Во вторник компания SpaceX запустила свою шестую ракету Starship, впервые доказав, что корабль из нержавеющей стали может маневрировать в космосе, и подготовив почву для ещё более крупного и усовершенствованного корабля, который должен дебютировать в ходе следующего испытательного полёта.
Единственной неудачей стала неудачная попытка поймать ракету-носитель Super Heavy на стартовой площадке в Южном Техасе, чего SpaceX добилась во время предыдущего полёта 13 октября. Верхняя ступень Starship пролетела полпути вокруг Земли, достигнув высоты 118 миль (190 километров), прежде чем вернуться в атмосферу и совершить мягкую посадку в Индийском океане.
Шестой полёт самой большой в мире ракеты-носителя— высотой 398 футов (121,3 метра)— начался с грандиозного старта со стартовой площадки SpaceX Starbase недалеко от границы США и Мексики в 16:00 по центральному поясному времени (22:00 по всемирному координированному времени) во вторник. Ракета направилась на восток над Мексиканским заливом, приводимая в движение 33 двигателями Raptor, расположенными в нижней части первой ступени Super Heavy.
В нескольких милях отсюда избранный президент Дональд Трамп присоединился к основателю SpaceX Илону Маску, чтобы стать свидетелем запуска. Глава SpaceX стал одним из ближайших союзников Трампа на президентских выборах этого года, что дало самому богатому человеку в мире необычайное влияние на космическую политику США. Сенатор Дж. Тед Круз (R-Texas) тоже был там среди других законодателей. Gen. Ченс Зальцман, высший командующий Космическими силами США, стоял неподалеку, беседуя с Трампом и другими важными персонами.
Илон Маск, генеральный директор SpaceX, избранный президент Дональд Трамп и генерал Ченс Зальцман из Космических сил США наблюдают за шестым запуском Starship во вторник. Источник: Брэндон Белл/Getty Images
Со своей смотровой площадки они наблюдали, как Starship поднимается в ясное осеннее небо. На полной мощности 33 двигателя Raptor расходовали более 40 000 фунтов сверхохлажденного жидкого метана и жидкого кислорода в секунду. Двигатели создавали тягу в 16,7 миллиона фунтов, что на 60 процентов больше, чем у советской ракеты Н1, второй по величине в истории.
Восемь минут спустя верхняя ступень ракеты, также известная как Starship, оказалась в космосе, завершив четвёртый подряд почти безупречный запуск в рамках программы. Первые два испытательных запуска не достигли запланированной траектории.
Краткая, но важная демонстрация
Как бы захватывающе это ни было, мы уже видели всё это раньше. Одна из самых важных новинок, которую инженеры хотели протестировать в этом полёте, появилась примерно через 38 минут после взлёта.
Именно тогда Starship включил один из своих шести двигателей Raptor на короткое время, чтобы слегка скорректировать траекторию полёта в космосе. Работа двигателя длилась всего несколько секунд, и импульс был небольшим— всего 48 миль в час (77 км/ч) изменения скорости, или дельта-V, — но это продемонстрировало, что корабль может безопасно сойти с орбиты во время будущих миссий.
Благодаря этому достижению Starship, скорее всего, вскоре получит разрешение на выход на околоземную орбиту для развёртывания интернет-спутников Starlink или проведения экспериментов по дозаправке в космосе — это две ближайшие цели в дорожной карте SpaceX по разработке Starship.
Запуск Starlink на борту Starship позволит SpaceX расширить возможности и охват своей коммерческой сети широкополосной связи для потребителей, что, в свою очередь, обеспечит Маску доход, который он сможет реинвестировать в Starship. Орбитальная заправка позволяет Starship совершать полёты за пределами низкой околоземной орбиты, выполняя многомиллиардный контракт SpaceX с НАСА на создание посадочного модуля для высадки людей на Луну в рамках программы «Артемида». Кроме того, доставка криогенного топлива на орбиту является необходимым условием для отправки «Звёздных кораблей» на Марс, что делает реальностью мечту Маска о создании поселения на Красной планете.
Иллюстрация художника, изображающая Starship на поверхности Луны. Источник: SpaceX
До сих пор SpaceX намеренно запускала Starship на скорости, чуть меньшей, чем та, которая необходима для выхода на орбиту. Инженеры хотели проверить способность Raptor повторно запускаться в космосе во время третьего испытательного полёта Starship в марте, но корабль тогда потерял ориентацию, и SpaceX отменила запуск двигателя.
Прежде чем отправиться в полноценный орбитальный полёт, официальные лица должны были убедиться, что Starship сможет вернуться в атмосферу для повторного входа в неё, не представляя опасности для населения при неуправляемом спуске над населёнными районами. После вторника SpaceX может вычеркнуть это из своего списка дел.
«Поздравляем SpaceX во время шестого испытательного полета Starship», - написал на X администратор НАСА Билл Нельсон. «Интересно наблюдать перезапуск двигателя Raptor в космосе — значительный прогресс в направлении орбитального полета. Успех Starship - это успех Артемиды . Вместе мы вернем человечество на Луну и нацелимся на Марс».
Несмотря на то, что ему не хватает зрелищности, присущей огненному старту или посадке, повторный запуск двигателя открывает новую фазу в разработке Starship. Теперь SpaceX доказала, что ракета способна с достаточной степенью надёжности достигать космоса. Далее инженеры будут совершенствовать способы надёжного возвращения ракеты-носителя и корабля и научатся их использовать.
Судя по всему, SpaceX находится на верном пути к этому. Хотя во вторник SpaceX не удалось поймать ракету-носитель Super Heavy механическими захватами стартовой башни, инженеры показали, что могут это сделать. Задача поймать сам Starship на стартовой площадке более сложная. Корабль начинает входить в атмосферу в тысячах миль от Starbase, двигаясь со скоростью около 17 000 миль в час (27 000 км/ч), и должен пролететь между захватами башни на расстоянии нескольких дюймов.
Хорошая новость заключается в том, что SpaceX уже дважды доказала, что может вернуть Starship на Землю, точно приводнившись в Индийском океане. В октябре корабль опустился в море в темноте. SpaceX перенесла время запуска во вторник на вторую половину дня, чтобы приводниться вскоре после восхода солнца к северо-западу от Австралии.
Сдвиг во времени окупился потрясающими новыми визуальными эффектами. Камеры, установленные снаружи Starship, передавали в SpaceX через сеть Starlink ослепительные изображения в реальном времени, демонстрируя уже знакомое свечение плазмы, окутывающей космический корабль по мере его погружения в атмосферу. Но на этот раз в дневном свете были видны закрылки корабля, которые двигались, чтобы контролировать его спуск брюхом вниз к океану. Пройдя сквозь слой низких облаков, Starship снова запустил двигатели Raptor и наклонился из горизонтального положения в вертикальное, коснувшись воды хвостовой частью в пределах видимости плавучего буя и находящегося поблизости самолёта, который мог наблюдать за происходящим.
Вот запись приводнения космического корабля примерно через 65 минут после запуска.
Подтверждено приводнение! Поздравляем всю команду SpaceX с захватывающим шестым испытательным полётом Starship! pic.twitter.com/bf98Va9qmL
— SpaceX (@SpaceX) 19 ноября 2024 г.
Корабль успешно прошёл через атмосферу, несмотря на то, что у него был некачественный тепловой экран. Система термозащиты Starship состоит из тысяч керамических плиток, которые защищают корабль от температур до 2600° по Фаренгейту (1430° по Цельсию).
Кейт Тайс, инженер SpaceX, ведущая прямую трансляцию миссии, сообщила, что перед запуском во вторник команды на Старбазе сняли 2100 плиток теплозащитного экрана со Starship. После их снятия более широкие участки обшивки корабля из нержавеющей стали подверглись воздействию перегретой плазмы, и командам SpaceX не терпелось увидеть, насколько хорошо космический корабль выдержит вход в атмосферу. На языке лётных испытаний этот подход называется исследованием «предельных возможностей», когда инженеры оценивают, как новый самолёт или ракета ведут себя в экстремальных условиях.
«Не удивляйтесь, если мы увидим здесь что-то странное», — сказал Тайс. Ничего подобного не произошло. Один из закрылков корабля, похоже, получил тепловой удар, но он остался целым и работоспособным, и ущерб был не таким значительным, как в предыдущих полётах.
Многие из снятых плиток были с тех сторон Starship, где SpaceX планирует разместить крепления для ловли будущих кораблей. Это выступающие элементы, которые будут крепиться к механическим рычагам стартовой башни, подобно креплениям, используемым на ракете-носителе Super Heavy.
«В следующем полёте мы хотим лучше понять, где можно установить оборудование для ловли, не обязательно для того, чтобы ловить рыбу, а чтобы посмотреть, как это оборудование будет держаться в этих местах, — сказал Тайс. — Сегодняшний полёт поможет понять, насколько хорошо нержавеющая сталь выдерживает нагрузки, на основе экспериментов, которые мы провели в полёте 5».
Маск написал в своей социальной сети X, что SpaceX может попытаться вернуть Starship на стартовую площадку для посадки во время восьмого испытательного полёта, который, вероятно, состоится в первой половине 2025 года.
«Мы совершим ещё одну посадку корабля в океане, — сказал Маск. — Если всё пройдёт хорошо, то SpaceX попытается поймать корабль с помощью башни».
Маск добавил, что тепловой экран находится в центре внимания SpaceX. Тонкие теплопоглощающие плитки, использовавшиеся на нижней части космического челнока, доставляли неудобства техническим специалистам НАСА. На ранних этапах разработки шаттла у НАСА были проблемы с креплением плиток к алюминиевой обшивке шаттла. Каждая плитка шаттла изготавливалась на заказ для конкретного места на орбитальном корабле, что усложняло ремонт между полётами. Плитки «Звёздного корабля» имеют шестиугольную форму и не зависят от того, где техники размещают их на корабле.
«Самая большая технологическая проблема, которая остаётся у Starship, — это полностью и сразу же пригодный для повторного использования тепловой щит», — написал Маск в X. «Возможность приземлить корабль, заправить его топливом и сразу же запустить без ремонта или тщательной проверки. Это серьёзное испытание».
На этой фотографии корабля Starship для 6-го полёта, получившего номер 31, видны открытые участки обшивки корабля из нержавеющей стали после удаления плитки. Источник: SpaceX
Во вторник вечером не было никаких подробностей о том, что заставило ракету-носитель Super Heavy отклониться от запланированного захвата на стартовой башне. Отделившись от верхней ступени Starship менее чем через три минуты после старта, ракета-носитель изменила курс и направилась обратно на Starbase.
Затем руководитель полётов SpaceX объявил, что ракета полетит в сторону Мексиканского залива, а не обратно к месту запуска: «Отклонение ускорителя в сторону моря».
Ракета-носитель завершила свой спуск, по-видимому, идеально приземлившись с помощью части своих двигателей Raptor. Как и ожидалось, после посадки на воду ракета-носитель— высотой 233 фута (71 метр) — перевернулась и развалилась на части, превратившись в впечатляющий огненный шар, видимый зрителям на берегу.
В обновлении, опубликованном на сайте компании после запуска, SpaceX сообщила, что автоматизированные проверки работоспособности оборудования на стартовой и приёмной башнях привели к неудачной попытке захвата. Компания не сообщила, какая система не прошла проверку работоспособности. В целях безопасности SpaceX должна была вручную отправить команду на возвращение ракеты-носителя на Землю, чтобы предотвратить поломку, которая могла бы угрожать людям или имуществу.
В ближайшие месяцы у SpaceX будет гораздо больше возможностей для запуска ракет-носителей, поскольку компания наращивает частоту запусков на базе Starbase. Гвинн Шотвелл, президент и главный операционный директор SpaceX, на прошлой неделе намекнула на масштабы амбиций компании.
«Мы только что преодолели отметку в 400 запусков Falcon, и я не удивлюсь, если в ближайшие четыре года мы совершим 400 запусков Starship», — сказала она на инвестиционной конференции Barron.
В следующей серии испытательных полётов будет использоваться улучшенная версия Starship под названием Block 2, или V2. Starship Block 2 оснащён более крупными топливными баками, изменёнными передними закрылками и улучшенным теплозащитным экраном.
Starship нового поколения будет вмещать более 11 миллионов фунтов топлива и окислителя, что примерно на миллион фунтов больше, чем у Starship Block 1. Ракета-носитель и корабль будут создавать большую тягу, а высота Block 2 составит 408 футов (124,4 метра), что увеличит высоту всей конструкции чуть более чем на 10 футов.
В совокупности эти модификации должны обеспечить Starship возможность выводить на низкую околоземную орбиту полезную нагрузку весом до 220 000 фунтов (100 метрических тонн), что примерно в два раза больше, чем грузоподъёмность корабля первого поколения. В дальнейшем SpaceX планирует представить Starship Block 3, чтобы снова удвоить грузоподъёмность корабля.
Не менее важно то, что эти изменения призваны упростить SpaceX процесс восстановления и повторного использования ракеты-носителя Super Heavy и верхней ступени Starship. Цель SpaceX по созданию полностью многоразовой ракеты-носителя основана на частичном повторном использовании, которое SpaceX впервые применила в своей ракете Falcon 9. Согласно концепции SpaceX, это должно значительно снизить стоимость запуска.
Судя по полёту во вторник, Starship работает. Теперь пришло время посмотреть, на что он способен.
Стивен Кларк — космический репортёр Ars Technica, освещающий деятельность частных космических компаний и мировых космических агентств. Стивен пишет о взаимосвязи технологий, науки, политики и бизнеса на Земле и за её пределами.
