Очередной и очень ощутимый шаг вперед гигантского гибрида ракеты и звездолета

НаукаНаука

Третье испытание «Старшипа»

Третий полет космической транспортной системы, призванной в корне изменить космонавтику, достиг наибольшего результата. Как он прошел и что ожидается дальше?

Николай Цыгикало

Космическая транспортная система «Старшип» перед стартом, Звездная База, Бока-Чика, Техас. Фото: Space X

Самый большой

Совсем недавно, 14 марта, прошел третий испытательный запуск космической многоразовой транспортной системы «Старшип» (Starship), создаваемой компанией SpaceX и ставшей главным направлением ее конструкторских работ. Гигантский гибрид ракеты-носителя и звездолета планируется к очень широкому применению: доставка больших масс на околоземные орбиты и Луну, включая посадки с десятками тонн груза на борту и экипажами для лунной базы. Огромный корабль сам может служить и лунной базой, и орбитальной станцией, по герметичному объему равной МКС. Причем она сможет взлетать на орбиту сразу с экипажем и возвращаться с ним на Землю, выполняя посадку и затем новые полеты.

Стартовой массой 6 тыс. тонн «Старшип» вдвое превзошел прошлого рекордсмена, ракету «Сатурн-5» для полетов на Луну по программе «Аполлон» полвека назад. Это масса 20 заправленных ракет-носителей «Союз», сложенных вместе. В отличие от них части «Старшипа», стартовав одной ракетой, в ходе полета превращаются в два разных летательных аппарата. И у каждого сложная управляемая посадка в своей точке финиша.

Огромная полезная нагрузка «Старшипа» 150 тонн (два груженых вагона) и полная многоразовость могут снизить цену килограмма груза на орбите до революционных $100 или ниже. Успех откроет новую эру в космонавтике, на порядки расширив доступ в космос и грузопоток на орбиту. Но главная цель — обитаемые базы на Марсе масштаба больших городов и колонизация Красной планеты, воплощение мечты Илона Маска, основателя SpaceX. После запуска он сказал, что «Старшип» будет на Марсе через пять лет.

Хотя и без Марса система может изменить жизнь человечества — например, новым сверхбыстрым типом пассажирских перевозок. Суборбитальная баллистика пройдет океан за полчаса. Появление в ХХ веке реактивной пассажирской авиации изменило мир. Правда, при массовых полетах возникнут вопросы защиты озонового слоя, но была бы матчасть, а решения найдутся. Неудивительно, что третий испытательный полет «Старшипа» привлек столько внимания.

Суборбитальный путь пройден

Взлет прошел в отличных метеоусловиях. Гигантская ракета, самая большая и тяжелая в истории, медленно ушла со стартового сооружения на берегу Мексиканского залива и устремилась в техасское небо. Реактивная струя, тоже самая мощная в истории, создавалась метановыми двигателями в количестве сакральных 33. Большие светлые конусы Маха внутри бледной струи показывали ее единство и однородность. Так создавалась тяга в 7,7 тыс. тонн, ведущая ракету по траектории с заданным ускорением.

Полетная баллистическая кривая выбрана набором задач. Орбита плоха при отказе двигателя с невыдачей тормозного импульса. Неуправляемый сход с орбиты массивной машины опасен. Ей нужно при любом раскладе надежно упасть в заданный район посадки, пустынный и удаленный от старта на час полета, за который можно провести в невесомости проверки систем корабля: открыть грузовые створки, вкачать десять тонн топлива в носовой бак, включить и заглушить двигатели.

«Старшип» планово не добрал до орбиты около 500 м/с скорости и выключил двигатели на высоте 150 км. Пройдя апогей на 234 км (высота низких орбит), он стал снижаться к посадке в Индийском океане между Мадагаскаром и Австралией. Отделившийся ускоритель «Супер Хэви» описал большую вертикальную кривую с заходом на посадку на воду Мексиканского залива. Посадочных платформ и сооружений не было; оба приводнения в заданных точках акваторий отрабатывали правильное обнуление скорости.

Выход «Старшипа» на траекторию прошел гладко, как в кино. Старт, горячее разделение, разгон корабля, выключение двигателей, полет по суборбите в целевой район. Четко отработала первая ступень, зайдя на посадку в свою точку. Ключевым улучшением прошлого пуска стала прибавка к его 6,5 км/с еще 0,8 км/с, штатное завершение разгона и прохождение суборбитальный траектории.

Самая мощная в истории реактивная струя, вбрасываемая при создании тяги 7700 тонн. Фото: Space X

Успех и выбор аксиом

Как определить успешность пуска? Чтобы вступать в игру оценки успешен/не успешен, нужен критерий, правило для определения успеха и неудачи, понятное участникам выработки и использования оценки. Словно латынь испытателей, четкая, как межконтинентальная дальность с 5,5 тыс. км или формальная граница атмосферы на высоте 100 км.

Точного критерия неудачного запуска нет. И поэтому могут быть разные взгляды на оценку пуска. Даже противоположные и одновременно неоспоримые. Вопрос выбора аксиом — базовых начал, не требующих доказательств. Пересекаются параллельные кривые или нет? Разный ответ дадут геометрии Евклида, Римана и Лобачевского. Бак наполовину пуст или наполовину полон при ровно половинной заправке. Что выбрать и почему?

Теоретик скажет одно, практик — другое, романтик — третье. Логично оценить запуск по выполнению полетной задачи, ведь он затеян для этого. Выход на орбиту складывается из этапов: старт, атмосфера, разделение ступеней, выход на целевую траекторию, отделение груза. Полетные задачи разные по важности и делятся на основные и второстепенные. Назвать их тоже вопрос выбора. Пройдены верно все этапы полета — он успешный. Если часть задач да, а часть нет — как оценивать такой пуск? Как взвесить сделанное и несделанное и выбрать механизм наклона чаши весов?

Ответ на это непростой, и выбор факторов большой. Можно сделать главным взлет и выход в заданный полет. И тогда задача пуска лишь к орбите приведет. У многоразовых систем она из двух отдельных тем: задать космический полет и приземлиться в свой черед.

Старт «Старшипа». Видны светлые участки конусов Маха в бледной струе метанового огня. Фото: Joe Skipper / Reuters

Полетная задача

Основная полетная задача бывает одна и ярко очерчена. Для ракеты-носителя это разгон навьюченного груза. Он показан точкой финиша и скоростью в ней, их шестью параметрами: двумя географическими координатами и высотой точки и двумя углами направления в пространстве и величиной скорости. Также важен и груз: не погнутый при запуске и отделенный от последней ступени — это еще два параметра. Восемь пунктов решают успех запуска: дойти до верной скорости груза и отделить его в свой путь.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Как кофеин влияет на мозг и тело: неожиданные факты Как кофеин влияет на мозг и тело: неожиданные факты

Исследования выявили ряд интересных фактов, связанных с кофеином

Psychologies
Его рок-н-ролл Его рок-н-ролл

Эмин Агаларов: «Элвис в моём исполнении всегда нравился слушателям»

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Одуванчик: сорняк, еда, лекарство Одуванчик: сорняк, еда, лекарство

Самый распространенный и самый полезный российский сорняк

Наука
Кто такой ёкарный бабай и что на Руси знали о тонкостях пикапа: 9 необычных книг о славянской культуре Кто такой ёкарный бабай и что на Руси знали о тонкостях пикапа: 9 необычных книг о славянской культуре

Приготовьтесь к погружению в мифические истории, о которых вы точно не знаете

ТехИнсайдер
Первая пятилетка Первая пятилетка

Нереальные цифры, которые показались советским руководителям неамбициозными

Наука
«Урал» из Испании и «Спартак» из Англии: как в мире появились тезки российских клубов «Урал» из Испании и «Спартак» из Англии: как в мире появились тезки российских клубов

Команды с привычными для болельщиков названиями существуют и в дальнем зарубежье

Forbes
Натуральное автохозяйство Натуральное автохозяйство

Импортозамещение, технологический суверенитет и другие актуальные понятия

Автопилот
Дубровский: почему у них с Машей не было шансов Дубровский: почему у них с Машей не было шансов

Почему Троекурова Маша выходит замуж за нелюбимого?

Psychologies
Академик Леопольд Лобковский: я не увидел ответа в антропогенной теории потепления Академик Леопольд Лобковский: я не увидел ответа в антропогенной теории потепления

Академик Леопольд Лобковский: человек не виноват в глобальном потеплении

Наука
8 вдохновляющих книг с сильными героинями 8 вдохновляющих книг с сильными героинями

Книги, которые утешат вас в нелегкий период жизни и помогут поверить в свои силы

Psychologies
Генпрокуратура пришла в суд: кто и почему выбыл из российского списка Forbes за год Генпрокуратура пришла в суд: кто и почему выбыл из российского списка Forbes за год

За год российский список Forbes покинули восемь миллиардеров. Кто это и почему?

Forbes
Михаил Владимирович Голицын и «Угли России» Михаил Владимирович Голицын и «Угли России»

Крупнейший специалист по геологии угля Михаил Голицын и роль угля в жизни России

Знание – сила
Сын за отца: Андрей Тарковский — младший о доке «Андрей Рублев: Воспоминания о фильме» Сын за отца: Андрей Тарковский — младший о доке «Андрей Рублев: Воспоминания о фильме»

Чем авторская версия «Рублева» отличается от общедоступной?

Правила жизни
Электрическое сопротивление Электрическое сопротивление

Эра электрокаров закончилась, так и не успев начаться

Монокль
Катерина Мурашова: от гиперопеки к ипохондрии Катерина Мурашова: от гиперопеки к ипохондрии

Как гиперопека влияет на ментальное здоровье ребенка? Личная история

СНОБ
Код: элегантность Код: элегантность

Интерьер в стиле рафинированного софт-минимализма

SALON-Interior
Историк экономики Быков: «Нам нужна самодостаточность, а не прибыль» Историк экономики Быков: «Нам нужна самодостаточность, а не прибыль»

Зачем России нужна экономика самодостаточности, чем она отличается от автаркии?

ФедералПресс
Мебель века: 10 самых значимых предметов интерьера Мебель века: 10 самых значимых предметов интерьера

Топ-лист практичных арт-объектов, повлиявших на развитие мебельного дизайна

Psychologies
«Казнить нельзя помиловать»: история высшей меры наказания в России «Казнить нельзя помиловать»: история высшей меры наказания в России

Как менялись законы, касающиеся смертной казни, в течение всей истории России

ТехИнсайдер
5+1 способ найти любовь и отношения 5+1 способ найти любовь и отношения

Как знакомиться людям, имеющим разные черты характера и подчас разные цели

Psychologies
The Kooks — гении ретромании и самая недооцененная рок-группа нулевых The Kooks — гении ретромании и самая недооцененная рок-группа нулевых

В чем феномен британской группы The Kooks

СНОБ
«Ширли»: фильм о первой темнокожей женщине, которая попыталась стать президентом «Ширли»: фильм о первой темнокожей женщине, которая попыталась стать президентом

Почему стоит смотреть фильм «Ширли», зная, что героиня не добилась успеха

Forbes
Новая эстетика: как рестораторы возрождают пивную культуру в Москве Новая эстетика: как рестораторы возрождают пивную культуру в Москве

Почему пиво и вино не конкуренты и в чем сложность открытия в Дубае

Forbes
Лепет помог птенцам зебровых амадин запомнить отцовскую песню Лепет помог птенцам зебровых амадин запомнить отцовскую песню

Лепет птенцов зебровых амадин запускает процесс запоминания песни наставника

N+1
Эренумаб облегчил симптомы мигрени лучше неспецифических препаратов Эренумаб облегчил симптомы мигрени лучше неспецифических препаратов

Лишь недавно ученые разработали эренумаб, предназначенный для лечения мигрени

N+1
«Если б мужа не было рядом, я бы вообще не родила»: как проходят партнерские роды и как к ним подготовиться «Если б мужа не было рядом, я бы вообще не родила»: как проходят партнерские роды и как к ним подготовиться

Действительно ли партнерские роды могут быть вредны для отношений?

Psychologies
4 причины детской амнезии: почему мы не помним свои первые шаги 4 причины детской амнезии: почему мы не помним свои первые шаги

Почему мы так плохо помним свое раннее детство?

Psychologies
Рим наш Рим наш

Разбираемся в том, как работало римское усыновление

Правила жизни
Как мошенники заставляют людей нарушать закон: объясняют психиатр и гипнотерапевт Как мошенники заставляют людей нарушать закон: объясняют психиатр и гипнотерапевт

Как мошенникам удается так ловко обводить людей вокруг пальца?

Psychologies
Загадки прекрасных дам Загадки прекрасных дам

Как и зачем древние люди в разных частях континента начали создавать «венер»

Вокруг света
Открыть в приложении