Процесс разработки SpaceX запутанный, но он быстрый.
ЭРИК БЕРГЕР - 20.04.2023, 20:33 ВЕЧЕРА
Первоисточник:
Ракета Starship компании SpaceX взлетает в четверг утром над Мексиканским заливом. SpaceX
ОСТРОВ САУТ-ПАДРЕ, Техас — все началось «на Ура», как это часто бывает с крупными проектами.
В четверг утром, когда небо над головой прояснилось, ракета SpaceX Starship медленно начала отрываться от стартовой площадки. Самой большой ракете, когда-либо построенной, потребовалось около 10 секунд, чтобы полностью загрузить около 5000 метрических тонн жидкого кислорода и метанового топлива, чтобы начать расчистку стартовой площадки.
С ближайшей наблюдательной точки ракета прогрохотала, и дым повалил наружу — но, казалось, прошла вечность, прежде чем Starship высунул голову из дыма и пыли. А затем он поднялся ввысь, сверкающая серебристая и огненная полоса в небе.
Чего нельзя было сразу заметить с земли, так это того, что несколько двигателей 33 Raptor сверхтяжелой первой ступени отказали в первые моменты полета. Примерно через две минуты отказали еще двигатели. Перед концом, когда ракета достигла максимальной высоты, не дотянув до 40 км, по-видимому, отказали целых восемь двигателей.
Понятно, что это, по-видимому, привело к некоторым проблемам с управлением примерно в тот момент, когда верхняя ступень Starship должна была отделиться от первой ступени ракеты. Также возможно, что проблема с гидравликой способствовала неспособности контролировать направление тяги оставшихся двигателей. Как следствие этого система запуска начала давать сбои.
А потом, что ж, все взорвалось.
После теста в четверг Интернет был в огне. Для многих людей Илон Маск в последнее время сделал и сказал несколько ненавистных вещей, и они были готовы возненавидеть его и его ракетную компанию за то, что они облапошили простаков. В конце концов, насколько глупыми могли быть инженеры, празднуя подобный впечатляющий провал?
Это абсолютно понятный подход. Для широкой аудитории, которая видит НАСА за работой, агентство, которое не может позволить себе потерпеть неудачу, это выглядит как провал. Неудачи НАСА часто влекут за собой гибель людей или спутников стоимостью в миллиарды долларов. Так что да, правительственные взрывы - это плохо.
Но это было не то. Для тех, кто знает немного больше об индустрии запуска и методологии итеративного проектирования, подъем сверхтяжелой ракеты и разгонного блока Starship со стартовой площадки был огромным успехом.
Почему? Потому что на совещаниях можно было сидеть целую вечность и обсуждать все, что могло пойти не так с такой ракетой, как эта, с беспрецедентным количеством двигателей первой ступени и ее колоссальными размерами. Альтернатива - просто привести ракету в «достаточно хорошую» конфигурацию и отправиться в полет. Полет - это окончательное испытание, дающее наилучшие данные. Больше не нужно беспокоиться о теоретических неудачах. Инженеры компании на самом деле должны определить, что не так, а затем пойти и исправить. Но вы должны смириться с некоторой неудачей.
Superheavy поднимается на столбе пламени.SpaceX
Итак, процесс разработки SpaceX более запутанный, но он также намного быстрее. Подумайте вот о чем: НАСА потратило миллиарды долларов и большую часть десятилетия на создание ракеты Space Launch System, у которой был почти безупречный дебютный полет — если не считать повреждения стартовой башни — в конце 2022 года. НАСА использовало метод линейного проектирования в комплекте с обширным и дорогостоящим анализом, потому что отказ ракеты SLS вызвал бы серьезные вопросы о компетенции агентства.
К счастью для SpaceX, компания может позволить себе «потерпеть неудачу». Она может это сделать, потому что уже построил еще три сверхтяжелые ракеты, которые почти готовы к полету. Фактически, SpaceX может построить 10 сверхтяжелых первых ступеней за время, необходимое NASA для создания одной ракеты SLS. Если первые пять потерпели неудачу, но следующие пять увенчались успехом, какой результат лучше? Как насчет того, чтобы через два-три года, когда SpaceX запустит и посадит дюжину или более сверхтяжелых ракет, в то время как метод НАСА позволяет производить один запуск в год?
Итак, да, ракета SpaceX взорвалась в четверг. Компания узнает почему. И он снова полетит, возможно, когда-нибудь позже этой осенью или зимой. Есть вероятность, что скоро Starship будет летать часто.
Это не значит, что это летное испытание не должно вызывать никаких опасений. SpaceX уже быстро повторила разработку ракетного двигателя Raptor, который приводит в действие как сверхтяжелый, так и разгонный блок Starship. Очевидно, что необходимо продолжать работать над повышением надежности этих двигателей как при запуске, так и во время всего полета в космос.
Это кажется вероятным, учитывая, что SpaceX теперь располагает достаточными данными о работе этих двигателей в полете и трубопроводах внутри двигательной секции сверхтяжелого транспортного средства, которые питают их жидким кислородом и метаном. Помогает то, что SpaceX может быстро производить эти двигатели со скоростью почти одного двигателя в день.
Другой серьезной проблемой является наземная инфраструктура, которая обеспечивает топливом и поддержкой сверхтяжелую ракету перед стартом. Снимки после запуска показали огромный кратер под орбитальной пусковой установкой, и были также проблемы с топливной «фермой», в которой хранятся газы и жидкости, необходимые для ракеты.
Теперь SpaceX придется принять несколько непростых решений о том, нужно ли строить огнезащитный желоб под ракетой, чтобы отводить выхлопные газы и тепло, или же модернизированная система отвода воды сможет выдержать огромную тягу при старте. Компания, вероятно, в конечном итоге построит годный стартовый стол.
Решение этих проблем, особенно с наземными системами, вероятно, станет самым большим препятствием перед следующим испытательным полетом Starship.
С положительной стороны, Федеральное управление гражданской авиации подтвердило, что во время испытания никто не пострадал. Более того, один из крупнейших заказчиков ракеты, NASA, остался доволен испытанием.
«Каждое великое достижение на протяжении всей истории требовало определенного уровня просчитанного риска, потому что с большим риском приходит большая награда», - сказал администратор НАСА Билл Нельсон в заявлении после испытательного полета. «С нетерпением ждем всего, что узнает SpaceX, следующего летного испытания - и не только».
Когда SpaceX устранит все эти проблемы, мы останемся с крупнейшей в мире полностью многоразовой ракетой. Это навсегда изменит отношения человечества с космосом — к лучшему (с точки зрения доступа) или потенциально к худшему (с точки зрения космического мусора).
Раньше я сожалел, что пришел в этот мир всего через несколько месяцев после последней миссии Apollo, думая, что пропустил великую эпоху исследований. Но я больше так не думаю. Всего за последние шесть месяцев я был свидетелем запуска двух самых мощных ракет, когда-либо созданных, Space Launch System и Starship. Я видел имена не одного, а двух экипажей, которые облетят Луну: Artemis II и проект dearMoon. Как говорит НАСА, мы отправляемся.
Но что еще более примечательно, за последние полгода я видел, как две дюжины ракет приземлялись на корабль-беспилотник и снова взлетали. Мы больше не считаем это замечательным, но мы абсолютно должны. Эти ставшие рутинными посадки первой ступени Falcon 9 в море являются предвестником будущего. Они подобны первой рыбе, которая вышла из моря 375 миллионов лет назад на Земле, положив начало необычайной трансформации жизни на Земле. С этими посадками Falcon 9 — а теперь и Starship — мы наблюдаем трансформацию жизни за пределами, Земли.
Сверхтяжелый продолжает набирать высоту благодаря мощности (большинства) его двигателей Raptor.SpaceX
Вчера мне исполнилось 50 лет. За эти пять десятилетий мы прошли путь от полетов на полностью расходуемой ракете Saturn V до зарождения полностью многоразовой ракеты Starship. Многое еще предстоит сделать, и Starship находится в стадии разработки. Но это исторический момент. Никто на самом деле не знает, как будет выглядеть наша планета, наша орбита или наша Солнечная система при недорогих запусках, частом доступе в космос и, по сути, отсутствии ограничений по массе. Мы никогда раньше не испытывали ничего подобного.
Это гораздо более замечательное и дикое время в космосе, чем любое из предыдущих. Существуют невероятные возможности и опасности. Будущее непознаваемо, но мучительно.
Итак, я больше не сожалею о пропущенном Apollo. Я взволнован тем, что жив в этот самый момент человеческой истории.
ЭРИК БЕРГЕР- старший космический редактор Ars Technica, освещающий все - от астрономии до частного космоса и НАСА, и автор книги Liftoff о расцвете SpaceX. Эрик, дипломированный метеоролог, живет в Хьюстоне.
