Суперракета американского миллиардера может изменить всю космическую отрасль

Ракета-носитель Starship

Starship — сверхтяжелая ракета-носитель, производимая компанией SpaceX. Ракета состоит из сверхтяжелой ступени и космического корабля Starship, что позволяет достичь высокой полезной нагрузки и низких эксплуатационных расходов. Обе ступени ракеты способны приземляться и доставлять 100 тонн на низкую околоземную орбиту. После заправки жидким кислородом и жидким метаном на орбите космический корабль сможет отправиться на Луну или Марс, а также в другие точки Солнечной системы.

Насколько велик и мощен Starship?

Starship — космический корабль высотой 50 м и сухой массой менее 100 тонн, верхняя часть одноимённой ракеты Starship. Космический корабль Starship может перевозить около 1200 тонн жидкого кислорода или жидкого метанового топлива, при этом каждый тип топлива размещается в основном и дополнительном баке соответственно.

По сравнению с парой основных топливных баков пара дополнительных топливных баков используется для подачи топлива при посадке. После дозаправки космическим кораблем Starship дальность полета космического корабля увеличивается до Луны, Марса и многих других мест Солнечной системы. На корме расположены шесть двигателей Raptor, включая три двигателя Raptor, работающих в атмосфере, и три двигателя Raptor Vacuum, работающих в космосе.

Космический корабль Starship имеет шестиугольные плитки, которые не позволяют плазме, образующейся при входе в атмосферу, повредить его, что позволяет кораблю выдерживать температуры до 1400°C. Объем полезной нагрузки Starship составляет около 1000 м3, что намного больше, чем у любого другого космического корабля.

33 двигателя в нижней части Super Heavy способны развивать тягу около 74 меганьютонов, что почти в 700 раз больше тяги, которую может развивать пассажирский самолет Airbus A320neo.

Длина ракеты Starship теперь составляет более 120 м, что на 1 м больше, чем при втором испытательном запуске в июне 2023 года. Эта дополнительная длина обусловлена ​​тем, что Super Heavy стала на 1 м длиннее.

Ракета Starship также имеет вдвое большую тягу, чем ракета Saturn V — первая ракета, доставившая людей на Луну. По данным SpaceX, эта тяга способна вывести со стартовой площадки на низкую околоземную орбиту полезный груз массой не менее 150 тонн.

Ракеты Starship и Super Heavy работают на смеси сверххолодного жидкого метана и жидкого кислорода, называемой металоксом.

В настоящее время запуски ракет Starship запланированы со стартовой базы SpaceX Starbase, Космического центра Кеннеди и двух морских стартовых площадок компании. После запуска 33 двигателей Raptor сверхтяжелая ступень отделилась от Starship в воздухе. Затем ступень ракеты пролетает через атмосферу и приземляется на пару железных прутьев на стартовой башне. Тем временем звездолет запустил три своих вакуумных двигателя Raptor и вывел себя на орбиту. В конце миссии космический корабль вошел в атмосферу и защитил себя тепловым экраном. Затем космический корабль спланировал к зоне посадки, используя два закрылка, и включил три двигателя Raptor, чтобы совершить вертикальную посадку.

Ракета после многочисленных модернизаций и доработок.

В 2005 году компания SpaceX впервые предложила планы по созданию ракет большой грузоподъемности. С тех пор и до 2019 года конструкция и название ракеты часто менялись. В июле 2019 года Starhopper взлетел и приземлился с высоты 150 м, став первой ракетой, использующей двигатели Raptor. В мае 2021 года космический корабль Starship под кодовым названием SN15 поднялся на высоту 10 км, вошел в свободное падение и успешно приземлился после четырех неудач.

Как приземляется Starship?

Те, кто наблюдает поблизости, услышат оглушительный грохот, когда Super Heavy замедлится со сверхзвуковой скорости.

В ходе последнего испытательного запуска компания SpaceX зафиксировала сверхтяжелую ракету с помощью стартовой башни. Поскольку на Марсе и Луне нет стартовых вышек, позволяющих сделать это, ракета Starship должна иметь возможность приземлиться самостоятельно, используя свои посадочные устройства. Для этого Starship будет постепенно переходить в горизонтальное положение по мере снижения, что г-н Маск называет «переворотом животом».

Это увеличивает лобовое сечение Starship и помогает замедлить его. Приблизившись достаточно близко к поверхности, Starship замедлится настолько, чтобы включить двигатели и вернуть его в вертикальное положение. Затем Starship использует собственные ракеты для маневра и приземляется на твердую поверхность, используя шасси.

Starship выполнил все вышеперечисленное в предыдущих тестовых запусках — за исключением посадки на твердую поверхность. Пока что он приземлился только в море.

SpaceX попробовала сделать то, чего никогда раньше не делала. После отделения нижняя часть ускорителя замедляется и медленно опускается к стартовой площадке, в то время как две гигантские механические руки захватывают ее — движение, известное как «захват».

После нескольких имитаций посадок в море, во время пятого испытательного запуска посадка нижней части Starship — сверхтяжелого ускорителя — прошла успешно.

Одна из целей тестового запуска — прояснить оставшиеся вопросы. Всего одна ошибка может привести к расплавлению всей внутренней конструкции ракеты из-за большого количества газа, выделяемого двигателем.

Starship планирует полететь на Луну и Марс

У Starship никогда не было экипажа, но миллиардер Илон Маск и его компания вынашивают амбициозные планы, цель которых — однажды отправить людей на Марс.

В краткосрочной перспективе ракета Starship будет запускать спутники, а затем обслуживать космических туристов и высаживать астронавтов на Луну в рамках программы Artemis. Ожидается, что в более отдаленном будущем ракета воплотит в реальность амбициозную задумку компании по поселению на Марсе и позволит осуществлять межконтинентальные перелеты.

На данный момент было проведено четыре испытательных запуска ракеты Starship. При первом запуске ракетная система взорвалась преждевременно, до того как ускоритель успел отделиться. Компания SpaceX ускорила процесс разработки, запустив испытательные ракеты, зная, что система неидеальна, чтобы учиться на ошибках.

Действительно, SpaceX добивалась прогресса с каждым испытательным запуском — сначала безаварийный запуск, затем успешный вход в атмосферу, когда и ракеты Starship, и сверхтяжелые ракеты опускались контролируемым образом и зависали над Индийским океаном и Мексиканским заливом соответственно, прежде чем приводниться в океане.

Для чего еще используется Starship?

В ближайшем будущем ракета Starship может быть использована для нескольких различных целей.

До сих пор миллиардер Илон Маск использовал свои ракеты, такие как серия Falcon 9, для запуска коммерческих спутников Starlink.

Срок службы этих спутников невелик и составляет около пяти лет, и SpaceX необходимо постоянно запускать спутники, чтобы поддерживать их количество в космосе.

NASA хочет использовать Starship в своей программе Artemis, целью которой является обеспечение долгосрочного присутствия человека на Луне. НАСА планирует использовать Starship для миссии на Луну в 2026 году.

В более отдаленном будущем Илон Маск хочет, чтобы ракета Starship могла совершать длительные перелеты на Марс и обратно — каждый полет занимал бы около девяти месяцев.

Идея состоит в том, чтобы запустить ракету Starship на низкую околоземную орбиту и оставить ее там. Затем он будет дозаправлен «кораблем-заправщиком» SpaceX и продолжит свое путешествие к Марсу.

Можно также представить себе использование ракеты Starship для запуска космического телескопа. Для быстрого запуска в космос тысяч спутников или более крупного космического телескопа потребуется большая ракета.

Starship также предназначен для перевозки тяжелых грузов, необходимых для строительства космических станций, а в конечном итоге, возможно, и инфраструктуры для поддержки проживания людей на Луне.

Космический корабль Starship мог бы доставлять пассажиров на Луну, Марс и другие пункты назначения в Солнечной системе. Мало того, пассажирские суда могут совершать трансконтинентальные перелеты. Судно может перевозить до 100 пассажиров, имея «отдельные спальные помещения, общие комнаты, складские помещения, убежища от радиации и стеклянные комнаты». Система жизнеобеспечения на борту судна относится к «закрытому» типу, что означает, что материалы внутри судна постоянно повторно используются и перерабатываются.

Космический корабль Starship будет перевозить топливо и использоваться для увеличения дальности полета других космических аппаратов. По словам Илона Маска, для отправки космического корабля Starship на Луну нам потребуется запустить максимум семь топливных танкеров. Эту идею представил Илон Маск в сентябре 2019 года, соединив хвосты двух космических кораблей. Затем оба корабля слегка ускоряются в направлении топливного танкера, используя свои вспомогательные двигатели, перекачивая топливо в другое судно. В октябре 2020 года NASA выделило SpaceX 53,2 млн долларов на проведение испытаний по транспортировке 10 тонн топлива с помощью двух космических кораблей Starship в космосе.

Starship HLS — вариант космического корабля Starship, предназначенного для посадки на Луну в рамках программы Artemis, преемницы программы Apollo. В верхней части корабля Starship HLS находятся окна и шлюзы, а также лифты и система рулевого двигателя для посадки на Луну. Самой важной особенностью космического корабля является его огромная полезная нагрузка при полете между Землей и Луной. Во время полета по программе «Артемида» космический корабль Starship HLS будет лететь впереди экипажа до ста дней, а затем космический корабль перекачает топливо на Starship HLS.

Ракета Starship высотой 122 метра была успешно запущена компанией SpaceX в ходе пятого испытания с космодрома Starbase в Техасе 13 октября (около 20:25 того же дня по ханойскому времени). Во время этого испытательного полета ракетная система Starship/Super Heavy сотворила чудо, успешно выполнив механизм «захвата» с первой попытки. После успешного взлета со стартовой башни Mechazilla Starship приземлился в Индийском океане, а сверхтяжелая ракета вернулась, приземлившись точно рядом со стартовой башней и надежно удерживаясь роботизированной рукой-«палочкой для еды» башни.

Ха Чт

По данным BBC, Space.com