В субботу 28 сентября основатель и технический директор компании SpaceX Илон Маск выступил перед журналистами на испытательной площадке компании около техасского города Бока-Чика. Он рассказал о том, как изменился проект сверхтяжелой многоразовой системы Super Heavy/Starship за прошедший год и о планах на ближайшее будущее. Презентация состоялась в 11 годовщину первого орбитального запуска SpaceX. 28 сентября 2008 года сверхлегкая ракета Falcon 1 с четвертой попытки смогла вывести груз на орбиту. Как отметил сам Маск, если бы этот полет не увенчался успехом, история SpaceX бы на нем завершилась.
Super Heavy/Starship – многоразовая ракетно-космическая система. SpaceX пытается реализовать идею «космических челноков» на новом техническом уровне. Как у шаттлов, вторая ступень Starship одновременно выполняет роль космического корабля. Но, в отличие от шаттла, Starship сможет дозаправляться в космосе и совершать посадку на другие тела Солнечной системы. На обеих ступенях SH/Starship будут применяться кислородно-метановые двигатели Raptor.
Космические шаттлы, несмотря на достаточно успешную историю эксплуатации, не смогли оправдать надежды, возложенные на них при запуске проекта. Частота пусков шаттлов так и не достигла десятков в год, а их многоразовать оказалась неполной. Шаттл терял в каждом полете топливный бак, его твердотопливные ускорители получали существенные повреждения при падении в воду, а сам челнок нуждался в дорогостоящем межполетном обслуживании.
В отличие от шаттла, SH/Starship должен стать полностью многоразовым. По утверждению Маска, теоретический предел частоты полетов Starship – до 1000 раз в год. Флот из десяти ракет позволит за год доставить в космос миллион тонн груза. За один запуск SH/Starship сможет доставлять на орбиту 150 т и возвращать на Землю 50 т грузов. Диаметр обеих ступеней составляет 9 м.
 |
| Проект сверхтяжелой многоразовой системы Super Heavy/Starship. |
| Источник: kosmolenta.com |
Длина Super Heavy – 68 м, на ней будет установлено 37 двигателей Raptor в атмосферой версии, семь из них будут подвижны для управления ориентацией ракеты. По словам Маска, теоретически, число двигателей можно сократить, а потому мы можем ожидать, что на первых версиях SH их будет меньше. Однако в случае многоразовых систем важно поддерживать высокое соотношение тяги к массе, т. к. ускоритель должен придать второй ступени максимальную скорость. Именно этим обусловлено стремление установить на первой ступени 37 двигателей. Как и первая ступень Falcon 9, Super Heavy будет оборудована решетчатыми рулевыми крыльями. После выполнения миссии она будет возвращаться на стартовую площадку. Масса топлива полной заправки Super Heavy составит 3300 т. Общая тяга ступени составит около 7500 тс (74 000 кН).
 |
| Проект сверхтяжелой многоразовой системы Super Heavy/Starship. |
| Источник: kosmolenta.com |
Starship в актуальной версии имеет длину 50 м. Планируется, что сухая масса аппарата составит 120 т, хотя в первом прототипе она достигает 200. Топливные баки ступени вмещают 1200 т топлива. При возврате на Землю Starship будет использовать полностью аэродинамическое торможение в атмосфере при помощи подвижных крыльев, а затем он будет выполнять вертикальную посадку на реактивных двигателях. Каждый корабль будет оборудован тремя атмосферными двигателями Raptor с контролем вектора тяги и тремя неподвижными вакуумными двигателями.
 |
| Проект сверхтяжелой многоразовой системы Super Heavy/Starship. |
| Источник: kosmolenta.com |
Обе ступени будут работать с избытком окислителя в соотношении жидкого кислорода к жидкому метану 3:1.
 |
| Проект сверхтяжелой многоразовой системы Super Heavy/Starship. |
| Источник: kosmolenta.com |
Выбор стали в качестве материала для постройки SH/Starship Маск объяснил тем, что она хорошо сохраняет прочностные свойства как при высоких, так и при низких температурах. Он также отметил, что она почти в 50 раз дешевле углепластика. Высокая температура плавления стали позволяет снизить требования к керамическим плиткам теплозащитного покрытия. Инженеры SpaceX рассчитывают, что они будут достаточно легкими и не потребуют частой замены.
 |
| Проект сверхтяжелой многоразовой системы Super Heavy/Starship. |
| Источник: kosmolenta.com |
Илон Маск выступал на фоне прототипа второй ступени своей системы Starship Mk1, сборка которой завершилась на этой неделе. Ее постройка началась около четырех месяцев назад, а первый полет, по ожиданиям Маска, произойдет через 1-2 месяца. Максимальная высота полета Starship Mk1 составит 20 км. Ему отводится та же роль, какая отводилась тестовому аппарату «Кузнечик» (Grasshopper) при создании многоразовой первой ступени ракеты Falcon 9.
 |
| Проект сверхтяжелой многоразовой системы Super Heavy/Starship. |
| Источник: kosmolenta.com |
Параллельно SpaceX строит Starship Mk2 на своей площадке во Флориде. Он должен быть готов через несколько месяцев. С каждым новым аппаратом проект корректируется, а производственные процессы будут улучшаться, причем скорость прогресса Маск оценивает как экспоненциальную. Именно с учетом этой оценки он описал предварительный план испытательной программы для SH/Starship, уточнив, однако, что дать точный прогноз при разработке настолько уникальной и сложной системы просто невозможно.
 |
| Проект сверхтяжелой многоразовой системы Super Heavy/Starship. |
| Источник: kosmolenta.com |
Постройка Starship Mk3 начнется приблизительно через месяц в Бока-Чика, и она должна быть завершена через 3-4 месяца. Начиная с этого аппарата SpaceX будет использовать цилиндрические секции с одним сварным швом вместо секций, сваренных из прямоугольных листов, что позволит существенно снизить сухую массу. Starship Mk4 должен быть готов через 4-5 месяцев. Первую ступень Super Heavy начнут собирать после Mk4. Маск не ожидает больших сложностей с ней, но отмечает, что «узким местом» в производственном процессе остаются темпы постройки двигателей Raptor. В первом квартале следующего года SpaceX планирует выйти на производство одного двигателя в сутки.
Приблизительно начиная с Mk3 или Mk4 запланирована замена рулевых двигателей на холодном газе (сжатом азоте) на более эффективные двигатели, использующие «горячий» газ.
Первым на орбиту сможет отправиться Mk3, или, что более вероятно, 4-5 аппарат. Маск надеется увидеть первый орбитальный запуск в следующем году и не исключает даже первого пилотируемого запуска до конца 2020 года. SpaceX планирует осуществлять пилотируемые запуски с обеих площадок: и из Техаса, и из Флориды.
Отвечая на вопросы журналистов, Маск отметил, что Starship не может выйти на орбиту без первой ступени: если его максимально облегчить, он смог бы это сделать, но только без возврата на Землю, что не имеет смысла.
Сейчас на программу SH/Starship расходуется менее 5% ресурсов SpaceX. Основные усилия компании направлены на ввод в эксплуатацию пилотируемого корабля Dragon, который сможет доставлять астронавтов на Международную космическую станцию.
