабатываемых. Почти уверен, что концепт, который нам представят в итоге, будет копией Starship, хоть нас и начнут уверять, что это не так.

Дело в том, что ракеты-носители не разрабатываются впрок — сначала требуется определиться с задачами. Именно с целеполаганием у наших «космических управленцев» серьёзные проблемы. У России на ближайшие десятилетия нет амбициозных задач по изучению космоса, ведь гражданский космос по-прежнему воспринимается российскими чиновниками не более, чем рекламой.

В этом смысле развитие космической отрасли в нашей стране полностью остановилось со смертью Сергея Павловича Королёва, так как ни советские, ни российские чиновники не смогли осознать, что точка зрения «космос — это исключительно пиар» полностью устарела.

Наши «космические чиновники» сами этого не поняли и, соответственно, не смогли донести это до Президента, из-за чего на космическую отрасль и выделяется непростительно мало средств, которые появляются только тогда, когда с другой стороны уже машут готовой «дубиной». Тогда-то и подключается всем привычное «военное мышление» — нам нужна ответка.

Проблема в том, что такая позиция абсолютно не жизнеспособна в условиях развития частных космических компаний. Частенько можно услышать, что Илон Маск — просто хороший пиарщик. Ну так не без этого. У NASA постоянно те же проблемы со сдвигом сроков создания своих изделий, как и у «Роскосмоса», чем Маск и воспользовался — начал делать быстрее без потери качества, за что и получает свои очки доверия.

В России частные космические проекты если и не душили специально, то, как минимум, абсолютно не помогали им развиваться, а гигантская госкорпорация физически не способна конкурировать с частной компанией, которая прототипы для испытаний делает каждые две-три недели.

Именно поэтому не сработает подход, при котором финансирование принципиально новых проектов оправдывается ответными действиями на разработки «врага», ведь «Роскосмос» ничего не сможет противопоставить SpaceX из-за совершенно иных (не хочу говорить «устаревших») принципов и скорости работы.

Возникает закономерный вопрос: «как можно было оправдать увеличение трат на космические проекты?»

Поиск микробной жизни на других планетах Солнечной системы.

Вы заметили, что, к примеру, американцы все свои проекты связывают именно с этим? Изучение Марса, Европы, Титана. Именно на этой почве заговорили и об изучении Венеры. Как думаете, почему?

Лично мне кажется, что открытие жизни вне Земли приведёт к тому, что полёты в космос станут главным приоритетом на долгие десятилетия. Осознание существования внеземной жизни приведёт к оправданию вывода в космос новейших систем вооружения, якобы впрок. Тогда-то и понадобятся лунные ракеты большой грузоподъёмности, чтобы начать строить на спутнике земли военные базы для защиты от потенциальных угроз.

Это только на первый взгляд выглядит чем-то фантастическим, но с обнаружением внеземной жизни может совпасть и получение первых реальных изображений экзопланет, и мы не знаем, что мы увидим на этих фотографиях. Ну а для подключения военных интересов нужен только повод. Вот так и получается, что американцы, возможно, сами того не понимая, «следуя за мечтами о поиске внеземной жизни и о том, чтобы сделать человечество мультипланетарным видом», занимаются на самом деле поиском этого повода для военных.

Что в итоге?

Так нужна ли сверхтяжёлая ракета-носитель стране?

Только если есть задачи. Сама по себе может появиться только одна задача — та самая «ответка». Вопрос в том, что, если космические чиновники в космической сверхдержаве не способны ставить новые амбициозные задачи для развития отрасли, может и отрасль как таковая не особо-то и нужна?

Когда китайцы объявили о намерении строить станцию на орбите Земли, от каждого «ура-патриота» было слышно, что они «просто повторяют то, что было сделано в СССР», а когда о намерении создать очередную станцию заявил «Роскосмос», те же люди начали распинаться о том, какая это отличная идея и, само собой, наша станция будет лучше китайской.

Непоследовательно это всё как-то, хаотично.

Напомню, что я лишь высказываю своё мнение, с которым вы можете не соглашаться, высказывая своё.

Конкуренты, среди которых есть, к примеру, Amazon, призвали регулятор отклонить новый план SpaceX, так как, по их мнению, запрос разрешения на более чем одну конфигурацию поощряет спекулятивное поведение со стороны будущих операторов спутниковых группировок.

Скажем честно, реальных конкурентов у SpaceX нет, и этому есть простое объяснение — план по развёртыванию группировки Starlink, при подробном рассмотрении, выглядит почти безумным.

Почему планы SpaceX по группировке Starlink выглядели не особо реалистичными?

Математика довольно проста. Чтобы создать заявленную первоначально группировку первого этапа из 12 000 спутников, SpaceX нужно было бы запускать Falcon 9 каждые 5-6 дней на протяжении трёх лет. А теперь напомню, что стартовая площадка SpaceX обладает, мягко говоря, далеко не самым удачным расположением.

Погоду необходимо учитывать одновременно и в месте старте, и в месте посадки. В случае ухудшения условий, минимальный срок переноса составляет от одного до 5 дней. Как итог, даже если бы SpaceX удалось использовать все возможные стартовые окна, запуски никогда бы не закончились просто потому, что спутники требуется регулярно обновлять.

Со Starship вывести 12 000 аппаратов можно менее чем за 30 пусков, то есть можно уложиться в один год. К моменту вывода всей группировки, первые аппараты ещё не выйдут за расчётный срок эксплуатации в 8 лет.

А теперь немного экономики

Один спутник Starlink v 1.0 весит 260 кг. Полный пакет для запуска из 60 штук − 15 600 кг. Это полная грузоподъемность ракеты-носителя Falcon 9 v1.2 Full Thrust в конфигурации, рассчитанной на посадку первой ступени на баржу. Сейчас SpaceX уже запускает изрядно «поправившиеся» спутники из-за лазерной связи и Falcon 9 за один раз выводит только 49 спутников.

Стоимость одного пуска около 50 миллионов долларов. Таким образом, вывод на орбиту одного спутника Starlink обходится примерно в $800 000. Отмечу, что оценка довольно завышена. Ну а теперь о главном.

Грузоподъёмность Starship составляет 100-150 тонн, благодаря чему за один запуск на орбиту можно будет выводить от 384 до 576 спутников Starlink. О стоимости одного пуска Starship говорить рано, но достаточно очевидно, что вывод на орбиту одного спутника Starlink станет значительно дешевле.

Как итог, бизнес SpaceX действительно полностью зависит от реализации программы Starship.

Что ж, посмотрим, получится ли начать пуски с полезной нагрузкой уже в марте.

1. Запрос SpaceX в FCC о развёртывании новой конфигурации Starlink.

2. Призыв конкурентов отклонить запрос.

3. График FAA, в котором говорится, что экологическая экспертиза на космодроме SpaceX в Бока-Чика должна быть завершена к 28 февраля.

У меня есть каналы в Дзене, Telegram, YouTube и чат для дискуссий на научные темы. Подписывайтесь, если интересно.

Конкурс Human Landing System (HLS)

После первичного отбора, осталось три участника: Dynetics, Blue Origin и SpaceX. Согласно первоначальному плану, NASA собиралось выбрать два проекта для реализации. Почему же осталась только SpaceX?

Dynetics

Компания основана в 1974 году. Много работают в проектах, связанных с национальной безопасностью США. Dynetics собрала команду, состоящую преимущественно из представителей Sierra Nevada Corporation, и нескольких мелких подрядчиков.

Первый прототип посадочного модуля ALPACA был показан в феврале 2021 года. Предполагается, что довольно своеобразный по конструкции модуль (по сторонам от жилого отсека расположены двигательные установки с баками) будет запускаться на Луну с помощью всё той же SLS.

Dynetics получила от NASA самую низкую оценку технической реализуемости, а внешний вид вообще назван «маргинальным». Но, что самое главное, Dynetics запросила самую большую сумму на реализацию своего проекта — более 9-ти миллиардов долларов.

Blue Origin

Не могу не упомянуть, что за возможную отсрочку предстоящей высадки серьёзная ответственность теперь на слегка обнаглевшем (а, возможно, и поехавшем) Джефе Безосе. Ниже объясню.

В представленном проекте посадочного модуля, Blue Origin разрабатывает лишь 1/3 конструкции:

- Межорбитальный буксир (Northrop Grumman) должен переместить спускаемый аппарат с жилым модулем на более низкую орбиту с окололунной станции. Именно NG создала спускаемый аппарат, впервые доставивший людей на Луну.

- Посадочная ступень (Blue Origin).

- Взлётная ступень с жилым модулем (Lockheed Martin). Эта компания создала Orion.

Все три элемента должны запускаться отдельно и стыковаться на орбите. В сборе конструкция представляет собой башню со входом на самом верху.

В результате оценки этого проекта, NASA выделило 13 сильных сторон, 14 слабых и два существенных недостатка, которые, тем не менее, были обозначены как приемлемые. Эти недостатки касаются двигателей, разрабатываемых Blue Origin, но которых по-прежнему не существует.

Из заключения NASA (на изображении):

«Двигательные установки (ДУ) Blue Origin для всех трёх основных элементов проекта создают при планировании значительные риски, многие из которых недостаточно учтены компанией. Эти ДУ состоят из сложных подсистем, которые имеют низкий уровень технологической готовности на текущей фазе развития проекта.»

Теперь о том, что Безос либо обнаглел, либо сошёл с ума

Во-первых, в агентстве не поняли, почему, согласно проекту, Blue Origin не предполагает тестировать свои несуществующие двигатели на беспилотном варианте посадочного модуля — сразу с экипажем.

Во-вторых, заявленная в проекте система связи не соответствовала требованиям HLS, что тоже отмечено в отчёте. Но и это ещё не всё.

Blue Origin запросила на реализацию проекта 6 миллиардов долларов. При этом в график платежей (вот тут либо по глупости, либо по наглости) были включены два авансовых перевода при том, что в требованиях к проекту прямо сказано, что никаких авансовых платежей быть не может:

На изображении:

«Предложения, содержащие какие-либо авансовые платежи, исключают возможность заключения контракта.»

Ну а после всего вышеперечисленного Джеф Безос ещё и остановил на пол года работу SpaceX над Lunar Starship, инициировав судебный процесс с NASA.

SpaceX

SpaceX весь проект разрабатывает самостоятельно, без единого внешнего партнёра. Дизайн Starship Lunar отличается кардинально. Корабль является частью полностью многоразовой системы Starship. У него нет составных частей. Корабль стыкуется с окололунной станцией, экипаж переходит в него и отправляется на поверхность Луны.

Даже посадка на Луну отличается от конкурентов, по сути, повторяющих концепцию «Аполлонов». Проблема заключается в том, что двигатели при такой схеме находятся непосредственно на днище посадочного модуля, что затрудняет посадку. О том, как астронавты учились садиться на Луну, на канале есть видео:

Starship Lunar же осуществляет посадку с помощью ДУ, располагающихся по бокам корпуса примерно на середине этой махины, благодаря чему поверхность под кораблём останется нетронутой при посадке.

Кислородно-метановые двигатели Raptor работающие по уникальной полнопроточной закрытой схеме, уже функционируют. Наладка их массового выпуска уже идёт.

Взлёт и посадка корабля отработаны на прототипах, и уже готовы новый прототип корабля и бустера для первого суборбитального полёта.

Отличается Starship Lunar и своей грузоподъёмностью. Вместе с астронавтами на Луну можно доставить 100 тонн оборудования. Чтобы вы понимали, базовое требование проекта заключалось в доставке 850-ти килограмм вместе с астронавтами, что было отдельно отмечено в отчёте NASA. Starship Lunar позволит начать самое настоящее освоение Луны.

Какие проблемы?

На данный момент, пожалуй, главной проблемой проекта является топливо. Речь о том, что заправляться Starship должен на орбите Земли, что предполагается делать с помощью модификации Starship Tanker.

Ещё никогда в космосе не производилась перекачка криогенного топлива. Более того, для полёта на Луну и обратно потребуется несколько заправок одного Starship Lunar. Маск говорит о четырёх, но специалисты насчитали до 16-ти. Правда, насчитали это специалисты Blue Origin.

В проекте SpaceX, поданном для участия в конкурсе, вся эта информация была указана, и NASA выбрало именно его. У проекта Starship Lunar были выделены три значительных преимущества, включая технологическую готовность элементов на момент подачи заявки, 10 сильных сторон, 6 слабых и только одна существенная слабость — эксплуатационная сложность дозаправки корабля на околоземной орбите. В итоге, с точки зрения управления SpaceX получила оценку «Outstanding» («Превосходная»).

Помимо прочего, SpaceX запросила всего три миллиарда долларов на реализацию своего проекта.

Да, работы ещё очень много. Как минимум, Starship Lunar довольно сильно отличается от прототипов, которые сейчас проходят испытания. По большому счёту, глядя на то, насколько сильно отстаёт от графика программа Artemis из-за кучи проблем, вполне может так оказаться, что возвращение людей на Луну ляжет на плечи исключительно SpaceX. Что ж, посмотрим.

Отчёт с полным описанием процедуры выбора победителя конкурса HLS, из которого взяты приведённые в статье выдержки.

У меня есть каналы в Дзене, Telegram, YouTube и чат для дискуссий на научные темы. Подписывайтесь, если интересно.