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

На вахту заступает автоматика На вахту заступает автоматика

В СССР активно велись разработки проектов атомных подводных лодок II поколения

Наука и техника
Мальчик выпросил у родителей домашнего осьминога. Теперь у них 50 животных! Как так? Мальчик выпросил у родителей домашнего осьминога. Теперь у них 50 животных! Как так?

Кэмерон понятия не имел, во что он ввязался, когда приобрел домашнего осьминога

ТехИнсайдер
Продуманно и бездымно Продуманно и бездымно

Почему никотин сам по себе не является канцерогеном

Наука
Как подключить телевизор по HDMI Как подключить телевизор по HDMI

Как подключить ноутбук или компьютер к телевизору по HDMI

CHIP
Первая пятилетка Первая пятилетка

Нереальные цифры, которые показались советским руководителям неамбициозными

Наука
Как второй сезон сериала «Обоюдное согласие» рассказывает про домашнее насилие Как второй сезон сериала «Обоюдное согласие» рассказывает про домашнее насилие

Насколько реалистично российские сериалы показывают домашнее насилие?

Forbes
Полетим Полетим

Уже в 2030-х можно будет добраться за город на летающем такси

ТехИнсайдер
7 признаков того, что жизнь проходит мимо вас 7 признаков того, что жизнь проходит мимо вас

Нравится ли вам то, как выглядит ваш обычный день? Что случилось с вашей мечтой?

Psychologies
Встреча со скарабеями Встреча со скарабеями

Священный скарабей — вероятно, самый известный в мире жук

Наука и жизнь
Исследование: грусть доставляет людям удовольствие Исследование: грусть доставляет людям удовольствие

Почему люди наслаждаются грустью, а не пытаются с ней справиться?

ТехИнсайдер
Коллекционер ДНК Коллекционер ДНК

В конце прошлого года ученые описали ранее неизвестную органеллу эксклюсому

N+1
«Мы откатились в 90-е»: «Лиса рулит» о китайских машинах и сером импорте «Мы откатились в 90-е»: «Лиса рулит» о китайских машинах и сером импорте

Блогер Елена Лисовская объяснила подорожание машин из параллельного импорта

РБК
Урал Бажова Урал Бажова

Как Павел Бажов собрал и сформулировал образ Урала

Знание – сила
10 самых уродливых автомобилей всех времен и народов 10 самых уродливых автомобилей всех времен и народов

Как машины со столь отталкивающей внешностью вообще могли попасть на конвейер?

Maxim
Юлия Шляпникова: «Наличники». Мистический роман о родовых проклятиях Юлия Шляпникова: «Наличники». Мистический роман о родовых проклятиях

Призраки прошлого в мистическом романе Юлии Шляпниковой «Наличники»

СНОБ
Экстремальное похудение: как Оземпик бьет по здоровью Экстремальное похудение: как Оземпик бьет по здоровью

Какой вред здоровью и красоте на самом деле наносит Оземпик?

Psychologies
Для полного счастья Для полного счастья

Чтобы придумать систему питания для полных женщин, нужно быть одной из них

Лиза
Виталий Ковальчук: «Если есть ощущение, что память ухудшилась, важно с помощью умственной и физической активности, изменения образа жизни, а также специальных упражнений предотвратить дальнейшее развитие когнитивной дисфункции» Виталий Ковальчук: «Если есть ощущение, что память ухудшилась, важно с помощью умственной и физической активности, изменения образа жизни, а также специальных упражнений предотвратить дальнейшее развитие когнитивной дисфункции»

Можно ли на ранних стадиях определить и предотвратить когнитивную дисфункцию?

Здоровье
ПЭТ/МРТ помогла избежать ненужных биопсий при диагностике рака простаты ПЭТ/МРТ помогла избежать ненужных биопсий при диагностике рака простаты

ПЭТ/МРТ позволяет дифференцировать случаи подозрения на рак простаты

N+1
Чем непройденная сепарация на самом деле выгодна детям и родителям Чем непройденная сепарация на самом деле выгодна детям и родителям

Какие вторичные выгоды несет за собой сепарация от родителей?

Psychologies
Марсоход Curiosity расскажет, как с планеты уходила вода Марсоход Curiosity расскажет, как с планеты уходила вода

Марсоход NASA Curiosity начал исследование нового региона Марса

ТехИнсайдер
Как вулканы повлияли на атмосферу Венеры Как вулканы повлияли на атмосферу Венеры

В новой работе исследователей рассматривается вопрос вулканизма на Венере

ТехИнсайдер
Исторические отели, в которых годами жили известные личности Исторические отели, в которых годами жили известные личности

Некоторые из отелей стали не просто пристанищем, а настоящим домом для звезд

ТехИнсайдер
Министр ЖКХ и энергетики Приангарья: «Майнинг выходит из серой зоны» Министр ЖКХ и энергетики Приангарья: «Майнинг выходит из серой зоны»

Почему майнинг стал проблемой для коммунальных сфер в Иркутске?

ФедералПресс
В поисках смысла: что такое экзистенциальный кризис и как его преодолеть В поисках смысла: что такое экзистенциальный кризис и как его преодолеть

Как ответить себе на извечные вопрос: быть или не быть?

Forbes
Смутная история: почему в геймдеве не нужно сразу стремиться к шедеврам ААА-класса Смутная история: почему в геймдеве не нужно сразу стремиться к шедеврам ААА-класса

Почему российскому геймдеву нужно выпускать просто хорошие игры, а не ААА?

Forbes
«Почетные арийки»: как женщины еврейского происхождения жили в оккупированной Франции «Почетные арийки»: как женщины еврейского происхождения жили в оккупированной Франции

Отрывок из документального романа Дамьена Роже «Почетные арийки»

Forbes
Минимум внимания и максимум любви: 10 самых неприхотливых домашних животных Минимум внимания и максимум любви: 10 самых неприхотливых домашних животных

Собрали топ-10 самых простых в уходе зверьков

ТехИнсайдер
Александр Соколов: «Мы — регион белой нефти» Александр Соколов: «Мы — регион белой нефти»

Какие меры принимаются в Кировской области для улучшения качества

ФедералПресс
Непослушные (?) слова Непослушные (?) слова

В чём хитрость исключений, в чём особенность непослушных слов?

Наука и жизнь
Открыть в приложении