Тест ракеты SpaceX завершился досрочным отключением четырех двигателей
SpaceX серьезно настроена на успешное испытание ракеты Starship. Компания провела двойной тест, запустив все 33 двигателя ракеты и испытав новую систему подавления водой на стартовом комплексе. Система, предназначенная для защиты стартовой площадки от повреждений, успешно справилась с нагрузкой от работы 33 двигателей. Однако у SpaceX по-прежнему есть проблемы с двигателями: четыре из них отключились во время теста, который длился всего несколько секунд.
Статический огневой испытание — важный этап перед запуском ракеты, так как это позволяет инженерам собрать данные о работе двигателей и других систем. Для SpaceX каждый такой тест особенно ценен, так как частная компания стремится минимизировать задержки и максимально быстро исправлять проблемы.
Дизайн Starship и его требования к тяге потребовали создания более мощных двигателей, и Raptor был разработан SpaceX с нуля. Этот двигатель отличается от двигателей Merlin, используемых на ракетах Falcon, и использует другое топливо.
Последний тест прошел спустя три с половиной месяца после апрельского, и, как заявил ведущий прямой трансляции, компания испытала новую последовательность запуска для Starship.
Хотя ускоритель Super Heavy не работал на полную мощность, сегодняшняя мощность ракеты превзошла мощность крупнейшей ракеты SpaceX — Falcon Heavy. После теста стало ясно, что в баках Starship осталось много метана. Тест длился 2,74 секунды, что короче, чем было заявлено ранее.
Статический огневой испытание не гарантирует скорый предстоящий запуск. Помимо проверки всех систем и дополнительных тестов, необходимо получить разрешение от регуляторов.
Ракетный двигатель Илона Маска — блеф планетарного масштаба
Очередной выпуск авторской программы военного обозревателя Александра Артамонова «Контрольный выстрел» посвящён космосу.
Сегодня стараниями Илона Маска к этой теме по обе стороны океана повысился интерес:
с лёгкой руки основателя Tesla американская космонавтика, как утверждают американские политики и СМИ, обретает второе дыхание.
Даже уже объявлено, что впредь для полетов США будут обходиться без российского двигателя — силовой установки для движения в безопорном пространстве.
К слову, американцы уже в течение 20 с лишним лет вынуждены использовать РД-180.
Это российский ракетный двигатель еще советского производства, который используется на ракетах Atlas, включая Atlas V. Это единственный маршевый двигатель, который позволяет выводить грузы и, в том числе, людей из гравитационного колодца, то есть с поверхности Земли.
Блеф космического масштаба
Все разговоры про то, что Илон Маск уже больше года как создал при помощи своей программы SpaceX Dragon некий новый ракетный двигатель, не более чем разговоры.
Никакого двигателя Маск не создал. Его «агрегат» — всего лишь связка более 20 единиц двигателей не основного хода, не маршевых, а маневровых. Это двигатель Merlin, малый двигатель, приблизительно в 4-5 раз менее мощный, чем РД-180.
Он связал их, грубо говоря, в единый механизм, при помощи которого удалось выводить ракету на орбиту. Довольно опасное, кстати, мероприятие, потому что достаточно легкой разбалансированности одной из силовых установок для того, чтобы импульс совсем был не тот, который нужен. Итог в этом случае очевиден.
И вся планета его уже несколько раз видела. В прямом эфире.
Технику скопировать невозможно
Надо сказать, что Маск в своём желании создать собственный РД-180 не является оригинальным. Сделать это пытаются и Rocketdyne, и корпорация ULA.
И самое любопытное, что наши спецы в ракетостроении абсолютно убеждены, что американцам эта задача не по зубам по ряду объективных данных.
Натан Эйсмонт, ведущий научный сотрудник Института космических исследований Российской академии наук, сказал:
«Говорить о том, какие американские разработки более перспективны, просто рано. Очень сомнительно, что какой-то из аналогов сможет превзойти РД-180. В нем был достигнут потолок технологических возможностей».
Петр Левочкин, главный конструктор НПО «Энергомаш»:
«Я бы сказал, что все они сходятся в одном, что создать подобный двигатель в принципе невозможно, если у вас нет сплавов, если ваши сплавы не выдерживают запредельные температуры камеры сгорания и вы не знаете до конца, каким образом добиться нетекучести стенок, чтобы стенки сохраняли твердость, плотность при тех запредельных температурах в камере сгорания, которые возникают. Вопрос материаловедения, вопрос сплавов, вопрос еще правильного впрыскивания топлива — все эти вопросы американцы решить не могут, несмотря на то, что у них даже есть доступ к конструкторской документации. Мы не запираемся, мы им ее передаем».
Реальные факты в подтверждение
- Когда в 50-е годы в СССР решили скопировать английский Rolls-Royce, то никак не могли понять, как работает коробка передач: почему-то зубцы шестеренок не попадали друг в друга. Вроде бы как диаметр соответствовал, а сцепления, когда собирался механизм, не происходило. Пришлось буквально через разведку (да-да!) покупать сведения о том, что на заводе эти самые шестеренки предварительно замораживают, то есть понижают температуру металла, и таким образом зубчики цепляют друг друга, а потом, естественно, металл в процессе дилатации намертво плотно садился — и всё работало.
- Винтовка Лобаева — самая дальнобойная винтовка в мире. Стреляет на р 4200 метров. А почему? Потому что есть секрет нарезки ствола и секрет сплавов, который господин Лобаев знает, а американцы, которые в свое время его выучили, не знают.
Технологическая тайна действительно может десятилетиями оставаться тайной. Вроде бы всё скопировали, а — не работает машинка. Так же и с РД-180. Поэтому у американцев до сих пор нет собственного нового нормального ракетного двигателя, способного поднять груз на орбиту.
Последний прототип двигателя, который построили американцы в рамках корпорации ULA по чертежам РД-180, прямо на стенде взорвался.
Нам же остается надеяться, что и далее мы сумеем сохранить высокую планку эпохи Королева, создавая новые разработки, и останемся по-прежнему на коне, а наши «конкуренты» — под конем.
PS: Не просто же так США подписали новое соглашение на шесть двигателей РД-180.
Добавьте Pravda в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google
Также будем рады вам в наших сообществах в Дзене, ВКонтакте, Одноклассниках.
«Старшип» Илона Маска прошел путь от «прыгающей водокачки» до крупнейшей ракеты в истории Посмотрите, как изменился облик корабля за это (весьма короткое) время
20 апреля прошли первые полетные испытания рекордно грузоподъемной сверхтяжелой ракеты «Старшип». SpaceX впервые протестировала обе ступени системы в сборке. Первая — ступень-бустер «СуперХеви» — подняла корабль на высоту более 40 километров, откуда должен был стартовать полет. Однако ступень не отделилась, корабль начал бесконтрольно вращаться и взорвался. Но это все равно большое достижение: SpaceX представила самый первый прототип «Старшипа» всего четыре года назад (он поднялся от земли только на метр). «Медуза» рассказывает, как создавалась крупнейшая в истории ракета, и показывает, как менялся ее облик.
Американский флаг закрепляют на первый прототип «Старшипа» — небольшой однодвигательный корабль «Стархоппер». Январь 2019 года. Несмотря на большую и богатую предысторию, реальный путь «Старшипа» начался именно в этом году. Тогда состоялись два ключевых события: стартовали натурные испытания «Стархоппера» и последующих первых прототипов ракеты и были объявлены целевые характеристики корабля, которые уже стали окончательными
Austin Barnard / Bloomberg / Getty Images
Мотоциклисты проезжают мимо «Стархоппера» с установленным головным обтекателем. Снимок сделан в январе 2019 года, еще до начала первых натурных испытаний. Главная заслуга «Стархоппера» — это демонстрация возможностей новых метано-кислородных двигателей Raptor. «Стархоппер» можно считать даже не кораблем, а стендом для испытания этого двигателя. «Корабль» в данном случае — это бак для топлива и окислителя, установленный на три опоры (поначалу закрепленные на земле тросами) и оснащенный одним двигателем Raptor. 4 апреля 2019 года начались его испытания, которые показали, что один двигатель, управляя вектором своей тяги, способен удержать баланс и оторвать груз от земли, подняв его хотя бы на метр. В последующих испытаниях прыжки становились все выше и уже проходили без закрепления к земле
Miguel Roberts / The Brownsville Herald / AP / Scanpix / LETA
Подготовка к пресс-конференции SpaceX в Бока-Чика в сентябре 2019 года. На переднем плане виден прототип «Старшипа» под номером Mk1. За годы до этого события Илон Маск уже рассуждал о необходимости создания многоразовых сверхтяжелых ракетных систем и собирался построить Big Falcon Rocket, однако эти планы впоследствии многократно менялись — вместе с характеристиками будущих кораблей
Jonathan Newton / The Washington Post / Getty Images
Именно в 2019 году планы начали становиться реальностью. Вместо 12-метрового в диаметре гипотетического BFR реальный «Старшип» стал 9-метровым. Его основным материалом вместо углепластика неожиданно стала нержавеющая сталь. Если взглянуть на параметры того «Старшипа», что существует как полноценный реальный корабль уже сегодня, то они почти не отличаются от того, что было заявлено в ходе сентябрьской пресс-конференции 2019 года. 150 тонн полезной нагрузки, две ступени, метано-кислородная смесь, 120 метров в высоту в сборке — 70 метров «СуперХеви» и 50 метров «Старшипа»
Loren Elliott / Getty Images
Натурные испытания прототипа под номером SN5 — одни из немногих, что не закончились взрывом и уничтожением корабля. SpaceX никогда не стеснялась показывать красочные взрывы своей техники, настаивая на том, что только натурные, реальные испытания, которые невозможны без высокой вероятности аварии, дают самые ценные данные для совершенствования новых прототипов. Испытания проходили 4 августа 2020 года, SN5 поднимался на 150 метров
Обломки другого прототипа, SN8, испытания которого состоялись в декабре 2020 года. Сравнивая снимки SN5 и SN8, может показаться, что испытания первого были успешными, а второго — нет, ведь они закончились взрывом. На самом деле это не так — SN8 выполнил гораздо более сложную программу: поднялся на высоту около 12 километров, совершил маневр переворота и успешно дошел до самого приземления. Однако недостаточное давление в метановом баке лишило двигатели необходимой тяги — и корабль разбился на самом приземлении. Пример SN5 и SN8 показывает, что, оценивая успешность запусков, нельзя ориентироваться на одно только наличие или отсутствие красочной аварии — нужно учитывать программу полета
Двигатели Raptor, установленные на прототипе «Старшип» SN9. Не будет большим преувеличением сказать, что эти двигатели являются основой всей программы сверхтяжелых ракет. Это совершенно новые двигатели, которые отличаются и по используемому топливу, и по схеме работы от двигателей Merlin, установленных на классической разработке SpaceX — ракетах «Фалькон 9». Их активная разработка началась за семь лет до первых испытаний «Стархопперов»
Программа «Старшип» SN9 была очень похожа на программу полета ближайшего предшественника и также завершилась аварией со взрывом. Однако причины ее были совсем иные, связанные с кислородной системой. Другие элементы теста — подъем, разворот и контролируемый спуск — завершились удачно
Взрыв SN9 повредил площадку для приземления, которую впоследствии SpaceX пришлось укрепить. Одним из результатов теста стала также новая схема работы двигателей во время маневра разворота — она должна была предотвратить аварию в случае отказа одного из трех двигателей
Gene Blevins / Reuters / Scanpix / LETA
Помимо использования стали вместо более распространенного углепластика и алюминия, еще одна «материальная» инновация «Старшипов» — это керамическая теплозащита. Инновация эта, конечно, не абсолютная — подобную плитку использовали раньше на «Буранах» и «Шаттлах», однако очень многое компании Маска приходится испытывать заново. Необходимость в керамике связана (пусть и не жестко) с многоразовостью корабля — при возвращении в атмосферу он испытывает очень высокое тепловое воздействие, но при этом должен сохранить свои характеристики. По фотографиям прототипов видно, что поверхность, защищенная плитками из термостойкой керамики, от демонстратора к демонстратору становится все больше, а инженеры экспериментируют со способами их крепления на стальном корпусе ракеты. На фото: инженеры обследуют установку теплозащиты на SN20. Сентябрь 2021 года
«Старшип» в сборке с первой ступенью «СуперХеви» в октябре 2022 года. Перед актуальным запуском корабль и сборку многократно проверяют — проводят криогенные (убеждаются в герметичности и прочности баков для топлива и окислителя) и огневые (направленные на двигатель) тесты
Один из огневых тестов первой ступени «СуперХеви», который предшествовал полноценному орбитальному запуску, в феврале 2023 года. Задача подобных тестов — в проверке не только двигателей, но и стартовой площадки
Сборка «Старшипа» и «СуперХеви» на космодроме Бока-Чика перед заправкой. 15 апреля 2023 года
Многочисленные «околокосмические» туристы фотографируются на фоне сборки «Старшипа» перед недавним запуском. Каждый запуск требует согласования с Федеральной администрацией авиации США, и это может занимать время. SpaceX, таким образом, лишь частично контролирует дату, когда корабль может отправиться в космос
Go Nakamura / Reuters / Scanpix / LETA
Бока-Чика — совсем новый космодром, но он постепенно становится местом паломничества энтузиастов космоса и туристов. SpaceX в планах развития космодрома учитывает и этот аспект. У компании есть намерения создать поблизости мини-город Starbase, где смогут поселиться инженеры и, возможно, появится какая-то дополнительная инфраструктура. По задумке главы SpaceX, жилое строительство в Бока-Чика в дополнение к инженерному позволит не только нарастить штат компании, но и создать инфраструктуру для зарождающегося туризма
Go Nakamura / Reuters / Scanpix / LETA
SpaceX пока подробно не комментировала причины нештатной ситуации при отстыковке второй ступени в ходе последнего испытания. Этот долгожданный запуск завершился мощным взрывом метано-кислородной смеси, однако, по словам Илона Маска, следующий тестовый полет состоится «уже через несколько месяцев»
Илон Маск против России: двигатель SpaceX побил рекорд отечественного РД-180
Новый двигатель Raptor, разработанный SpaceX, побил рекорд российского РД-180 по уровню давления в камере сгорания. Об этом глава компании Илон Маск заявил в своем Twitter.
Raptor планируется установить на космический корабль Starship, вторую ступень ракеты BFR, которая сможет доставить астронавтов на Луну и, теоретически, на Марс. 7 февраля 2019 года SpaceX впервые протестировала Raptor и вывела ракетный двигатель на полную мощность. В отличие от подавляющего большинства действующих ракетных двигателей он работает на метане, а не на керосине. Благодаря этому в двигателе не образуется сажи, его проще готовить к повторным полетам. В предыдущих испытаниях давление в камере сгорания достигало 250 атмосфер — показателя, близкого к среднему давлению в российском двигателе РД-180, у которого этот показатель составляет 266,7 бар. Такие двигатели делают на НПО «Энергомаш».
«Сегодня Raptor достиг 268,9 бара, побив предыдущий рекорд, установленный потрясающим российским РД-180», — написал Маск.
Еще в конце декабря основатель SpaceX считал РД-180 самым совершенным двигателем. «Стыдно, что компаниям Boeing и Lockheed нужно использовать российский двигатель на ракете Atlas-5, однако конструкция двигателя великолепна», — написал он в твиттере.
Планы и реальность
Справедливости ради стоит отметить, что двигатель РД-180 производится серийно и уже используется в упомянутом Маском Atlas-5. В будущем его планируется применить в российской сверхтяжелой ракете «Енисей», по данным источника РИА Новости. SpaceX же в своих ракетах пока не использует Raptor. В уже существующих Falcon-9 и Falcon Heavy применяются двигатели Merlin, менее совершенные, чем РД-180. Двигатель Raptor еще только предстоит испытать в составе ракеты, — ее SpaceX также еще лишь предстоит создать. Кроме того, российские двигатели стремится заменить и Джефф Безос — его компания Blue Origin разрабатывает BE-4.
Планируется, что на более совершенных версиях двигателя Raptor инженерам удастся повысить давление до отметки в 300 атмосфер. Маск обещает, что на таких двигателях ракеты SpaceX смогут облететь Луну уже в ближайшее время. В 2019 году SpaceX запланировала запуск тестовой версии Starship, которая получила называние Starhopper. Она должна будет подняться вверх на несколько десятков километров, а затем плавно опуститься обратно на Землю. На ней будут отработаны технологии для создания многоразовой полноценной версии второй ступени BFR — Starship.
В то же время главные конкуренты Маска в борьбе за Луну — ракета SLS, собранная инженерами NASA, и российская ракета-носитель сверхтяжелого класса «Енисей», — многоразовыми не являются. При этом первая российская пилотируемая экспедиция по всей видимости отправиться на Луну не раньше 2031 года.
Если Маску удастся доказать, что его многоразовые ракеты запускать в разы дешевле, то разработки NASA и «Роскосмоса» окажутся устаревшими уже на стадии разработки.