Прорывной год для SpaceX: чем космическая компания Илона Маска отличилась в 2020 году
С чего все началось?
2020 год для SpaceX начался со штатного вылавливания своего многоразового грузовозвращаемого корабля. 7 января, через месяц после запуска, грузовая капсула Dragon миссии CRS-19 приводнилась к западу от Бахи, Калифорния. Позже экипажи извлекли капсулу, а также 1,7 тонн научного оборудования. Следующая миссия CRS-20 в марте была также успешной. Уже в 20-й раз аппараты SpaceX пополняли запасы МКС и благополучно возвращались на Землю. В ходе этих 20 миссий SpaceX доставила на МКС около 43 тонн материалов и оборудования, а также вернула 33,5 тонн груза обратно. Доставка на МКС в апреле ознаменовала окончание первоначального контракта SpaceX с НАСА, именуемого Commercial Resupply Service, и заключительный полет конструкции грузовой капсулы Dragon первого поколения. С тех пор ее заменили обновленным, более вместительным и универсальным кораблем Dragon 2.
Восстановление ракет-носителей
В течение года компания активно совершенствовала методы спасения и восстановления возвращенных ступеней ракет-носителей. В июле команде SpaceX удалось спасти обе половины носового обтекателя прямо в полете с помощью большой сети, установленной на спасательном корабле. Такие створки обтекателя стоят без малого $6 млн, поэтому их восстановление имеет немаловажное значение.
Система эвакуации для Crew Dragon
Прежде чем SpaceX было дозволено начать доставлять самый ценный груз из возможных - людей, компании пришлось доказать, что их новейший корабль Dragon 2 достаточно безопасен для этих целей. Уже в середине января SpaceX успешно продемонстрировала свою систему аварийного спасения, разработанную для Crew Dragon. Спустя 90сек. полета, SpaceX сымитировала сигнал разрушения ракеты-носителя Falcon 9 на этапе вхождения в космос на высоте двадцати километров. Далее автоматика Crew Dragon сама отработала нештатную ситуацию и провела экстренное отделение от ракеты. Через некоторое время после отделения Crew Dragon, ракета Falcon 9 развалилась на части и взорвалась. На корабле Crew Dragon запустились восемь штатных двигателей SuperDraco, которые отвели корабль на безопасное расстояние от разрушающейся ракеты и подняли Crew Dragon на высоту около сорока двух километров. Затем от корабля отсоединился грузовой отсек, а спускаемая капсула начала процедуру снижения. На Crew Dragon раскрылись парашюты и капсула приводнилась в Атлантическом океане.
Отправка людей на МКС
Следующая и, пожалуй, самая волнительная задача для SpaceX возникла в июне, когда приблизился момент проведения исторической миссии DEMO-2. И, после одного переноса запуска, корабль с астронавтами Робертом Бенкеном и Дугласом Херли на борту впервые успешно взлетел со стартового комплекса 39A. Через 19 часов после запуска, пара астронавтов состыковалась и вошла в МКС. Станция стала их временным домом на следующий месяц. По окончанию тестовой миссии они вернулись обратно в капсулу Dragon 2, отделились от МКС и совершили эпичную посадку в океане.
Сертификация Crew Dragon
SpaceX работает в отрасли почти два десятилетия и большую часть этого времени они потратили на совершенствование конструкции своих ракет и кораблей, доведя их практически до безотказного состояния и режима работы. Вся эта тяжелая работа окупилась в ноябре, когда НАСА официально сертифицировало Crew Dragon и ракету Falcon 9 — как «первую в истории коммерческую систему космического корабля, способную доставлять людей на Международную космическую станцию и обратно в рамках программы агентства Commercial Crew Program», — такие слова прозвучали в официальном сообщении НАСА.
Новая миссия с четырьмя астронавтами
Как будто этого было недостаточно, чтобы дать генеральному директору SpaceX Илону Маску повода для радости. Но уже через неделю после поздравлений НАСА, миссия CREW-1 успешно стартовала из Космического центра Кеннеди во Флориде. На борту были уже не два, а четыре астронавта НАСА: Майк Хопкинс, Виктор Гловер, Шеннон Уокер и астронавт JAXA Соичи Ногучи . Прибытие на МКС состоялось 16 ноября в преддверии шестимесячного пребывания на станции.
Получение крупного правительственного контракта
9 августа Министерство обороны США выбрало две основные компании, которые будут запускать спутники в космос на ближайшие годы. Одной из них стал давний оператор — United Launch Alliance (ULA), а второй оказалась SpaceX. ULA получила 60% контрактов на отправку аппаратов, оставшиеся 40% перешли компании Илона Маска - до 2027 года только они должны обеспечивать отправку различных государственных спутников на орбиту. SpaceX получила $316 миллионов, а ULA $337 миллионов для запусков только в одном 2022-ом финансовом году. Для компании это стало поистине огромной победой, учитывая все те иски к ВВС США и публичные выступления в сенате, позволившие разрушить монополию выдачи госзаказов исключительно ULA.
Запуск спутников GPS нового поколения
SpaceX подписала соглашение о доставке на орбиту спутников GPS нового поколения в рамках своей сделки со SpaceForce, что достаточно ярко демонстрирует установившиеся доверительные отношения компании и правительственных структур. У космического аппарата GPS III в три раза больше точность и в восемь раз улучшенные возможности защиты от помех. Более того, он будет оставаться на орбите в течение 15 лет — это на 25% дольше, чем у нынешнего поколения спутников.
Новые успехи Starlink (и проблемы)
SpaceX также добилась значительных успехов в работе со своей орбитальной широкополосной системой связи Starlink. Начиная с успешного запуска 60 спутников (это максимум, что может поместиться под обтекателем Falcon 9/Heavy) в начале января, позже компания осуществила еще 13 таких же миссий, доведя количество спутников в своей группировке до ~890, сделав ее буквально за год самой большой из всех когда-либо существовавших.
«Производительность спутников намного превосходит показатели традиционного интернета. Наша глобальная сеть не ограничена наземной инфраструктурой и Starlink будет доставлять высокоскоростной широкополосный интернет в места, где доступ был ненадежным, дорогим или полностью недоступным», — говорится на веб-сайте SpaceX.
Конечно, такая масштабная программа как Starlink не обошлась без разногласий. Вскоре после начала запусков астрономы выразили озабоченность по поводу того, что созвездие спутников может помешать работе наземных телескопов. В ответ SpaceX начала добавлять солнцезащитные экраны к спутниками Starlink, чтобы уменьшить их отражательную способность.
Универсальная пусковая система будущего — Starship
SpaceX не собирается вечно полагаться на своих «драконов» (Dragon) и «соколов» (Falcon) - успех этих программ не затормозил темпы компании и не одарил убежденностью в том, что на таких результатах стоит и остановиться. SpaceX уже несколько лет активно работает над созданием унифицированной космической пусковой системы, которая может — и будет — перевозить пассажиров также легко, как грузы и спутники. Речь идет о сверхтяжелой ракете Starship. Как заявили в SpaceX, Starship, который не только будет доставлять людей на Марс, но и станет многоразовой системой запуска для быстрого вывода самых больших космических аппаратов на низкую околоземную орбиту и Луну — это «высший приоритет» компании сейчас.
Год компании начался со взорвавшегося на стартовой площадке в мае прототипа SN4. И все же, преемнику SN4 — SN5 — удалось избежать взрыва во время тестового полета в августе. Он успешно оторвался на 150 метров от своей стартовой площадки, прежде чем плавно приземлиться на другой площадке на небольшом удалении от места старта.
Дальнейшие многочисленные тесты привели компанию за один лишь год к высотным испытаниями полноразмерного прототипа SN8, где были отработаны многие рабочие моменты, которые будут сопровождать в недалеком будущем все запуски финальной версии Starship.
И, несмотря на то, что прототип не справился с одной из множества задач, был получен колоссальный опыт, на который инженеры SpaceX даже не рассчитывали. Взлет и длительная работа сразу 3 двигателей Raptor, их последовательное и намеренное отключение, резкий разворот на бок с последующим планированием и задействованием аэродинамических поверхностей. И, в качестве довершающего этапа, включение двигателей непосредственно перед посадкой, мгновенная вертикализация 16-этажной стальной структуры, но, да, с неудавшейся посадкой из-за недостаточного давления в камере сгорания двигателя.
Что в итоге?
Что бы ни случилось, эффектность и эффективность деятельности SpaceX в 2020 году, да и годами ранее, уже оказала неизгладимое и основательное влияние на аэрокосмическую промышленность всего мира. Европейский Союз, например, уже объявил, что инвестирует €1 млрд в исследование многоразовых ракетных технологий и стимулирование стартапов в отрасли, а среди государственных программ появились проекты многоразового космоплана и ракетной системы с посадкой как у Falcon 9.
Россия, как бы нелестно не отзывалась об экономической целесообразности повторного использования, да и всей компании, включая ее основателя, верно движется в направлении создания многоразовых носителей. И вот уже из уст главы Роскосмоса, обращенных к президенту страны, мы можем услышать буквально следующее: "За метановыми двигателями и многоразовостью будущее". Про Китай и вовсе не стоит упоминать - эта страна грозится перевести ВЕСЬ свой парк ракет на многоразовое использование уже к 2035 году!
Если говорить о финансовой стороне вопроса - ведь мало задавать вектор развития для всей отрасли и заставлять своими действиями говорить о себе во всем мире, нужно при этом еще и быть экономически успешными - и без того значительный поток доходов SpaceX, составлявший $2 млрд долларов по состоянию на 2019 год, с растущими военными, научными и коммерческими контрактами, обеспечивает сохранение незыблемого господства на рынке в ближайшие годы.
Источник (отчасти): https://hightech.fm/2020/12/18/spacex-year
