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

Сверхнизкие орбиты: уникальные возможности и интрига освоения Сверхнизкие орбиты: уникальные возможности и интрига освоения

Сверхнизкие орбиты открывают перспективы, которых нет у других космических высот

Наука
Упоминания в твиттере не повысили цитируемость научных статей Упоминания в твиттере не повысили цитируемость научных статей

Публикация в твиттере лишь незначительно влияет на частоту цитирования

N+1
Кто починит ДНК — перевернет мир Кто починит ДНК — перевернет мир

Генетики уже несколько лет умеют редактировать поломки в ДНК

Наука
Бизнес вышел на охоту за инвесторами Бизнес вышел на охоту за инвесторами

О планах провести IPO заявляют компании, которые хотят усилить свой бренд

Монокль
Первая пятилетка Первая пятилетка

Нереальные цифры, которые показались советским руководителям неамбициозными

Наука
Топ-20 самых быстрых кроссоверов и внедорожников Топ-20 самых быстрых кроссоверов и внедорожников

Нынешний год можно смело назвать годом топовых кроссоверов и внедорожников

4x4 Club
Нежный бархат Нежный бархат

Сокровище, а не девушка

Playboy
10 отличных сериалов на любой вкус, которые вы могли пропустить 10 отличных сериалов на любой вкус, которые вы могли пропустить

Какие из недавно вышедших сериалов точно стоит оценить?

Правила жизни
Здоровье Здоровье

К невусам – родинкам – следует относиться внимательно и с уважением

Maxim
Нечистый экспорт: как «серые» трейдеры управляют рынком угля Нечистый экспорт: как «серые» трейдеры управляют рынком угля

Что происходит с рынком угля в России?

ФедералПресс
Неудобные люди: почему мы пытаемся изменить окружающих Неудобные люди: почему мы пытаемся изменить окружающих

Почему мы стремимся переделать близких людей?

Psychologies
Добытый в Польше свинец экспортировали в Древнюю Русь Добытый в Польше свинец экспортировали в Древнюю Русь

Ученые провели химический анализ 14 свинцовых печатей и пломб из древних городов

N+1
«Рушится контакт с миром»: как магическое мышление влияет на наше поведение и чем оно опасно «Рушится контакт с миром»: как магическое мышление влияет на наше поведение и чем оно опасно

Почему магическое мышление стало трендом? Как сохранить здравый смысл?

Psychologies
Говорят, мы бяки-буки: самые нестандартные бандиты в кино Говорят, мы бяки-буки: самые нестандартные бандиты в кино

Нестандартные экранные преступники, разрушающие привычный шаблон

Правила жизни
Как подключить телевизор по HDMI Как подключить телевизор по HDMI

Как подключить ноутбук или компьютер к телевизору по HDMI

CHIP
Какая книга считается самой длинной в мире? Нет, это не «Война и мир» Толстого Какая книга считается самой длинной в мире? Нет, это не «Война и мир» Толстого

Самая длинная книга состоит из 1 267 069 слов

ТехИнсайдер
Медики назвали самое удачное время для тренировки — это ночь Медики назвали самое удачное время для тренировки — это ночь

Когда лучше заниматься спортом: результаты исследования

ТехИнсайдер
Врач о способе очистить организм от ядов: все, что нужно знать о детоксе Врач о способе очистить организм от ядов: все, что нужно знать о детоксе

Нашему организму совсем не нужна «чистка» или «детокс»

ТехИнсайдер
Год Дракона Год Дракона

Китайские драконы, царящие на российском автомобильном рынке

RR Люкс.Личности.Бизнес.
«Стены увидят и донесут»: история репрессированной школьницы Нины Луговской «Стены увидят и донесут»: история репрессированной школьницы Нины Луговской

Почему советская власть прошлась по школьнице Нине Луговской?

ТехИнсайдер
В будущем самолеты могут стать полностью бесшумными В будущем самолеты могут стать полностью бесшумными

Возможно ли, что у самолетов будут бесшумные двигатели? Это вполне реально.

ТехИнсайдер
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
Необычные майские Необычные майские

5 вариантов отдыха на праздники – собрали самые интересные идеи

Лиза
Работа из дома: насколько она эффективна и как не сойти с ума — 9 советов Работа из дома: насколько она эффективна и как не сойти с ума — 9 советов

Справляться со сложностями и не терять эффективность на удаленке

РБК
Темная история Темная история

Нарушение пигментации встречается у 70% людей, но из-за чего она возникает?

Лиза
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
6 советов тем, кто хочет победить химическую зависимость 6 советов тем, кто хочет победить химическую зависимость

Что может помочь отказаться от употребления веществ, изменяющих сознание

Psychologies
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
Стесняюсь спросить: как не потеряться в изобилии онлайн-курсов и грамотно построить дистанционное обучение? Стесняюсь спросить: как не потеряться в изобилии онлайн-курсов и грамотно построить дистанционное обучение?

Как организовать дистанционное обучение, чтобы получить на выходе крепкие знания

Правила жизни
Geely Okavango. Минус миллион Geely Okavango. Минус миллион

Geely Okavango, пожалуй, самый любопытный автомобиль в линейке Geely

4x4 Club
Открыть в приложении