Как и было запланировано, в ночь на 29 сентября на техасском испытательном полигоне SpaceX в Бока-Чика состоялась презентация обновленной концепции межпланетного корабля Starship, над которым компания Илона Маска работает уже несколько лет. Мероприятие, проводившееся на открытом воздухе, транслировалось в прямом эфире на канале SpaceX в YouTube, желающие могут посмотреть видеозапись прямо в этой заметке.
Мы внимательно следили за развитием этой впечатляющей концепции с момента ее зарождения и писали обо всех важных изменениях, все заметки по этой теме можно легко найти по соответствующим тегам, перечисленным внизу этой заметки. Но давайте коротко вспомним основные этапы развития, прежде чем перейти к освещению всех подробностей сегодняшней презентации.
Изначально проект носил название ITS (Interplanetary Transport System), его презентация состоялась на ежегодном Международном конгрессе астронавтики в сентябре 2016 года. Спустя год на следующем Международном конгрессе астронавтики Илон Маск представил обновленную концепцию универсальной многоразовой системы (ракета+корабль), призванной в будущем заменить вообще весь парк ракет и кораблей SpaceX, и сообщил, что первые грузовые корабли полетят на Красную планету уже в 2022 году. Тогда ITS переименовали: нижнюю ступень назвали BFR (сокращение от Big Falcon Rocket), а верхнюю — BFS (Big Falcon Ship). В сентябре 2018 года SpaceX внесла крупные изменения в проект, а в ноябре 2018 Маск сообщил о переименовании ракеты-носителя BFR в Super Heavy, а корабля BFS — в Starship. В нынешней итерации Super Heavy представляет собой классическую первую ступень, а Starship одновременно является пилотируемым или грузовым космическим кораблем, в зависимости от версии. Обе ступени проектируются как полностью многоразовые. То есть, с возможностью возврата на космодром или морскую платформу после старта и повторного использования после минимального сервисного обслуживания.
Starship will be the most powerful rocket in history, capable of carrying humans to the Moon, Mars, and beyond pic.twitter.com/LloN8AQdei
— SpaceX (@SpaceX) September 29, 2019
Итак, сегодняшняя ночная презентация проводилась в первую очередь для фанатов SpaceX — большую ее часть говорили о достижениях и истории, а новых деталей по проекту — не так много, как хотелось бы. К слову, ровно 11 лет назад, 28-го сентября, ракета Falcon 1 совершила свой первый успешный полет. Выступая перед публикой, Маск еще раз заявил о главной миссии — колонизации планет нашей Солнечной системы и превращении человечества в межпланетную цивилизацию.
«Важнейшим прорывом, необходимым для того, чтобы мы стали межпланетной цивилизацией, является космическое путешествие, подобное воздушному путешествию. Быстрая и многоразовая ракета — это и есть святой Грааль космоса» — сказал на презентации Илон Маск.
Маск выступал перед публикой на фоне собранного накануне первого прототипа корабля Starship (модель Mk1), который с нуля построили примерно за пять месяцев. В ближайшие месяцы должен состояться его первый запуск — прототип с тремя метан-кислородными двигателями Raptor поднимется на высоту 20 километров и приземлится обратно на космодром. Вскоре после этого свой первый полет совершит и второй прототип Starship (Mk2), над которым параллельно работает флоридская команда Starship в Коко. В Бока-Чика уже готовятся начать сборку третьего прототипа Mk3, а в Коко, завершив работу над Mk2, перейдут к сборке Mk4. Отличительной особенностью новых прототипов Mk3 и Mk4 станет наличие версии двигателя Raptor для работы в безвоздушном пространстве (Mk1 и Mk2 оснащаются тремя атмосферными Raptor. К началу следующего года должны быть построены пятая и шестая модели), а еще они будут собраны не из множества металлических пластин, а из катанного листа с одним швом. И это облегчит конструкцию. Версии Mk3 и Mk4 будут запускать на орбиту в сборке с разгонным блоком Super Heavy, причем первый орбитальный запуск должен состояться в течение полугода! Да, темпы впечатляют, но Илон Маск известен привычкой называть слишком оптимистические сроки, так что к этим тоже следует относиться скептически.
«Знаю, все это прозвучит, как полное безумие, но мы хотим попытаться достичь орбиты менее чем за шесть месяцев», — сказал Маск. — «При условии сохранения экспоненциальных темпов улучшения дизайна и совершенствования производственного процесса, как мне видится, это правильная оценка».
Raptor is a full-flow, staged combustion rocket engine powered by cryogenic methane and liquid oxygen pic.twitter.com/7JCvK4Gm6b
— SpaceX (@SpaceX) September 29, 2019
Конструкция и дизайн обновленного корабля Starship изменились не сильно по сравнению с предыдущей версией.
Как видим, изменения заключаются в нижних и верхних аэродинамических крыльях, которые будут отвечать за тангаж, рыскание и вращение Starship. Обновленный Starship получил новую схему хвостового оперения с двумя большими плавниками вместо трех, что мы видели на предыдущем рендере. Ранее предполагалось, что посадочные опорные стойки корабля будут выезжать прямо из кончиков этих трех больших плавников, но теперь говорится, что крылья не будут выступать в роли опор. Какими будут опоры (складными или стационарными), пока неясно. Носовая часть с иллюминаторами и теплозащитой (об инновационном защитном экране мы подробно рассказывали здесь), собранной из керамических пластин гексагональной формы, теперь имеет более вытянутую форму. Первоначально, пластины защиты хотели сделать из нержавейки, но в конечном итоге предпочтение отдали керамике, которая не только легче, но и дешевле при прочих равных. Щитом будет защищена только та часть обшивки, которой корабль будет входить в атмосферу, а не весь корпус целиком. Плавников сверху — по-прежнему два, но их форма изменилась.
Длина и диаметр корабля не изменились — 50 и 9 метров соответственно. Лучше всего наглядно оценить размеры позволяет фото ниже, на котором полноразмерный прототип Starship показан рядом с Falcon 1.
Двигателей у Starship, как и планировалось ранее, будет шесть (изображение ниже): одна половина будет оптимизирована для работы в атмосфере, а вторая — адаптирована для работы в безвоздушном пространстве. Атмосферные двигатели (с небольшими соплами в центре) смогут отклоняться на угол до 15 градусов по продольной оси, а вакуумные (с крупными соплами по краям) будут закреплены неподвижно.
Накануне презентации Илон Маск делился некоторыми техническими характеристиками Starship Mk1. В частности, он говорил, что его чистая масса будет около 200 тонн, тогда как у Starship с заполненными баками масса должна быть 1400 тонн, а максимальная масса SuperHeavy и Starship с топливом и полезной нагрузкой — около 5000 тонн. Также он говорил о цели добиться в Mk4 сухой массы 120 тонн (без использования композитных материалов). Во время презентации на слайде с дизайном Starship можно увидеть значение чистой массы 85 т. Вполне вероятно, что это опечатка, поскольку значение кажется нереальным на фоне озвученного накануне.
Starship will be the most powerful rocket in history, capable of carrying humans to the Moon, Mars, and beyond pic.twitter.com/LloN8AQdei
— SpaceX (@SpaceX) September 29, 2019
Никаких новых технических данных по Starship на презентации не озвучили, только повторили те же характеристики, о которых сообщалось ранее. В частности, за один запуск SuperHeavy и Starship смогут выводить на низкую околоземную орбиту груз массой до 150 тонн в полностью многоразовой конфигурации с возвратом обеих ступеней на Землю. Илон Маск даже высчитал, что за сутки один Starship сможет слетать на орбиту три раза, за год — около 1000 раз. То есть, одна пара Starship + Super Heavy способна за год доставить на орбиту 150 000 тонн полезной нагрузки. Суммарная грузоподъемность всех доступных ракет на Земле за год сейчас составляет 200-300 тонн (это вместе с ракетами SpaceX). Таким образом, один Starship за год сможет выводить в 1000 раз больше полезной нагрузки, чем все существующие сегодня ракеты вместе взятые. Пока лишь это фантазии планы Маска, но мы просто обязаны донести до вашего сведения эту информацию, а уж вы сами решайте, что делать с ней дальше.
О первой ступени Super Heavy, необходимой для преодоления значительной силы притяжения Земли (с Луны или Марса корабль Starship сможет взлетать с помощью собственных двигателей), на презентации практически ничего не сказали. По словам Маска, Super Heavy может иметь до 37 двигателей Raptor. Точное количество будет зависеть от конкретной миссии, минимальное количество двигателей, судя по всему, будет составлять 24 единицы. При этом на некоторых этапах задействоваться будет лишь часть двигателей. Например, по задумке инженеров, после отделения корабля и обеспечения ускорителю соответствущего импульса будут использоваться лишь 7 центральных двигателей, при возвращении в атмосферу двигатели и вовсе не будут включаться, а для посадки, как планируется, хватит нескольких. То есть, мощность Super Heavy будет избыточна, а решение оснастить Super Heavy таким большим количеством двигателей обусловлено желанием повысить отказоустойчивость ракеты, а не общую мощность.
Планируется, что Super Heavy будет выводить на орбиту Starship и возвращаться в течение часа, его межполетное обслуживание с дозаправкой будет занимать примерно столько же. Производство двигателей Raptor для Starship — приоритетная задача. Сейчас SpaceX собирает один Raptor в две недели, к началу следующего года SpaceX рассчитывает выпускать по одному двигателю каждые два дня.
Корабль Starship можно будет обслуживать прямо под открытым небом, отдельных заводов и цехов строить не придется ни на Земле, ни на других планетах. А еще Starship можно будет дозаправить прямо в космосе.
Starship will use in-space propellant transfer to enable the delivery of over 100t of useful mass to the surface of the Moon or Mars pic.twitter.com/pzCUebidZg
— SpaceX (@SpaceX) September 29, 2019
На презентации показали танкер — копию Starship (выше на изображениях), представляющий собой огромный резервуар для топлива. После стыковки топливо из танкера будет перетекать в баки корабля благодаря микрогравитации и плавному изменению орбиты. Этот процесс якобы должен быть даже проще, чем на Земле. К слову, в перспективе SpaceX планирует добывать топливо на Земле при использовании возобновляемой энергии, построив заводы по переработке CO2 из воздуха в метан (топливо) и воды в жидкий кислород (окислитель).
Ultimately, Starship will carry as many as 100 people on long-duration, interplanetary flights pic.twitter.com/mDujtYeLwV
— SpaceX (@SpaceX) September 29, 2019
Как уже говорилось ранее, в пассажирском отсеке Starship с комфортом смогут разместиться и путешествовать до 100 человек. О том, сколько будет стоить билет на презентации не говорили. Но в начале года Маск, отвечая на вопрос в Twitter, заявил, что в один прекрасный день, когда путешествия на Марс станут реальностью и перелеты на Красную планету начнут выполняться на регулярной основе, билеты в обе стороны будут продаваться по цене ниже $500 тыс., добавив, что в дальнейшем цена может снизиться до $100 тыс. Сам он ранее говорил, что с 70-процентной вероятностью окажется в числе тех, кто переедет жить на Марс.
В ходе презентации Маск отметил, что SpaceX уже провела 78 успешных запусков и намерена и дальше наращивать это число.
Свежие рендеры Starship, а также лунной и марсианской баз.
Повторимся, первый орбитальный запуск Starship сейчас планируется совершить в ближайшие шесть месяцев. После примерно 10 таких запусков SpaceX рассчитывает произвести первый пилотируемый запуск Starship. Маск говорит, что это будет реально уже в 2020 году. Опять-таки к этому заявлению стоит относиться крайне сдержанно, как и к планам в 2023 году отправить с помощью Starship к Луне японского миллиардера.
Ранее Маск говорил о планах к 2022 году запустить на Марс две грузовые миссии Starship, чтобы подготовиться к прибытию первых марсианских поселенцев в 2024 году. Также он утверждал, что его компания сможет построить постоянную колонию к 2028 году и показывал свое видение того, как может выглядеть будущая база колонизаторов на Марсе. Если помните, Илон Маск также выдвигал идею приспособить ракеты Starship для пассажирских перевозок, чтобы летать в любую точку планеты быстро (за час) и дешево (по цене авиабилета в эконом-класс).
Накануне презентации глава NASA Джим Брайденстайн адресовал Илону Маску в Twitter достаточно провокационное сообщение. Вот оно:
My statement on @SpaceX's announcement tomorrow: pic.twitter.com/C67MhSeNsa
— Jim Bridenstine (@JimBridenstine) September 27, 2019
Он отметил, что программа Commercial Crew Program на несколько лет отстает от графика, съязвив, что NASA отжидает от SpaceX столь же высокого энтузиазма в возвращении инвестиций американских налогоплательщиков. На фоне трудностей Boeing и проблем с многострадальной ракетой SLS оно выглядит весьма странно.
Напомним, изначально первый полет Crew Dragon с экипажем планировался на этот июль, но из-за апрельской аварии корабля при наземных огневых испытаниях в апреле (причиной стал титановый обратный клапан системы наддува) запуск отложили. Ранее SpaceX с оптимизмом говорила, что запуск может состояться до конца 2019 года, но, вероятнее, он пройдет уже в 2020 году.
Отвечая на сообщение американского чиновника, Маск напомнил, что сейчас SpaceX направляет на развитие проекта Starship всего лишь 5% своих ресурсов. Он прямо заявил, что подавляющее большинство ресурсов компания направляет на ракеты Falcon и корабли Dragon, в особенности на пилотируемую версию Crew Dragon.
Ранее SpaceX оценивала проект Starship в $5 млрд, сколько потратили на развитие проекта к настоящему моменту, неизвестно.