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

Силой мысли, или что обещает нам Илон Маск Силой мысли, или что обещает нам Илон Маск

Чего же Маск хотел в сфере нейроинтерфейсов, что сделал и что сможет сделать

Популярная механика
В стране невыученных налогов В стране невыученных налогов

Почему блогеры стали целевой аудиторией ФНС

Деньги
Одуванчик: сорняк, еда, лекарство Одуванчик: сорняк, еда, лекарство

Самый распространенный и самый полезный российский сорняк

Наука
Новые имена. Пять избранных фильмов кинофестиваля «Дух огня — 2024» Новые имена. Пять избранных фильмов кинофестиваля «Дух огня — 2024»

Самые яркие картины форума «Дух огня — 2024»

СНОБ
Первая пятилетка Первая пятилетка

Нереальные цифры, которые показались советским руководителям неамбициозными

Наука
Неземное хобби: чем увлекались на отдыхе Гагарин, Армстронг и еще 7 известных космонавтов Неземное хобби: чем увлекались на отдыхе Гагарин, Армстронг и еще 7 известных космонавтов

Какие увлечения были у известных космонавтов?

ТехИнсайдер
То, что надо! То, что надо!

Opel Grandland X – новая достойная страница в истории старого доброго бренда

Playboy
5 фильмов от режиссеров-дебютантов из России, которые покажут новый взгляд на отношения 5 фильмов от режиссеров-дебютантов из России, которые покажут новый взгляд на отношения

О пяти российских картинах, которые действительно стоит посмотреть

Psychologies
Эволюция экскаваторов Эволюция экскаваторов

Строитель будущего будет управлять экскаватором не выходя из дома

Популярная механика
Молодые самцы лазоревок уступили чужих самок старшим сородичам Молодые самцы лазоревок уступили чужих самок старшим сородичам

В отсутствии старших самцов лазоревок репродуктивный успех молодых увеличился

N+1
За кадром: как женщины стараются развивать российскую киноиндустрию в новых условиях За кадром: как женщины стараются развивать российскую киноиндустрию в новых условиях

Как дистрибьюторы в киноиндустрии поддерживаются выстраиваемые процессы

Forbes
Дина Насырова: Быть ювелиром в России чрезвычайно трудно Дина Насырова: Быть ювелиром в России чрезвычайно трудно

Дина Насырова о глобальных проблемах отечественной ювелирной индустрии

СНОБ
Коровы с инсулиновым молоком и шимпанзе-гопники: новости науки Коровы с инсулиновым молоком и шимпанзе-гопники: новости науки

Почему все труднее понять правила работы мозга и как обеспечить мир инсулином?

Forbes
Семь правил винного этикета Семь правил винного этикета

Каких правил стоит придерживаться, когда пьешь вино?

Maxim
Сопротивление — полезно Сопротивление — полезно

Ученые из Новосибирска создали мемристоры для перезапуска компьютерной индустрии

Монокль
Урал: от природной кладовой к промышленному производству Урал: от природной кладовой к промышленному производству

Когда мы говорим о природных богатствах России, прежде всего вспоминается Урал

Знание – сила
Как женщине понять мужчину: рекомендации психолога Как женщине понять мужчину: рекомендации психолога

Как понять мужскую психологию?

Psychologies
Существует ли дружба между мужчиной и женщиной: объясняет психолог Существует ли дружба между мужчиной и женщиной: объясняет психолог

Зачем мужчинам и женщинам дружить и возможно ли это?

РБК
Город на парках Город на парках

Хабаровск: победа деревьев над советским пространством

Weekend
Вредно ли есть белый хлеб: что думаю ученые и врачи Вредно ли есть белый хлеб: что думаю ученые и врачи

Белый хлеб часто называют «одним из самых вредных для здоровья углеводов»

ТехИнсайдер
Что делать с детской истерикой: 5 советов, чтобы успокоить ребенка Что делать с детской истерикой: 5 советов, чтобы успокоить ребенка

Что делать родителям, если у ребенка истерика? Как её предотвратить?

Psychologies
Рисунок Боуи и яйцо Фаберже на барахолке: как люди случайно находят шедевры искусства Рисунок Боуи и яйцо Фаберже на барахолке: как люди случайно находят шедевры искусства

История искусства знает много примеров, как шедевры находят на барахолках

Forbes
Придумать украшения, которые никто не видел: как женщины развивают ювелирные бренды Придумать украшения, которые никто не видел: как женщины развивают ювелирные бренды

Самые влиятельных героинь ювелирной и часовой индустрии России

Forbes
Как обманывают в шиномонтажах: 10 способов, о которых должен знать каждый водитель Как обманывают в шиномонтажах: 10 способов, о которых должен знать каждый водитель

При переобувании автомобиля ушлые шиномонтажники легко могут «обуть» и вас

Maxim
Секс, Кафка и атомная бомба. О чем может рассказать аниме Секс, Кафка и атомная бомба. О чем может рассказать аниме

Четыре фильма, которые изменят ваши представления об аниме

СНОБ
Советские игровые автоматы, по которым мы скучаем до сих пор Советские игровые автоматы, по которым мы скучаем до сих пор

10 автоматов из СССР, на которых хочется поиграть прямо сейчас

Maxim
(Не)правильный выбор (Не)правильный выбор

Ошибки, которые обернулись успехом

Grazia
Ледяное «сердце» Плутона объяснили косым столкновением с крупным телом Ледяное «сердце» Плутона объяснили косым столкновением с крупным телом

Исследование: подповерхностного океана на карликовой планете может и не быть

N+1
Ханами по-приморски Ханами по-приморски

Рододендрон – чудо дальневосточной природы и символ Приморья

Отдых в России
Разум в наследство Разум в наследство

Откуда взялась наша центральная нервная система – головной и спинной мозг?

Вокруг света
Открыть в приложении