Критерии успеха Илона Маска для испытательного полета Starship: «Не взорвите стартовую площадку»

Переиздано Платоном

Читают: 0

Полностью заправленный космический корабль SpaceX и ракета-носитель Super Heavy во время первой попытки запуска в понедельник, 17 апреля. Предоставлено: SpaceX.

Илон Маск, основатель и генеральный директор SpaceX, сделал все возможное, чтобы снизить ожидания перед первым испытательным полетом гигантской ракеты-носителя Super Heavy и ракеты Starship на этой неделе.

«Я бы считал победой все, что не приводит к разрушению самой пусковой установки», — сказал Маск в воскресенье вечером на встрече со своими подписчиками в Twitter Spaces.

Первая попытка SpaceX запустить первый полномасштабный испытательный полет ракеты Starship из Техаса была прервана 17 апреля из-за замерзшего клапана в системе наддува первой ступени ракеты-носителя.

Команда запуска SpaceX полностью загрузила около 10 миллионов фунтов метана и жидкого кислорода в ракету высотой почти 400 футов (120 метров) в понедельник. Но после того, как возникла проблема с клапаном, попытка запуска фактически превратилась в еще одну генеральную репетицию обратного отсчета. Обратный отсчет продолжался до Т-40 секунд, когда SpaceX остановила часы и начала процедуры по опорожнению объемных топливных баков ракеты.

Технические специалисты SpaceX провели последние пару дней, работая в нижней части ракеты-носителя Super Heavy, используя мобильные подъемники и стрелы, чтобы добраться до различных частей ракеты диаметром почти 30 футов (9 метров). Наземные команды также установили леса для доступа к 33 ракетным двигателям Raptor в нижней части ракеты-носителя Super Heavy.

В рамках подготовки к следующему обратному отсчету ожидалось, что более 100 автоцистерн доставят свежий жидкий азот, жидкий кислород и метан на стартовую площадку SpaceX, называемую Starbase. Азот используется для охлаждения топлива до сверхнизких температур перед его закачкой в ракету.

33 двигателя ракеты-носителя Super Heavy будут генерировать более 16 миллионов фунтов тяги на полном газу, что делает ракету Super Heavy и Starship самой мощной ракетой в истории, с тягой примерно в два раза больше, чем у лунной ракеты НАСА «Сатурн-5» из программы «Аполлон» и более поздняя лунная ракета Space Launch System для программы Artemis.

По словам Маска, есть большая вероятность, что что-то пойдет не так, прежде чем испытательный полет достигнет своей полной 90-минутной продолжительности.

«Думаю, я хотел бы просто снизить ожидания», — сказал Маск в воскресенье. «Если мы уйдем достаточно далеко от стартовой площадки до того, как что-то пойдет не так, я буду считать это успехом. Только не взрывай стартовую площадку.

Super Heavy также превзойдет по тяге советскую ракету-носитель N1, у которой было 30 двигателей с тягой 10 миллионов фунтов. Однако N1 так и не достиг космоса ни в одном из своих четырех испытательных полетов в период с 1969 по 1972 год.

«Стоит иметь в виду, что российская ракета N1, которая является наиболее близким аналогом Starship, потерпела ряд неудач и так и не вышла на орбиту», — сказал Маск. «И это было, когда Советский Союз был на пике ракетных возможностей с командой «А», с максимальной кнутом, максимальным пряником, что означало, что вы станете Героем Советского Союза, если вы добьетесь успеха, или отправитесь в ГУЛАГ, если вы этого не сделаете. . Так что максимальная мотивация, команда «А-плюс», а они все равно не справились. Стоит иметь это в виду».

Гигантская ракета-носитель SpaceX из нержавеющей стали возвышается над прибрежными водно-болотными угодьями и кустарниками Южного Техаса, всего в нескольких милях к северу от мексиканской границы. У ракеты-носителя Super Heavy есть решетчатые стабилизаторы и скулы или небольшие аэродинамические выступы, которые помогают ракете во время спуска обратно на Землю для восстановления и повторного использования.

Управляемая посадка ракеты-носителя Super Heavy на воду в Мексиканском заливе является целью предстоящего испытательного полета, который теперь должен стартовать во время 62-минутного стартового окна, открывающегося в 8:28 по центральному поясному времени (9:28 по восточному поясному времени; 1328:XNUMX). UTC) Четверг.

Вид на 33 двигателя Raptor на сверхтяжелой ракете-носителе SpaceX. XNUMX кредит

Над Super Heavy находится сам корабль Starship с шарнирно-сочлененными плавниками и пластинами теплозащитного экрана для защиты металлической конструкции ракеты от палящих температур при входе обратно в атмосферу.

Для первого комплексного испытательного полета этой новой ракеты Starship — это всего лишь прототип без какой-либо оперативной полезной нагрузки для запуска в космос. На самом деле, даже если все пойдет по плану, звездолет не достигнет орбитальной скорости, а вместо этого снова войдет в Тихий океан к северу от Гавайев и врежется в него после почти одного полного круга вокруг Земли.

SpaceX в конечном итоге хочет восстановить и повторно использовать обе ступени ракеты Starship. У компании есть амбиции в конечном итоге выполнять ежедневные запуски этой гигантской ракеты со стартовыми площадками в Техасе и Флориде, которые либо работают, либо строятся.

Коммерческие спутники, например, для собственной интернет-сети SpaceX Starlink, могут стать одними из первых полезных нагрузок, которые будут летать на Starship. У НАСА также есть контракт со SpaceX на разработку производной ракеты Starship в качестве посадочного модуля для лунной программы Artemis. Это потребует от SpaceX тестирования новой и неиспробованной технологии дозаправки на орбите.

SpaceX говорит, что первая попытка запустить космический корабль в космос — это, прежде всего, учебная задача. SpaceX находится на завершающей стадии сборки новых сверхтяжелых ускорителей и звездолетов в Техасе для дополнительных тестовых запусков в ближайшие месяцы, при условии, что стартовая площадка Starbase не будет значительно повреждена во время испытательного полета на этой неделе.

«Нам может потребоваться несколько ударов по банке здесь, прежде чем мы достигнем орбиты, а затем, после выхода на орбиту, мы должны вернуть ракету-носитель и приземлиться», — сказал Маск. — Мы должны вернуть корабль и приземлиться. И для того, чтобы повторное использование было быстрым, он должен приземлиться там, где он взлетел, потому что транспортировать этого гигантского зверя чрезвычайно сложно».

Маск сказал, что, по его мнению, SpaceX может восстановить и быстро повторно использовать ракеты Super Heavy и Starship через два или три года. Компания хочет в конечном итоге отказаться от семейства ракет Falcon и космических кораблей Dragon в пользу Super Heavy и Starship, хотя ожидается, что Falcon и Dragon останутся в эксплуатации, запуская экипажи и грузя космическую станцию до конца 2020-х годов.

«Это своего рода первый шаг в очень долгом путешествии, которое потребует много-много перелетов», — сказал Маск в понедельник. «Для тех, кто следил за историей Falcon 9 и Falcon 1, а также за нашими попытками повторного использования, я думаю, что могло быть около 20 попыток, прежде чем мы действительно восстановили ступень. А затем потребовалось еще много полетов, прежде чем мы получили многоразовое использование, которое имело смысл, когда нам не нужно было перестраивать всю ракету».

Очистив свою башню стартовой площадки высотой почти 500 футов, Super Heavy и Starship направятся по траектории к востоку от Звездной базы над Мексиканским заливом. Ракета превзойдет скорость звука и максимальное аэродинамическое давление менее чем за минуту, когда Starship выдержит самые жесткие структурные нагрузки своего подъема в космос.

Маск сказал, что SpaceX модернизировала первую сверхтяжелую ракету-носитель Super Heavy, получившую название Booster 7, с защитой для защиты ее двигателей от отказов соседних двигателей.

«Это очень важно, потому что если у вас 33 двигателя и если хоть один из них выйдет из строя, это будет похоже на ящик с гранатами, действительно большими гранатами», — сказал Маск.

«Это и защита от взрыва, и защита от тепла в основании Booster 7, потому что мы поняли, что первоначальная защита, которая у нас была, была слишком слабой», — сказал Маск. «Мы столько раз разбирали ракету-носитель 7 и снова собирали ее, это кустарная ракета… Поэтому мы просто хотим, чтобы она взлетела и перешла к ракете-носителю 9 (следующему пригодному для полетов сверхтяжелому ускорителю)».

33 двигателя ракеты-носителя Super Heavy отключатся почти через три минуты после начала полета, что позволит ступени ракеты-носителя оторваться от верхней ступени звездолета. Затем загорятся двигатели Raptor на звездолете, впервые запустив в безвоздушной космической пустоте, чтобы начать запланированное шесть с половиной минут горения, чтобы разогнаться до скорости, близкой к орбитальной скорости.

Ожидается, что орбита звездолета будет эллиптической или вытянутой по форме, с высшей точкой, или апогеем, на высоте почти 150 миль (250 километров) над Землей, и нижней точкой, или перигеем, на высоте внутри земной атмосферы.

После отделения от корабля Starship примерно через три минуты после старта ускоритель Super Heavy повторно запустит некоторые из своих 33 двигателей, чтобы компенсировать его скорость на нисходящем диапазоне для «ускорения». Падая в сторону Мексиканского залива, ракета будет запрограммирована на повторное включение части своих двигателей непосредственно перед тем, как достичь моря, чтобы замедлить скорость для контролируемого приводнения.

Завтра # Звездный корабль Траектория.
Цифры рядом с позициями — это минуты после запуска.

Отсутствие видимости после запуска (пролеты над землей либо при дневном свете, либо в тени земли).
Но возвращающийся огненный шар будет виден с Гавайев. pic.twitter.com/EyeJEhvVuD

- Д-р Марко Лэнгбрук (@Marco_Langbroek) 16 апреля 2023

Обе ступени корабля Starship используют автогенную систему наддува, в которой нагретый кислород и метан направляются обратно в топливные баки в газообразном состоянии для подачи давления, обеспечивая плавный поток жидкого окислителя и топлива в двигатели Raptor. Маск сказал в воскресенье вечером, что одна из проблем в конструкции Starship — убедиться, что газы наддува не становятся достаточно холодными, чтобы сжижаться в баках.

Корабль Starship совершит кругосветное путешествие, пролетев над Флоридским проливом, Атлантическим океаном, Африкой, Индийским океаном, Индонезией и Тихим океаном, прежде чем вернуться в атмосферу к северу от Гавайев. SpaceX надеется собрать данные во время входа корабля в атмосферу, но корабль Starship не будет выполнять никаких маневров приземления и, следовательно, не будет восстановлен.

Обе ступени ракеты-носителя Starship спроектированы так, чтобы быть полностью многоразовыми, что является шагом вперед по сравнению с частично многоразовыми ракетами SpaceX Falcon 9 и Falcon Heavy, которые требуют новых верхних ступеней при каждом полете.

Концепция SpaceX по извлечению ракеты-носителя Super Heavy включает в себя его ловлю с помощью шарнирных рычагов «палочки для еды» на стартовой башне. Starship также будет использовать свои двигатели, чтобы вернуться через атмосферу и приземлиться на Землю или достичь поверхностей других планетных тел, таких как Луна или Марс. Однако первый орбитальный испытательный полет Starship не будет включать никаких попыток восстановления и повторного использования.

Эл. адрес Автор.

Следите за сообщениями Стивена Кларка в Twitter: @ StephenClark1.