Серия «ИноСМИ по космосу»

3

RocketLab обновляет конструкцию Neutron

Автор сценария: ЗАК ОБЕР
ОПУБЛИКОВАНО: Чт, 27 Июля 2023 Г., 8:25 Вечера
ПОСЛЕДНЕЕ ОБНОВЛЕНИЕ: Чт, 27 Июля 2023 Г., 8:29 Вечера

Личное мнение:
Rocket Lab продолжает работу над своей новой ракетой Neutron с оригинальной конструкцией. Первая многоразовая ступень (обязательное для новых ракет) на метановом топливе (тоже модно) имеет неотделяемый обтекатель полезной нагрузки, который возвращается на Землю вместе со ступенью. Внутри обтекателя находится вторая ступень с полезной нагрузкой. Вся конструкция радикально черного цвета, что намекает на конструкцию из композита. Русский разгонный блок «Фрегат» с полезной нагрузкой также находится внутри обтекателя «Союза». Только обтекатель одноразовый и носитель древний. Но можно предположить, что вторая ступень Neutron будет сложной (и долгой в доработке) и дорогой, так как потребуются независимые системы управления, связи и контроля с необходимостью многократного запуска. Интересный проект, который не повторяет тупо (как остальные) концепцию Falcon 9.

При некотором воображении можно представить реализацию привлекательной концепции «одноступенчатая орбитальная ракета» - SSTO. Ракета при старте и после посадки выглядит внешне без изменений.

RocketLab выпустила новые рендеры своей ракеты Neutron. Ракета Neutron от Rocket Lab - это новейшая двухступенчатая ракета-носитель средней грузоподъемности, которая в настоящее время находится в разработке.

Впервые представленная публике 1 марта 2021 года, эта инновационная ракета призвана предложить впечатляющие возможности в индустрии космических запусков. Разработанная универсальной, Neutron проектируется для доставки значительной полезной нагрузки весом до 13 000 кг (28 700 фунтов) на низкую околоземную орбиту в конфигурации частичного повторного использования.

Эта функция повторного использования обещает значительно снизить затраты на запуск и способствовать более устойчивому подходу к космическим полетам. Разработка ракеты продвигается быстро, и ожидается, что она вступит в строй где-то в 2024 году.

Автор: RocketLab | Старое против нового

По мере того, как Rocket Lab совершенствует конструкцию ракеты и проводит тщательные испытания, космическое сообщество с нетерпением ожидает успешного дебюта этой мощной ракеты-носителя.

Одним из основных направлений деятельности Neutron является обслуживание растущего рынка выведения спутников для многоспутниковых группировок. В связи с растущим спросом на спутниковые группировки, особенно для целей связи и наблюдения Земли, возможности Neutron настроены на удовлетворение растущих требований отрасли.

Двигательная установка Neutron использует жидкий кислород (LOX) и жидкий метан, обеспечивая эффективную и экологически чистую комбинацию для обеих ступеней ракеты. Этот выбор топлива подчеркивает приверженность Rocket Lab внедрению устойчивых методов в освоении космоса.

Поскольку Neutron приближается к своему дебюту, её конструкция дорабатывается, и как промышленность, так и энтузиасты космонавтики с нетерпением ждут, когда первый Neutron будет доставлен на стартовую площадку для испытаний.

Показать полностью 4
21

Новая эра тяжелых запусков

Личное мнение:
В тексте еще раз актуализированы цели, ожидания и прогнозы по наступлению «новой эры» в космонавтике - качественное сокращение затрат на запуск полезной нагрузки и резкое снижение технических требований к полезной нагрузке по массе и объёму. Это идеология new space.


Реализация планов должна создать условия для старта нового массового рынка в космической сфере, в широком диапазоне приложений и направлений коммерческого, частного и военного характера. Часть американской элиты и бизнеса делает ставку на эту возможность, для закрепления своего доминирования в технологиях, рынках и политике. С одной стороны американские частные компании освоят новый рынок, получив неоспоримые преимущества перед конкурентами. Американские военные обеспечат полное доминирование в космосе и на Земле над возможными соперниками, закрепив военное превосходство. Политики вдохнут новую жизнь в «американскую мечту». Обыватели получат материальные и моральные бонусы от перераспределения мировых ресурсов в пользу США.


Некоторые демиурги США видят в космонавтике выход из текущего кризиса для перезагрузки Pax Americana - формы доминирования США над остальным миром. Причем речь идет не о пресловутом Западе или «золотом миллиарде», а о конкретных США, для которых союзники и попутчики являются кормовой базой, доступным ресурсом и послушным инструментом.


Можно сделать предположение, что американская движуха в космонавтике не «игры креативных частников ради всего человечества», а целенаправленная долговременная политика власти, с полным контролем со стороны государства и военных, с развитыми механизмами финансового стимулирования и законодательного регулирования. Это реальное «поле битвы» за будущее Земли для следующих поколений. Не дать реализоваться подобным планам задача для других субъектов мирового цирка - Китая, Индии, России и их союзников. Это серьезный «вызов», потребующий напряжения сил, сотрудничества и креативного подхода в поисках «ответа».

Следует отметить комплексный подход - поддерживается сразу три конкурирующих проекта, в парадигме «резервирования». В прошлом десятилетии резервирование было реализовано в формате «два молодца из ларца», сейчас выбран формат «трое в лодке не считая собаки». Три новых носителя делают ставку на традиционную схему (ULA), на футуристическую (Starship) и гибридный вариант (New Glenn). Это касается, кстати, и других программа - запуски для военщины, частные орбитальные станции и прочие перспективные проекты. Подобный банкет возможен только при неограниченном бюджете и огромных ресурсах. Откуда все это у США? Вопрос интересный.

Гэри Олесон
Понедельник, 24 июля 2023 г.
Первоисточник:

На прошлой неделе была испытана следующая сверхтяжелая ракета-носитель SpaceX для испытаний перед запуском в конце этого года. Такие аппараты, как Starship / Super Heavy, обладают потенциалом изменить индустрию в зависимости от их цены и характеристик. (предоставлено SpaceX)

Три новых коммерческих ракеты-носителя тяжелого класса с запланированными на следующий год испытательными запусками могут открыть новую эру в космосе, в зависимости от того, какой из проектов увенчается успехом. Новыми тяжелыми пусковыми установками являются Vulcan от United Launch Alliance (ULA), New Glenn от Blue Origin и Starship-Super Heavy от SpaceX. Если эти пусковые установки зарекомендуют себя, исчезнут многие исторические барьеры для выхода на орбиту, что даст возможность по-новому взглянуть на космическую индустрию. (В этой статье Starship-Super Heavy будет называться Starship, потому что вторая ступень Starship всегда запускается на первой ступени Super Heavy.)

SpaceX провела первый тестовый запуск Starship-Super Heavy 20 апреля 2023 года, а ULA проводит тесты в преддверии первого запуска Vulcan в конце 2023 года. Все три новые тяжелые пусковые установки имеют контракты на запуск.

Если хотя бы одна полностью многоразовая пусковая установка будет успешной, это предоставит возможности для значительной экономии средств не только при запуске, но и при проектировании, производстве и развертывании космических аппаратов.

Это новое поколение тяжелых коммерческих ракета-носителей может совершить две отдельные революции в космической экономике: увеличить массу и объем и обеспечить полное повторное использование. Успех Starship или New Glenn привел бы к революционному увеличению массы и объема полезной нагрузки, доступной для каждого запуска. Vulcan - это эволюционное усовершенствование, которое может запускать почти такую же массу, как Delta IV Heavy, с увеличенным на 36% объемом обтекателя, чего может быть недостаточно для революционных изменений. Для сравнения, Starship запустит более чем в пять раз больше массы, чем Delta IV Heavy, при более чем в четыре раза большем полезном объеме.

Эффективное повторное использование как первой, так и второй ступеней, кроме того, привело бы к резкому снижению затрат на запуск. Повторное использование обеих ступеней предусмотрено в Starship. У New Glenn есть многоразовая первая ступень с расходуемой второй ступенью, и Blue Origin планирует разработать многоразовую вторую ступень. ULA может разработать модуль двигателя первой ступени, который можно было бы отсоединять, возвращать и использовать повторно, но это не поставило бы Vulcan на путь полного повторного использования.

Если хотя бы одна полностью многоразовая пусковая установка будет успешной, это предоставит возможности для значительной экономии средств не только при запуске, но и при проектировании, производстве и развертывании космических аппаратов. Этой экономии средств было бы достаточно, чтобы создать новые отрасли в космосе, которые в противном случае были бы недоступны из-за затрат на запуск.

Иногда количество само по себе имеет качество

Эти пусковые установки обеспечивают резкое увеличение объема полезной нагрузки и массы при выводе на орбиту при затратах на запуск, не превышающих затраты на современные транспортные средства. Тем самым они создали бы новые возможности для космической отрасли, даже если ни одна из них не снизила бы затраты на запуск.

Высокие затраты на запуск более крупных ракет создали исторические стимулы для разработчиков запускать космические аппараты на минимально возможных пусковых установках. Даже несмотря на снижение затрат на запуск, ограничения по массе и объему полезной нагрузки тормозили стимулы. Общепринятой практикой было инвестировать в конструкции, материалы, процессы и технологии, которые являются более дорогими, но позволяют уменьшить массу и объем космического аппарата. Повышение эффективности запуска позволяет разработчикам космических аппаратов отказаться от большинства, если не от всех, этих дорогостоящих инвестиций. Многие программы могут сэкономить деньги, приобретая коммерческие системы и приборы, которые в противном случае потребовали бы переделки или замены из-за ограничений по массе или объему.

Подобная экономия может составлять значительную часть общих затрат на программу. Отказ от инвестиций в сокращение массы и использование готовых систем могут принести дополнительные выгоды, такие как сокращение сроков реализации проектов для дополнительной экономии времени и более раннего ввода спутников в эксплуатацию. Новые транспортные средства также позволят осуществлять проекты, требующие слишком большой массы или объема для существующих транспортных средств.

Масса полезной нагрузки.

На рисунке 1 показана максимальная масса по стандарту LEO для трех новых тяжелых пусковых установок, а также текущих пусковых установок Atlas V, Delta IV и Falcon для сравнения. Для целей данной статьи тяжелая пусковая установка определяется как пусковая установка с максимальной массой полезной нагрузки по стандарту LEO, превышающей массу Falcon 9, которая в настоящее время составляет 22 800 килограммов. Максимальная грузоподъемность «Вулкана» достигается за счет добавления шести твердотопливных ракетных ускорителей (SRB) к первой ступени.

Переход от Vulcan к Starship очевиден. Высокие характеристики Falcon Heavy вводят в заблуждение, поскольку его относительно небольшой обтекатель полезной нагрузки ограничивает полезную нагрузку, которую он может перевозить. Оценка SpaceX массовых характеристик Starship для LEO была недавно обновлена со 100+ до 150 метрических тонн, что выявило больший разрыв с другими. SpaceX также оценивает, что Starship мог бы запустить 250 тонн по неуказанной цене, если бы израсходовал обе ступени.

Эффективность запуска на более высокие орбиты становится все более сложной. Три новые тяжелые пусковые установки имеют разную техническую эффективность при выполнении прямого вывода полезной нагрузки на геосинхронную орбиту переноса (GTO). Vulcan является самым эффективным, размещая 14,5 тонн в GTO, что составляет 53% от его производительности LEO. New Glenn размещает 13 тонн в GTO, что составляет 29% от его производительности LEO. Starship наименее технически эффективен - 14 процентов от его характеристик LEO, но это переводит лучший в своем классе 21 MT в GTO. Кроме того, Starship мог бы транспортировать весь свой груз LEO на более высокие орбиты путем дозаправки в LEO. Кроме того, некоторые космические аппараты теперь имеют собственную двигательную установку помимо LEO, и разрабатываются новые орбитальные транспортные средства для расширения диапазона выбора.

Объем полезной нагрузки.

На рисунке 2 показаны максимальные объемы обтекателей полезной нагрузки для пусковых установок.

Поскольку за последнее десятилетие ограничения по массе ослабли, а класс полезной нагрузки малых спутников вырос, объем стал более важным ограничением для космических аппаратов. Размещение систем космических аппаратов в небольшом объеме становится все более частой инженерной задачей. Сравнение рисунка 1 с рисунком 2 показывает, что компании, производящие запуски, в настоящее время разработали объемы обтекателей полезной нагрузки для своих новых пусковых установок, которые намного лучше соответствуют их массовым характеристикам. В то время как у Delta IV Heavy объем составляет 8 кубических метров на метрическую тонну массы LEO, а у Falcon Heavy - всего 2 кубических метра. У Vulcan 12 кубометров, у New Glenn 10 кубометров, а у Starship 7 кубометров на тонну.

В эту новую эру парадигма достижения экономии средств и дополнительной производительности за счет ослабления ограничений по массе и объему - это вопрос выбора и возможностей, направленных на наилучшее использование как более высокотехнологичных, так и менее технологичных вариантов.

Диаметр оболочки обтекателя полезной нагрузки является важным ограничением для некоторых полезных нагрузок. В то время как диаметр всех существующих аппаратов составляет около 4,6 метра, диаметр Vulcan составляет 5 метров, New Glenn - 7 метров, а Starship - 8 метров. Большие диаметры откроют полезные конструктивные возможности для некоторых применений, таких как космические телескопы. Например, Starship мог бы запустить космический телескоп с монолитным зеркалом, диаметр которого в два-почти в три раза превышает диаметр 2,4-метрового зеркала космического телескопа "Хаббл".

Преимущества ослабленных ограничений по массе и объему.

Разработка больших резервов и обесценивающая оптимизация - это два тесно связанных подхода системной инженерии к снижению стоимости миссии. Большая рентабельность снижает себестоимость и вероятность перерасхода средств и графика многими способами, включая упрощение производственных процессов, использование более коммерческих и стандартизированных компонентов, а также использование более тяжелых и дешевых материалов.

Многие из этих экономичных изменений в конструкции также могут привести к созданию более прочных и надежных космических аппаратов, что, в свою очередь, снизит риски проекта. В дополнение к экономии средств бюджеты могут также позволить относительно недорогие улучшения характеристик, такие как добавление большего количества топлива, более крупные солнечные батареи или усиленная защита от излучения.

Эти усовершенствования могли бы обеспечить каскад дополнительной экономии. Увеличение загрузки топлива могло бы увеличить преимущества жизненного цикла за счет продления срока службы космических аппаратов. Увеличение выработки электроэнергии могло бы устранить необходимость в некоторых дорогостоящих инвестициях для снижения энергопотребления. Широкое ослабление ограничений на мощность в дополнение к массе могло бы еще больше облегчить задачу внедрения новых технологий, которые еще не были оптимизированы для снижения требований к массе и мощности.

Преимущества экономии средств могут переходить от массы к регулированию мощности и температуры, а затем к системам полета. Кумулятивный эффект, вероятно, улучшит преимущества и снизит затраты на использование модульных или стандартизированных систем. Пространство для проектирования космических аппаратов расширится во многих измерениях.

В эту новую эру парадигма достижения экономии средств и дополнительной производительности за счет ослабления ограничений по массе и объему - это вопрос выбора и возможностей, направленных на наилучшее использование как более высокотехнологичных, так и менее технологичных вариантов. Расширенные рамки системного проектирования и более гибкие модели затрат могли бы оказать решающую помощь в этих анализах.

Цена в сравнении с затратами

Полезно понять динамику цен в бизнесе запуска, прежде чем мы обсудим оценку затрат. Цена запуска - это затраты для заказчика, но это не обязательно точное отражение затрат для компании, производящей запуск. Ни одна из компаний официально не опубликовала стартовые цены на свои новые тяжелые пусковые установки, но некоторые из их старших руководителей сделали комментарии. Все три компании заявили, что их цены будут конкурентоспособными, что в значительной степени зависит от поведения их конкурентов и рынка. Следовательно, любая предполагаемая цена должна рассматриваться как отправная точка или, возможно, центральная тенденция. Однако, когда расстояние между стартовыми точками достаточно велико и подкреплено логикой, мы можем начать проводить сравнения между пусковыми установками.

Начнем с того, что в первоначальной оценке всегда присутствует неопределенность. Кроме того, могут быть скидки. SpaceX предлагала скидки на запуски Falcon 9 до их первого успешного запуска, снова предлагала скидки, чтобы поощрить первых клиентов за повторно используемые первые ступени Falcon 9, и по-прежнему предлагает скромные скидки на контракты с несколькими запусками. Также часто взимаются дополнительные расходы за любое специальное обращение, оформление документов или инженерные работы, требуемые заказчиком запуска. Правительственные запуски часто требуют дополнительных расходов в диапазоне 10-20 миллионов долларов. Помимо всего этого, рыночные условия могут допускать более высокие цены или вынуждать к их снижению.

Генеральный директор ULA Тори Бруно заявила на пресс-конференции на Космическом симпозиуме 2015 года в Колорадо, что Vulcan будет стоить около 100 миллионов долларов за ракету-носитель средней грузоподъемности и около 200 миллионов долларов за варианты с тяжелой грузоподъемностью, предполагая использование многоразового модуля двигателя первой ступени, который еще не разработан. Это было восемь лет назад и свидетельствует в пользу более высокой текущей оценки, поскольку затраты на аэрокосмические программы редко снижаются с течением времени.

В августе 2020 года ULA выиграла контракт на закупку услуг по запуску 2-й фазы National Security Space Launch (NSSL) стоимостью 224,3 миллиона долларов на два запуска Vulcan с четырьмя SRB каждый, что на два SRB меньше, чем максимум из шести. С учетом доплат за специальное обслуживание это привело бы к гораздо более низкой оценке базовой цены, чем оценка Бруно на 2015 год, за исключением того, что ULA также выиграла контракт на поставку 1-й фазы NSSL Launch Service Agreements (LSA) на сумму 967 миллионов долларов в августе 2018 года для содействия разработке и сертификации Vulcan в качестве носителя NSSL. Эти инвестиции в LSA 1-й фазы, возможно, позволили ULA снизить цену контракта на LSP 2-й фазы. Хотя маловероятно, что оценка Бруно восьмилетней давности в 200 миллионов долларов является точной, пока нет достаточных доказательств для оценки альтернативы.

В качестве дополнительного примечания, NSSL Phase 2 LSP также предоставила вторую пару запусков SpaceX Falcon 9 за 159,7 миллиона долларов. Этот контракт соответствует прейскурантной цене Falcon 9 в 67 миллионов долларов за запуск, оставляя около 26 миллионов долларов на дополнительные расходы. SpaceX не получила контракт NSSL Phase 1 LSA, но десятилетием ранее получила другие контракты на поддержку разработки Falcon 9.

Новые пусковые установки обладают беспрецедентной характеристикой: наименее мощные являются самыми дорогими, а наиболее способные - наименее дорогими.

New Glenn представляет собой другую проблему. Отсутствуют данные о его внутренних затратах или ценовой стратегии, о какой-либо необходимости покрытия невозвратных затрат или о каких-либо возможных скидках. Это свидетельствует о безопасности операций Blue Origin. В этом информационном вакууме нам остается формировать оценки по аналогии. Утверждение о том, что новая конфигурация Glenn с многоразовой первой ступенью и расходуемой второй ступенью аналогична конфигурации Falcon 9, предполагает, что аналогичная цена была бы приемлемой. В отсутствие какой-либо другой информации нет причин не использовать цену Falcon 9 в 67 миллионов долларов в качестве отправной точки New Glenn.

10 февраля 2022 года генеральный директор SpaceX Илон Маск заявил, что он абсолютно уверен в том, что стоимость запуска Starship «в целом составит менее 10 миллионов долларов, перенесемся на два-три года вперед», включая все расходы SpaceX. Он также сказал, что полет на космическом корабле может стоить несколько миллионов долларов или «возможно, даже всего миллион долларов за полет» в будущем. SpaceX неоднократно снижала цены на запуски, поэтому к этим целям следует относиться серьезно как к долгосрочным возможностям, если скорость полетов станет достаточно высокой.

На ближайшую перспективу SpaceX недавно опубликовала некоторую информацию о ценах. Гэри Генри, старший советник по космическим решениям национальной безопасности в SpaceX, сообщил на конференции Space Mobility 21 февраля 2023 года, что SpaceX прогнозирует стоимость в 200 долларов за килограмм. Если этот прогноз соответствует предыдущей оценке полезной нагрузки в 100 тонн, это подразумевает цену в 20 миллионов долларов за полет. Если это противоречит новой оценке в 150 тонн, это подразумевает 30 миллионов долларов за полет. Осторожно, 30 миллионов долларов - хорошая отправная точка, но эта цифра все еще опережает дополнительные расходы.

На рисунке 3 показаны опубликованные или оценочные затраты на запуск для пусковых установок. Новая оценка Гленна является полосатой, поскольку она полностью основана на аналогии, а не на данных.

У нас должна быть низкая уверенность в точности любых оценок цен на новые пусковые установки, но умеренная уверенность в их основных тенденциях. Vulcan полностью расходуется, Newe Glenn - это многоразовая первая ступень, а Starship полностью многоразовый. Эти конструктивные различия приводят к разнице в стоимости, которая перевешивает ошибки в оценках цен, которые в противном случае могли бы считаться большими.

У SpaceX, возможно, изначально не было особого стимула оценивать запуски Starship намного ниже цен New Glenn и Vulcan. В конкурсах на получение контрактов на запуски стоимость одного запуска часто важнее, чем стоимость килограмма, поскольку немногие полезные грузы используют полную мощность ракеты-носителя. Это будет особенно актуально в первые годы запуска Starship и сохранится до тех пор, пока не будут разработаны более крупные и тяжелые полезные грузы. Например, если New Glenn оценивается в 67 миллионов долларов за запуск с одноразовой второй ступенью, SpaceX может оценивать запуски Starship чуть дешевле, пока у New Glenn не появится многоразовая вторая ступень и цена не станет полностью конкурентоспособной.

Прорыв в области затрат

Новые пусковые установки обладают беспрецедентной характеристикой: наименее мощные являются самыми дорогими, а наиболее мощные - наименее дорогими. Это эффект многократного использования. На рисунке 4 показано, что возможность полного повторного использования в сочетании с увеличением возможностей выводит нас в новую и беспрецедентную экономическую область. New Glenn примерно в два раза экономичнее Falcon 9 из-за своих больших размеров, но Starship примерно в семь раз экономичнее New Glenn из-за своих еще больших возможностей и более низкой стоимости.

Такое значительное сокращение затрат на запуск устранит запуск как непомерно высокое бюджетное ограничение для многих проектов. Это увеличит стоимость космических систем как доминирующее бюджетное ограничение. Следующая эра космической инженерии покажет, насколько стоимость космических систем может быть снижена при смягчении ограничений по массе и объему. Новые ограничивающие факторы, вероятно, будут обнаружены в базовой стоимости систем и робототехники, необходимых для сборки и обслуживания.

Стоимость килограмма космического корабля настолько низка, что, вероятно, позволит крупномасштабному расширению отраслей промышленности в космосе. Для наглядности сравните стоимость запусков космического корабля с доставкой с помощью FedEx. Если бы использовалась большая часть огромной мощности Starship, затраты на вывод на орбиту, которые начинаются примерно с 200 долларов за килограмм, могли бы иметь тенденцию к 100 долларам за килограмм и ниже. Недавняя цена доставки 10-килограммовой упаковки из Вашингтона, округ Колумбия, в Сидней, Австралия, составляла 69 долларов за килограмм. Цена 100-килограммовой упаковки составляла 122 доллара за килограмм. Трудно представить, как повлияет доставка в LEO на цены FedEx.

Полное воздействие запуска таких огромных полезных нагрузок при таких низких затратах будет зависеть от взаимодействия инноваций и рыночных сил, и поэтому невозможно полностью предвидеть заранее. Индустриализация космоса находится на этапе, подобном вычислительной технике непосредственно перед внедрением персонального компьютера или телекоммуникациям непосредственно перед внедрением Интернета.

Некоторые масштабные разработки можно ожидать даже на этой ранней стадии. Следующий список отражает некоторые из них:

  • Запуск больших групп небольших спутников за один запуск

  • Развертывание космических станций с гораздо большими экипажами и лабораторными помещениями

  • Поддержка значительно расширенных личных и корпоративных космических путешествий

  • Развертывание более крупных космических приборов и систем

  • Поддержка крупномасштабных услуг по дозаправке спутников и орбитальной транспортировке

  • Поддержка крупномасштабной сборки и обслуживания инфраструктуры

  • Развертывание солнечных электростанций космического базирования

  • Поддержка космического производства и добычи ресурсов

  • Обеспечение суборбитальных межконтинентальных перелетов «точка-точка»

НАСА заключило контракт со SpaceX на поставку спускаемых аппаратов на Луну для «Артемиды», использующих возможность дозаправки Starship на орбите. Эта способность может позволить Starship доставлять до 150 тонн в окололунное пространство и за его пределы. Смешанный грузопассажирский формат лунного посадочного модуля Starship предполагает возможности транспортировки людей и грузов с околоземной орбиты. Расходы на запуск смешанной грузопассажирской версии Starship могут быть полностью оплачены за счет груза с пассажирскими местами, рассчитанными исходя только из предельных затрат на обслуживание пассажиров, что на порядок снизит стоимость одного места по сравнению с текущими ценами.

Огромные размеры новых ракет-носителей могут создать спрос на новые услуги. Для Starship и других крупных транспортных средств LEO может оказаться непрактичным стыковаться со многими космическими станциями и промышленными объектами, которые они обслуживают, создавая спрос на корабельные тендеры для перевозки грузов и пассажиров с транспортных средств в близлежащие пункты назначения. Другие корабли могут доставлять грузы с транспортов LEO в более отдаленные пункты назначения.

Несколько предприимчивых космических компаний уже создают космические системы, предназначенные для эры космических кораблей, включая по крайней мере одного коммерческого поставщика космических станций, который использует более дешевые наземные технологии производства для производства больших и тяжелых конструкций, которые может поднять только сверхтяжелый космический носитель.

Новые тяжелые пусковые установки позволят снизить массу, объем и стоимость запуска, которые являются ограничениями для многих проектов.

Каждый, кто связан с будущими космическими проектами, должен начать задаваться вопросом, что будет возможно.

Космическое производство солнечной энергии может быть обеспечено с помощью Starship, если удастся снизить стоимость космических систем. Один эталонный проект электростанции мощностью в два гигаватта весил бы 7500 тонн. Для транспортировки с Земли на LEO для такой станции потребовалось бы 50 запусков Starship или более 130 запусков Falcon Heavy с повторным использованием. Использование Starship обойдется примерно в 0,5 миллиарда долларов, поскольку станция мощностью в два гигаватта, вероятно, не будет построена до тех пор, пока затраты на запуск Starship не достигнут 10 миллионов долларов за запуск. Использование Falcon Heavy по сегодняшним ценам обошлось бы более чем в 12 миллиардов долларов. Ни одна из нынешних пусковых установок не могла бы поддерживать конкурентоспособную по цене солнечную энергию космического базирования. Полностью многоразовые пусковые установки смогли бы. Признавая это, японское планирование солнечной энергетики космического базирования основано на запусках сверхтяжелых космических носителей.

Что вы могли бы сделать со 150 метрическими тоннами в LEO за 10 миллионов долларов?

Новые тяжелые пусковые установки позволят снизить массу, объем и стоимость запуска, которые являются ограничениями для многих проектов. Каждый, кто связан с будущими космическими проектами, должен начать задаваться вопросом, что будет возможно завтра. Учитывая время, которое потребуется для разработки проектов, достаточно крупных, чтобы воспользоваться новыми возможностями, могут возникнуть огромные преимущества для первопроходцев. Если вы не воспользуетесь возможностью, это могут сделать ваши конкуренты или противники. Космический запуск по ценам FedEx изменит мир.

Ссылки

Blue Origin. «New-Glenn».
Даффи, Кейт. «Илон Маск говорит, что через 2-3 года полеты на космическом корабле SpaceX будут стоить менее 10 миллионов долларов». Business Insider, 11 февраля 2022 года.
Фауст, Джефф. «Инфляция, высокий спрос повышают цены на запуск». SpaceNews, 26 марта 2023 года.
Гарретсон, Питер. «Сингулярность Starship». Американский совет по внешней политике, февраль 2023 года.
Шалал, Андреа и Ирен Клотц. «Запуск ракеты Vulcan в 2019 году может положить конец зависимости США от России». Reuters, 13 апреля 2015 года.
SpaceX. «Starship».
SpaceX. «Руководство пользователя Falcon». Сентябрь 2021 года.
SpaceX. «Возможности и сервисы».
United Launch Alliance. «Ракеты".

Гэри Олесон - системный инженер в секторе национальной безопасности и космоса SAIC и сторонник Фонда Space Frontier Foundation.

Показать полностью 5
29

Правительство США предпринимает серьезный шаг к созданию ядерных двигателей космического базирования

Личное мнение:
Американские военные хотят ядерный двигатель для своих космических «истребителей» контролирующих пространство вокруг Земли и Луны. Придумай кто иной, Китай или Россия, подобное - уже давно-бы стоял вой от «зеленых» и политиков во всех международных организациях, а сейчас тишина и восхищение американским инженерным гением. Естественно подобный заход от американской военщины является вызовом для остальных, и эти «остальные», в количестве двух штук, будут делать подобное. Китайцы как прилежные копипастеры всего нового, а русские достанут пыльные чертежи ушедшей страны и продолжат «ковать ядерный щит Родины». Офигевшие от этого безобразия юниты на поверхности привыкнут с недоверием смотреть в небо и мечтать о «мирном сосуществовании».

«НАСА хочет отправиться на Марс с этим двигателем».

ЭРИК БЕРГЕР - 27.07.2023, 12:01
Первоисточник

Правительство США предпринимает серьезный шаг к созданию ядерных двигателей космического базирования

Художественная концепция демонстрации космического корабля Rocket to Agile Cislunar Operations (DRACO), на котором будет продемонстрирован ядерный тепловой ракетный двигатель.DARPA

Через четыре года, если все пойдет хорошо, ракетный двигатель с ядерной установкой впервые отправится в космос. Сама ракета будет обычной, но полезная нагрузка, выведенная на орбиту, будет совершенно новым аппаратом.

В среду НАСА объявило, что оно сотрудничает с Министерством обороны США в целях запуска космического аппарата с ядерным двигателем в космос уже в 2027 году. Космическое агентство США инвестирует около 300 миллионов долларов в проект по разработке двигательной установки следующего поколения для транспортировки в космосе.

«НАСА хочет отправиться на Марс с помощью этой системы», - сказал Энтони Каломино, инженер НАСА, который руководит программой агентства по космическим ядерным двигательным технологиям. «И это испытание действительно заложит нам эту основу».

Назад в будущее

Традиционные химические двигатели отлично подходят для отрыва ракет от поверхности Земли, но такие машины ужасно неэффективны для передвижения по Солнечной системе. Они не потребляют топливо; они его пожирают. Чтобы долететь до Марса, потребуется огромное количество топлива и жидкого окислителя, и на это потребуется не менее шести месяцев. Чтобы люди действительно стали космическим видом, должен быть лучший способ передвижения.

Вернер фон Браун, немецкий инженер, перебежавший в Соединенные Штаты после Второй мировой войны, признал потенциал ядерных тепловых двигателей еще до того, как его ракета Saturn V высадила людей на Луну с помощью химического двигателя. В конечном итоге это привело к проекту под названием NERVA (ядерный двигатель для применения в ракетных аппаратах). В конечном итоге он был отменен, чтобы помочь профинансировать космический челнок.

Основная идея проста: ядерный реактор быстро нагревает топливо, возможно, жидкий водород, а затем этот газ расширяется и выходит через сопло, создавая реактивную тягу. Но разработка всего этого для космических двигателей является сложной задачей, а кроме того, существуют нормативные трудности строительства ядерного реактора и безопасного запуска его в космос.

И поэтому технология ядерных тепловых двигателей долгое, долгое время лежала на полке. Наконец, в 2020 году любопытные люди из Агентства перспективных оборонных исследовательских проектов США заявили, что хотят протестировать летающую ядерную тепловую двигательную установку. Это положило начало программе под названием Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations DRACO (Демонстрационная ракета для гибких окололунных операций). Военные также заинтересованы в эффективном перемещении полезных грузов вокруг Земли и Луны — отсюда и включение окололунной ракеты в их планы.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
Отчет: единственным реальным путем НАСА для людей на Марсе является ядерный двигатель

Позже к ним присоединилось НАСА с целью разработки аналогичной технологии для миссии на Марс. Причина очевидна: многие ученые и инженеры считают, что единственным устойчивым способом развития программы исследования Марса является использование ядерных двигателей.

Дальнейший план

В среду НАСА и DARPA объявили, что выбрали компанию Lockheed Martin в качестве основного подрядчика по сборке экспериментального транспортного средства с ядерным тепловым реактором (X-NTRV) и его двигателя. Компания BWX Technologies станет одним из партнеров Lockheed Martin и разработает ядерный реактор и изготовит топливо из низкообогащенного урана высокого качества для питания реактора.

Стоимость премии составляет 499 миллионов долларов, сказала Табита Додсон, руководитель программы в DARPA, в ходе телеконференции с журналистами.

НАСА возьмет на себя ведущую роль в разработке ядерного двигателя, а DARPA будет курировать множество других вопросов, от требований ядерного регулирования до операций миссии и всех анализов безопасности транспортного средства. Ядерный реактор будет запущен с Земли в «холодном» режиме по соображениям безопасности и не будет включен до тех пор, пока не достигнет достаточно высокой орбиты.

Эта окончательная орбита еще не определена, но, вероятно, она будет находиться на высоте от 700 до 2000 км над поверхностью Земли, так что возвращение аппарата в атмосферу планеты произойдет через сотни лет после того, как произойдут какие-либо ядерные реакции.

По словам Додсона, аппарат с ядерным двигателем будет запускаться в обтекателе полезной нагрузки ракеты Falcon 9 или Vulcan и будет выглядеть почти так же, как верхняя ступень обычной ракеты. Он будет состоять из большого водородного топливного бака, ядерного реактора, несущей конструкции космического аппарата и сопла. Как только он достигнет безопасной орбиты, реактор будет включен. Затем жидкий водород будет нагреваться от 20 Кельвинов — всего на 20° Цельсия выше абсолютного нуля — до 2700 Кельвинов менее чем за секунду.

А потом? Что ж, посмотрим. Есть некоторые неизвестные в работе реактора и его уранового топлива в условиях невесомости.

«Важно иметь в виду, что это демонстрационный двигатель», - сказал Додсон. «И точно так же, как при любом другом испытании ракетного двигателя, НАСА, возможно, потребуется провести серию последующих работ по разработке двигателя, чтобы приблизиться к своему идеальному действующему двигателю».

Не забывайте о водороде

Этот эксперимент интересен не только испытанием ядерного двигателя. В то время как множество новых технологий будет использовано для разработки ядерного реактора, способного работать в условиях микрогравитации, много усилий также будет затрачено на управление жидким водородным топливом на борту космического аппарата.

До сих пор жидкий водород успешно хранился в космосе всего несколько дней, поскольку его температура кипения превышала чрезвычайно низкое значение в 20 градусов Кельвинов. По словам Додсона, в ходе этой миссии будет предпринята попытка сохранить жидкий водород в ультрахолодном состоянии на пару месяцев, что даст достаточно времени для многократных испытаний ядерного теплового двигателя.

После того, как топливо закончится, двигатель больше не сможет работать, хотя специалисты миссии на земле по-прежнему будут поддерживать связь с космическим аппаратом. Миссия могла бы быть продлена, если бы ее можно было заправлять топливом с помощью специальных роботизированных аппаратов, и Додсон сказал, что разработчики космического аппарат пытаются учесть такую возможность.

Однако, возможно, к тому времени НАСА и DARPA узнают достаточно, чтобы приступить к разработке работающего двигателя, который будет куда-то летать.

ЭРИК БЕРГЕР - старший космический редактор Ars Technica, освещающий все - от астрономии до частного космоса и шаткой политики НАСА, и автор книги "Старт" о расцвете SpaceX. Эрик, дипломированный метеоролог, живет в Хьюстоне.

Показать полностью 1
4

Northrop Grumman взимает дополнительную плату в размере 36 миллионов долларов за модуль NASA Gateway

Личное мнение:
Проект лунной орбитальной станции Gateway, являющийся центральным элементом программы Artemis, вошел в традиционную фазу задержек и переносов. НАСА отодвинуло проект шлюза к концу десятилетия и делает упор на политически мотивированную миссию Artemis III (25 год) с высадкой двух американских астронавтов на Луну. Миссии Artemis (IV и V) в которых планируют задействовать Gateway сместились на 28 и 29 годы. И конечно ожидать запуск первых модулей шлюза в 2024 году не стоит. По текущим планам НАСА два модуля - HALO и PPE должны стартовать на Falcon Heavy. За 332 млн долларов (на «дешевой ракете Маска»). Стоимость модуля HALO по контракту 933 млн долларов, а модуля PPE 375 млн долларов. Контракты на модули были заключены по схеме «фиксированная цена», но конечная цена будет гарантировано выше. Вот и NG просит подкинуть немного, всего 36 млн. Остается неясным вопрос о технической возможности запуска связки HALO-PPE на FH, в прошлом году от инспекторов НАСА были сообщения о проблемах с массой модулей. Пока новостей по этой теме нет.

Джефф Фауст, 27 июля 2023
Первоисточник

Northrop Grumman взимает дополнительную плату в размере 36 миллионов долларов за модуль NASA Gateway

Модуль Habitation and Logistics Outpost (HALO) (справа) вместе с силовым и двигательным элементами млнсоставит ядро лунного шлюза NASA. Фото: Northrop Grumman

ВАШИНГТОН — Northrop Grumman заявила, что ей потребовалось дополнительно 36 миллионов долларов по контракту на постройку модуля для Lunar Gateway НАСА, ссылаясь на меняющиеся требования миссии и более широкие экономические проблемы.

В финансовых результатах компании за второй финансовый квартал, опубликованных 27 июля, компания объявила о неблагоприятной корректировке сметы на момент завершения работ в размере 36 миллионов долларов за работу над модулем Habitation and Logistics Outpost (HALO), одним из первых элементов Gateway. Компания обвинила в этом «эволюционирующую архитектуру лунных шлюзов и требования миссии в сочетании с макроэкономическими проблемами», которые привели к росту затрат на программу.

Northrop получила контракт с фиксированной ценой в размере 935 миллионов долларов от NASA в июле 2021 года на постройку модуля, который будет построен на основе конструкции грузового космического корабля Cygnus компании. HALO обеспечит первоначальные жилые помещения на Gateway и включает в себя несколько стыковочных узлов для посещения космических кораблей Orion и посадочных аппаратов на Луну, а также дополнительные модули, предоставленные международными партнерами.

В разговоре о доходах Кэти Уорден, исполнительный директор Northrop Grumman, сказала, что более ранняя работа над HALO по доработке конструкции велась по контрактам «затраты плюс» до заключения контракта с фиксированной ценой два года назад на производство HALO.

«Мы считаем, что это лучше всего подходит для коммерческих изделий или производственных программ со стабильными требованиями и зрелой конструкцией», - сказала она о контрактах с фиксированной ценой. «Как выясняется в программе HALO, требования не так стабильны, как ожидали мы или правительство, и мы работаем с ними над решением этой проблемы по мере продвижения вперед».

Ни Уорден, ни компания не уточнили эти изменяющиеся требования. За последние несколько лет программа Gateway значительно эволюционировала, в частности, с решением НАСА в 2020 году запустить HALO и разработанный Maxar силовой модуль (PPE) вместе, вместо того, чтобы запускать их по отдельности и пристыковывать к лунной орбите.

«В целом, это было хорошее решение. Это действительно снижает большой риск», - сказал Рик Мастраккио, директор по развитию бизнеса Northrop Grumman Space systems, о решении запустить PPE и HALO вместе. «Скрепление их болтами на земле, безусловно, значительно снижает риск».

Выступая 18 июля на симпозиуме Памяти Гленна Американского астронавтического общества, он отметил, что совместный запуск PPE и HALO на Falcon Heavy сопряжен с некоторыми трудностями. «При установке двух аппаратов на одну ракету-носитель масса стала главной проблемой», - сказал он. «Команда работала над этим довольно долго».

«Мы все понимали, что при таком уровне изменений возникнут технические проблемы», - сказал на той дискуссии Крис Кокер, вице-президент Maxar по энергетике и двигательной установке. Он поблагодарил NASA за то, что оно поощряет две компании работать вместе «как настоящие партнеры» для наилучшей интеграции их соответствующих модулей.

Еще одной проблемой, по словам Мастраккио, является отсутствие опыта полетов вокруг Луны. «Построить постоянный шлюз в окололунном пространстве намного сложнее, чем кажется», - сказал он. «Нам еще предстоит понять специфику эксплуатации и проектирования для окололунного пространства и лунной поверхности».

Показать полностью 1
5

Boeing фиксирует потери из-за задержек Starliner

Личное мнение:
Starliner от Boeing стал предметом декора заднего плана в американской космической программе пилотируемых полетов. Идет год за годом, а корабль все время «почти готов к старту». Вспоминается, что первоначально по планам НАСА частные корабли должны были полететь в 2017 году, заменив русские «Союзы». В 17-м не получилось, но SpaceX сделал позже, что обещал, и сейчас работает на низкой орбите за троих, считая взятые на себя миссии Starliner и частные миссии вне NASA. Для меня непонятным является следующий момент этого проекта - неисправности и косяки проекта все время разные. Куда ни посмотри - все требует доработки, в актуальной ситуации это элементы парашютной системы которые не соответствуют предельным значениям нагрузки и изолента для внутрикорабельной проводки, которая оказалась пожароопасной. Как может гореть материал на основе стеклоткани - загадка! Менеджмент компании и НАСА отказываются назвать хотя-бы предполагаемую дату первого пилотируемого полета. В плюс проекта можно отметить, что корабль настоящий боец, несмотря на косяки и траблы он дважды успешно сел после проблемного полета. Вопреки всему.

Джефф Фауст, 26 июля 2023
Первоисточник

Boeing фиксирует потери из-за задержек Starliner

Проблемы с парашютами и лентой для жгутов проводов приведут к задержке первого полета CST-100 Starliner Boeing с экипажем на период после июля. Фото: Boeing / Джон Грант

ВАШИНГТОН — Boeing понес еще одну потерю в своей программе коммерческого экипажа CST-100 Starliner, поскольку первый полет этого пилотируемого корабля с экипажем остается в подвешенном состоянии.

В финансовых результатах за второй финансовый квартал, опубликованных 26 июля, компания сообщила, что понесла убытки в размере 257 миллионов долларов по программе Starliner, сославшись на задержку первого полета корабля с астронавтами на борту, о которой Boeing и НАСА объявили 1 июня. Этот убыток стал крупнейшим отдельным фактором убытков в размере 527 миллионов долларов, о которых компания сообщила в своем подразделении обороны, космоса и безопасности за квартал.

Эта потеря является последней финансовой неудачей для Boeing по контракту с фиксированной ценой. Ранее компания зафиксировала расходы в размере 883 миллионов долларов против доходов, связанных со Starliner, включая 195 миллионов долларов в третьем квартале 2022 года. Эти издержки касались задержек в разработке транспортного корабля и стоимости второго испытательного полета без экипажа.

«На Starliner мы идем в ногу с нашим заказчиком. Мы уделяем приоритетное внимание безопасности и тратим столько времени, сколько потребуется. Мы уверены в этой команде и стремимся сделать все правильно», - сказал Дэвид Кэлхун, президент и исполнительный директор Boeing, в телефонном разговоре о доходах. Он не стал вдаваться в подробности этих усилий или оценивать, сколько времени потребуется.

Когда NASA и Boeing объявили о последней задержке миссии Crew Flight Test (CFT), Марк Наппи, вице-президент и руководитель программы CST-100 Starliner в Boeing, сказал, что объявлять новую дату запуска преждевременно, заявив, что компании требуется «несколько дней» для рассмотрения работ, необходимых для устранения проблем с ремнями безопасности парашютов и защитной лентой для кабелей, которые вызвали задержку.

Во время брифинга НАСА 25 июля о предстоящей миссии SpaceX Crew-7 на Международную космическую станцию Стив Стич, руководитель коммерческой программы экипажа НАСА, сказал, что программа Starliner «отступила», чтобы детально изучить все аспекты подготовки к полету с экипажем, рекомендация, сделанная Консультативной группой НАСА по аэрокосмической безопасности незадолго до последних проблем.

Программа нашла новое соединение для использования в парашютной системе, которое отвечало бы требуемому коэффициенту безопасности, которого не хватало существующему компоненту. «Это соединение прямо сейчас проходит испытания, и мы в процессе изучения этого соединения и выяснения, как установить его в парашюты для полета», - сказал он.

Другая группа удаляла ленту для изоляции жгутов проводов на космическом корабле, которая, как показали испытания, была легковоспламеняющейся. Стич сказал, что инженеры нашли альтернативную ленту, которая не воспламеняется, чтобы использовать ее вместо старой.

Стич, однако, не предложил пересмотренного расписания миссии CFT, в ходе которой астронавты НАСА Бутч Уилмор и Суни Уильямс ненадолго отправятся на Международную космическую станцию. До задержки запуск был запланирован на 21 июля.

«Работа над Starliner продвигается хорошо», - сказал он. «Нам нужно немного отступить назад и взглянуть на то, как выстраивается вся эта работа. На самом деле мы пока не готовы обсуждать возможность запуска».

Стич сказал, что сейчас основное внимание уделяется решению технических проблем. НАСА и Boeing встретятся, «когда придет время, и выберут цель запуска».

Показать полностью 1
8

НАСА и DARPA выбирают Lockheed Martin для разработки демонстрационной ядерной силовой установки DRACO

Личное мнение:
США в отличии от России и Китая, выбрали другой путь с ядерной космической энергетикой. Разрабатывают тепловые ядерные двигатели, а не ядерные электростанции. И это отличная новость, будут реальные попытки реализации различных концептов. И выбор лучшего для тиражирования и освоения.

Джефф Фауст, 26 июля 2023
Первоисточник

НАСА и DARPA выбирают Lockheed Martin для разработки демонстрационной ядерной силовой установки DRACO

Lockheed Martin в партнерстве с BWXT разработает для НАСА и DARPA транспортное средство для демонстрации технологий ядерной тепловой силовой установки на околоземной орбите. Автор: Lockheed Martin

ВАШИНГТОН — НАСА и DARPA выбрали компанию Lockheed Martin для разработки космического аппарата для демонстрации технологий ядерного двигателя на околоземной орбите в конце этого десятилетия.

26 июля два правительственных агентства объявили, что достигли соглашения с компанией Lockheed Martin о разработке космического аппарата для программы демонстрационной ракеты для гибких окололунных операций (DRACO). НАСА и DARPA объявили в январе, что будут сотрудничать в DRACO для демонстрации технологий ядерной тепловой силовой установки (NTP), представляющих интерес для обоих агентств.

Lockheed работает с BWXT над программой, в рамках которой BWXT построит ядерный реактор для DRACO и топливо из низкообогащенного урана (HALEU) высокого качества. Этот реактор будет нагревать жидкий водород, находящийся на космическом аппарате, превращая его в высокотемпературный газ, обеспечивающий тягу.

Соглашение структурировано как поэтапное соглашение о полномочиях в отношении других транзакций общей стоимостью 499 миллионов долларов, сказала Табита Додсон, менеджер программы DRACO в DARPA, во время разговора с журналистами. Расходы распределяются поровну между НАСА, ответственного за ядерный реактор, и DARPA, ответственного за космический аппарат и разрешения регулирующих органов. Space Force обеспечат запуск ракеты-носителя, запланированный не позднее 2027 года.

И Lockheed, и BWXT вносят в программу собственные средства. Кирк Ширеман, вице-президент Lockheed Martin по кампаниям исследования Луны, назвал инвестиции своей компании в DRACO «значительными», но не назвал конкретную сумму. Аналогичным образом, Джо Миллер, президент BWXT Advanced Technologies, сказал, что его компания в течение нескольких лет инвестировала в разработку топлива для реактора, но также не предоставила конкретную сумму.

Как НАСА, так и Министерство обороны заинтересованы в NTP из-за его гораздо более высокой эффективности: в два-три раза большей, чем у химического двигателя, отметил Энтони Каломино, портфельный менеджер NASA по космическим ядерным технологиям, в ходе телефонного разговора. Для НАСА это означает потенциально более быстрые полеты на Марс, в то время как военные заинтересованы в большей маневренности в окололунном пространстве.

Однако DRACO будет очень ограниченной демонстрацией NTP. «По сути, это летающий испытательный стенд», - сказал Додсон. После запуска на рабочую орбиту, вероятно, высотой от 700 до 2000 километров, космический аппарат не будет совершать никаких серьезных маневров. Вместо этого основное внимание будет уделено реактору транспортного средства и использованию в нем топлива HALEU, которое ранее не использовалось в ядерных реакторах в космосе. «Это будет основной задачей демонстрации DRACO, и процесс сбора данных о реакторе HALEU определит успех миссии».

Официальные лица не раскрыли, какую тягу будет производить двигатель DRACO, хотя Каломино сказал, что у него будет определенный импульс, показатель эффективности, продолжительностью около 700 секунд. Это значительно больше, чем даже у лучших химических двигателей, хотя проектная цель систем NTP составляет от 850 до 900 секунд. «Для миссии DRACO мы находимся на том уровне, где мы можем получить инженерную значимость, необходимую для лучшего понимания двигателей с большей тягой».

Эти испытания легче проводить в космосе, чем на Земле, что было сделано в более ранних программах NTP, таких как NERVA НАСА полвека назад. Каломино сказал, что НАСА изучило возможность наземного испытания, которое требует специальной инфраструктуры для предотвращения попадания выхлопных газов двигателя в атмосферу, «и затраты на это на самом деле выше, чем, по нашим оценкам, будет стоить проведение этого испытания в космосе».

Додсон описал космический аппарат DRACO как аналогичный по размерам типичной верхней ступени ракеты-носителя. Он сможет вписаться в стандартные обтекатели полезной нагрузки ракеты-носителя, а Space Force используют свой контракт на космические запуски в целях национальной безопасности, чтобы обеспечить запуск ракеты-носителя либо на Falcon 9, либо на Vulcan Centaur с мыса Канаверал, штат Флорида.

После выхода на орбиту миссия DRACO продлится всего пару месяцев, что ограничено запасом жидкого водорода на борту. «Сохранение водорода является большой проблемой, поэтому мы захотим ускорить проверку космического корабля и ядерного реактора», - сказал Ширеман.

Однако и он, и правительственные чиновники оставили открытой возможность дозаправки DRACO, чтобы обеспечить продолжение испытаний. Додсон сказал, что DARPA провела переговоры с Space Force, которые заинтересованы в дозаправке в космосе, чтобы выяснить, можно ли спроектировать космический корабль с портом для подачи в него жидкого водорода.

Ширеман отметил, что перекачка жидкого криогенного топлива в космос еще не была продемонстрирована, хотя эта технология станет ключевой частью конструкции лунного посадочного модуля Blue Moon компании Blue Origin, для которого Lockheed Martin разрабатывает аппарат «cislunar transporter» для дозаправки.

«В конце концов, я все еще думаю, что вы все равно сможете продемонстрировать двигатель, даже если не сможете его заправить», сказал он, «но я бы с удовольствием заправил его, сохранил и использовал долгие годы».

Показать полностью 1
4

Boeing потерял 1,1 миллиарда долларов на Starliner из-за отсутствия готового корабля

Личное мнение:
На примере разработки частного космического корабля для полетов на МКС от компании Boeing можно оценить реальную стоимость поделий "частной космонавтики". Так как Boeing публичная компания, то она вынуждено публикует реальные затраты по проектам. Изготовление дополнительного корабля для проведения второго тестового полета обошлось компании почти в 500 млн долларов. А перерасход средств по этому проекту уже перевалили за миллиард. Интересно, кто-то еще верит, что корабль от Маска Crew Dragon стоит 220 млн долларов (по 55 млн за место)?

«На самом деле мы пока не готовы говорить о возможной дате запуска».

ЭРИК БЕРГЕР - 26.07.2023, 18:26
Первоисточник

Boeing потерял 1,1 миллиарда долларов на Starliner из-за отсутствия готового корабля

Starliner Boeing установлен на ракете Atlas V на базе космических сил на мысе Канаверал во Флориде.Тревор Мальманн

Трудное лето для программы Starliner продолжилось на этой неделе: Boeing сообщил о дополнительных потерях при разработке транспортного корабля, а NASA заявило, что еще слишком рано обсуждать возможные даты запуска космического корабля с экипажем.

На протяжении всей этой весны НАСА и Boeing работали над датой запуска космического корабля в июле, на борту которого впервые будут находиться два астронавта. Однако всего за несколько недель до того, как должен был состояться этот запуск, 1 июня Boeing объявил, что в Starliner возникли две серьезные проблемы. Одна из проблем была связана с «мягкими звеньями» в стропах, соединяющих капсулу Starliner с парашютами, а вторая проблема возникла из-за того, что сотни футов стеклотканевой защитной ленты P-213 внутри космического корабля оказались легковоспламеняющимися.

В среду, в рамках ежеквартального отчета о прибылях, Boeing объявил, что программа Starliner понесла убытки в размере 257 миллионов долларов «в первую очередь из-за последствий ранее объявленной задержки запуска». В результате общее списание убытков компании по программе Starliner превысило 1,1 миллиарда долларов. Отчасти из-за этого подразделение Boeing по обороне, космосу и безопасности сообщило об убытках в размере 527 миллионов долларов во втором квартале этого года.

Поскольку Starliner финансировался НАСА по контракту с фиксированной ценой в рамках программы коммерческого экипажа, Boeing несет ответственность за любой перерасход средств и финансовые потери из-за задержек.

Работа продвигается

Во время телеконференции на этой неделе представители НАСА также представили первую существенную информацию о Starliner с момента объявления 1 июня. Менеджер программы агентства по коммерческому экипажу Стив Стич сказал, что работа продолжается, но многое еще предстоит сделать.

Выявление двух серьезных проблем, столь близко к космическому полету, побудило НАСА более широко взглянуть на Starliner и определить, могут ли быть другие проблемы, скрывающиеся в космическом корабле. «Со стороны НАСА мы действительно отступили и рассмотрели все аспекты подготовки к полету», - сказал Стич.

По его словам, НАСА, Boeing и поставщик парашютов Airborne решают проблему со стропами. Инженерные группы определили новый тип соединения, который может соответствовать требованиям безопасности НАСА. Однако Стич не сказал, в какой степени эти новые соединения прошли полевые испытания и какая часть тестовой кампании необходима для их сертификации для полетов.

Технические специалисты также сняли панели внутри космического корабля Starliner, чтобы получить доступ к легковоспламеняющейся ленте. Этой стеклотканевой лентой были обмотаны провода внутри космического корабля, чтобы защитить их от истирания в полете. Стич сказал, что на данный момент со Starliner изъято около трех фунтов скотча.

«Мы смогли удалить большую часть этой пленки, и эта работа продвигается действительно хорошо», - сказал Стич. НАСА и Boeing определили негорючую замену, сказал он.

Расписание имеет значение

На вопрос, сможет ли Starliner стартовать в этом году, Стич не назвал конкретного графика. «Мы пока не совсем готовы говорить о возможности запуска», - сказал он. «Сначала мы собираемся решить технические вопросы, а затем, когда придет время, сядем за стол переговоров с командой Boeing и выберем цель запуска».

Такой ответ предполагает, что запуск Starliner на ракете Atlas V, на борту которой астронавты НАСА Суни Уильямс и Бутч Уилмор совершат испытательный полет на Международную космическую станцию, вполне может сместиться на 2024 год.

Стич сделал свои комментарии во вторник во время телеконференции для СМИ, посвященной обсуждению предстоящей миссии Crew-7 на корабле Crew Dragon компании SpaceX. Девять лет назад, когда НАСА уступило место Boeing и SpaceX в предоставлении услуг по перевозке экипажа на космическую станцию, Boeing считался непомерно высоким фаворитом на поставку первого корабля для НАСА. Тем не менее, SpaceX запустит свою седьмую оперативную миссию и восьмую общую пилотируемую миссию для NASA в следующем месяце.

НАСА уже объявило, что SpaceX выполнит свою миссию Crew-8 для НАСА в феврале или марте следующего года. Учитывая продолжающиеся задержки, теперь возможно, что Crew-9 вылетит следующей осенью, перед первой оперативной миссией Boeing, Starliner-1. НАСА не назвало полный экипаж Starliner-1 из четырех человек, но заявило, что астронавты Скотт Тингл и Майк Финке будут выполнять функции командира и пилота.

Показать полностью 1
2

SpaceX разрабатывает еще одно приложение для Starship

Личное мнение:
Мегакорабль Starship от Илона Маска является «гвоздём программы» в США. Хотя основные средства и усилия НАСА вкладывает в программу Artemis с ракетой-носителем SLS и кораблем Orion, но основное внимание и надежды на прорыв в космонавтике связаны с концепцией Starship - многоразовым, дешевым, грузоподъемным и надежным кораблем и ускорителем. Поэтому неудивительно, что Starship пытаются пристроить в любой космический проект. В том числе и для создания орбитальной станции на орбите Земли. Starship никаким образом не проектировался под орбитальную станцию, но его размеры, объемы и предполагаемая стоимость будоражат воображение и желание использовать конструкцию в качестве альтернативы разработке специализированных орбитальных модулей на Земле.
О вариантах возможного использования Starship:
Мнение: Starship - «бочка» в каждой бочке затычка.

«SpaceX сам по себе может стать крупным коммерческим пунктом назначения LEO».

СТИВЕН КЛАРК - 25.07.2023, 12:41
Первоисточник

Иллюстрация художника, изображающая Starship на низкой околоземной орбите.

Вы, наверное, слышали о планах SpaceX использовать свой гигантский новый корабль Starship для высадки людей на Луну и Марс, отправки многочисленных спутников Starlink или больших телескопов в космос или, возможно, даже в качестве высокоскоростного транспорта точка-точка для перевозки оборудования или людей по планете Земля.

Есть еще одно приложение для архитектуры Starship SpaceX, которое компания изучает, и НАСА готово помочь своими экспертными знаниями. Хотя технология все еще находится на начальном этапе развития, результатом усилий может стать перепрофилирование Starship в коммерческую космическую станцию, в чем НАСА проявляет большой интерес, поскольку нет планов по созданию государственной исследовательской лаборатории на низкой околоземной орбите после вывода из эксплуатации Международной космической станции после 2030 года.

Космическое агентство объявило в прошлом месяце о новом раунде соглашений с семью коммерческими компаниями, включая SpaceX. Программа сотрудничества в области коммерческих космических возможностей (CCSC) - это попытка, направленная на продвижение разработки частным сектором новых продуктов и услуг, которые могут быть доступны заказчикам, включая НАСА, примерно через пять—семь лет.

Это отдельно от финансируемых соглашений, подписанных НАСА в 2021 году с тремя отраслевыми командами во главе с Nanoracks, Blue Origin и Northrop Grumman, каждая из которых работает над собственными концепциями коммерческой космической станции. Еще одна компания, Axiom Space, заключила контракт с НАСА на разработку коммерческого модуля, который будет добавлен к Международной космической станции, с целью в конечном итоге использовать его в качестве центрального элемента для частного комплекса на низкой околоземной орбите.

НАСА отклонило заявку SpaceX на финансирование соглашения о разработке космической станции в 2021 году, выразив обеспокоенность по поводу планов SpaceX по масштабированию своей системы жизнеобеспечения для обеспечения длительных миссий и плана SpaceX по созданию единого стыковочного узла, среди прочих вопросов. Космическое агентство не предоставляет никакого финансирования для новых усилий CCSC, которые включают концепцию космической станции Starship, но правительство поддержит отрасль техническими знаниями, включая экспертные оценки, имеющийся опыт, технологии и данные.

Помимо соглашения SpaceX, НАСА заявило, что окажет нефинансовую поддержку инициативе Blue Origin по разработке космического корабля с экипажем для орбитальных миссий, который будет запускаться на ракете New Glenn компании. Агентство также поддерживает разработку Northrop Grumman исследовательской платформы, ориентированной на присутствие людей, на низкой околоземной орбите для работы рядом с планируемой компанией космической станцией.

Другими компаниями, выбранными НАСА для заключения нефинансируемых соглашений, были: предложение Sierra Space о версии космического корабля Dream Chaser с экипажем, концепция Vast для частной космической станции, план ThinkOrbital по разработке технологий сварки, резки, контроля и аддитивного производства для строительных работ в космосе и Special Aerospace Services для совместной работы над автономным маневрирующим устройством, которое поможет или потенциально заменит космонавтов, работающих вне космической станции.

Несмотря на отсутствие финансирования НАСА, в новом объявлении о сотрудничестве с SpaceX изложено — по крайней мере, в общих чертах — одно из направлений, в котором SpaceX, возможно, захочет использовать Starship. НАСА заявило, что будет работать с SpaceX над «интегрированной архитектурой низкой околоземной орбиты», которая включает в себя транспортное средство Starship и другие программы SpaceX, включая капсулу экипажа Dragon и широкополосную сеть Starlink.

«Эта архитектура включает Starship в качестве транспортного средства и элемента назначения в космосе на низкой околоземной орбите, поддерживаемого Super Heavy, Dragon и Starlink, а также составные возможности, включая транспортировку экипажа и грузов, связь, оперативную и наземную поддержку», - сказали в НАСА.

Пока еще только первые шаги

Программа SpaceX Starship продвигается вперед в основном за счет частного финансирования в миллиарды долларов. Ракета спроектирована так, чтобы в конечном итоге ее можно было полностью и быстро использовать повторно, с 33-двигательной разгонной ступенью под названием Super Heavy и разгонной ступенью, известной просто как Starship, для выхода на орбиту. Оказавшись в космосе, Starship сможет перевозить полезную нагрузку до 150 метрических тонн или заправляться топливом с помощью транспортного средства—заправщика — также основанного на конструкции Starship - для экспедиций в более отдаленные пункты назначения, такие как Луна или Марс.

Орбитальный Starship изготовлен из нержавеющей стали и имеет размеры около 164 футов (50 метров) в высоту при диаметре 29,5 футов (9 метров), что шире, чем фюзеляж гигантского реактивного самолета Boeing 747. Прежде чем SpaceX сможет перейти к демонстрации дозаправки на орбите, лунного модуля Starship или возможной космической станции на базе Starship, компании необходимо вывести ракету на орбиту. Первый полномасштабный испытательный полет в апреле не привел к выходу в космос, но представители SpaceX были довольны извлеченными уроками и готовятся к другому испытательному полету, в ходе которого будет предпринята попытка достичь околоорбитальной скорости позже в этом году.

Ракету Starship от SpaceX можно увидеть в преддверии ее комплексных летных испытаний в апреле.SpaceX

НАСА опубликовало более подробную информацию о концепции космической станции SpaceX в документе по выбору источника, опубликованном через несколько недель после первоначального объявления о соглашениях о сотрудничестве 15 июня. Что все еще неясно, так это то, рассматривает ли SpaceX идеи по превращению всего внутреннего объема Starship в герметичную среду обитания для людей, что потребует значительных достижений в производстве и сборке на орбите, чтобы превратить пустые топливные баки в дом для астронавтов, исследователей или космических туристов.

С другой стороны, кабина экипажа Starship — и без того просторная — может в конечном итоге обеспечить длительное пребывание на низкой околоземной орбите с помощью подходящей системы жизнеобеспечения. Аппарат также может быть оснащен внешними монтажными площадками для экспериментов без давления.

В заявлении о выборе источника Фил Макалистер, возглавляющий подразделение коммерческих космических полетов НАСА, написал, что предложение SpaceX предоставит возможности для удовлетворения потребностей НАСА в коммерческой космической станции после вывода из эксплуатации МКС.

«Предлагаемые возможности Starship с точки зрения размера и сниженной стоимости могут оказать далеко идущее влияние на устойчивое развитие экономики LEO (низкой околоземной орбиты)», - написал Макалистер.

SpaceX часто представляла Starship в качестве решения для транспортировки в дальний космос. В 2021 году НАСА заключило с SpaceX контракт на сумму 2,9 миллиарда долларов на разработку варианта ракеты Starship в качестве посадочного модуля для людей для программы Artemis по возвращению людей на поверхность Луны. С тех пор НАСА заключило с SpaceX контракт на постройку и полет посадочного модуля для второй миссии экипажа Artemis. Starship также соответствует видению Илона Маска по созданию человеческого поселения на Марсе.

Также SpaceX продала Starship как транспортное средство, которое в конечном итоге могло бы обеспечить глобальные перелеты из точки в точку для людей и грузов между пунктами назначения в противоположных концах света.

Теперь SpaceX предложила НАСА план по превращению Starship в коммерческую космическую станцию. «Starship может существенно повлиять на перевозку экипажа и грузов и сам может стать крупным коммерческим пунктом назначения LEO», - написал Макалистер в заявлении о выборе источника.

«Повышение уверенности - это план компании по самофинансированию разработки Starship за счет своих предприятий по запуску и спутников», - написал Макалистер в разделе, посвященном бизнес-подходу SpaceX к созданию космической станции Starship. «Единственными недостатками предложения было отсутствие графика развертывания его новых возможностей и участие НАСА в его ... основные этапы. В целом сильные стороны перевешивают слабые».

Что касается технических аспектов, НАСА заявило, что план SpaceX имеет сильные стороны в использовании существующих систем, продемонстрированной технической компетентности и низкой зависимости от других компаний или организаций. Но Макалистер написал, что в предложении SpaceX не хватает подробностей о концепции и информации о технических рисках или графике использования Starship для транспортировки экипажа на низкую околоземную орбиту или в качестве орбитальной космической станции в течение следующих пяти-семи лет, что является одной из целей НАСА, определяющих соглашения о сотрудничестве в коммерческом космосе.

Тем не менее, НАСА не вносит никаких изменений в игру с этой программой, и агентство определило, что технические преимущества также перевешивают недостатки предложения.

Это предлагается не в первый раз

Перепрофилирование ракеты в космическую станцию - идея не новая. Если смотреть на это оптимистично, то это способ по сути получить «бесплатную» космическую станцию путем переработки большой конструкции, которая в противном случае была бы уничтожена, во что-то полезное. Но идея сопряжена с большими препятствиями.

В 1960-х годах инженерам НАСА пришла в голову идея создания того, что могло бы стать первой в мире космической станцией, созданной путем преобразования верхней ступени S-IVB ракеты Saturn IB в мастерскую под давлением. Концепция предполагала бы два запуска Saturn IB с интервалом в день, один с экипажем космического корабля Apollo, а другой без астронавтов.

Экипаж Apollo установил бы оборудование и ввел атмосферу, поддерживающую жизнедеятельность, в резервуар для водорода S-IVB, чтобы они могли жить и работать внутри. Эта концепция была известна как «мокрая мастерская», потому что она использовалась в «мокром» запуске с жидким водородным топливом в баке.

В 1969 году, всего через несколько дней после посадки «Аполлона-11» на Луну, НАСА решило пойти в другом направлении. Это решение привело к созданию космической станции Skylab, известной как «сухая мастерская», потому что она была построена на верхней ступени S-IVB, которая стартовала без топлива на ракете Saturn V в 1973 году. Три экипажа НАСА жили и работали на Skylab.

Титульный лист отчета Института космических исследований за 1985 год с иллюстрацией космического челнока, пристыкованного к космической станции, сделан из перепрофилированных топливных баков шаттла.Институт космических исследований

НАСА и его подрядчики также изучали возможность использования внешнего бака космического челнока в качестве краеугольного камня орбитальной космической станции. Инженеры Martin Marietta, первоначального разработчика топливного бака для шаттла, оценили способы преобразования бака в орбитальную платформу, оснащенную солнечными батареями и прикрепляемыми модулями для экспериментов или полезной нагрузки. Самые амбициозные концепции предполагали использование внутреннего пространства танка в качестве орбитального склада топлива или большого помещения для экипажа диаметром 27,5 футов (8,4 метра) - идеи, изложенные в отчете Института космических исследований за 1985 год, группы, основанной дальновидным физиком Джерардом О'Нилом.

Но space shuttle так и не оправдал обещанных низких затрат и высокого темпа запусков, а внешний бак так и не был использован после того, как его выбрасывали после каждого запуска шаттла.

Базирующаяся в Хьюстоне компания Nanoracks также работает над технологией, которая в конечном итоге может быть применена для преобразования отработавших ступеней ракеты в орбитальную космическую станцию. Nanoracks сотрудничает с Maxar и United Launch Alliance в разработке некоторых технологий на ранней стадии в этой области. Одной из недавних вех стала мелкомасштабная демонстрация в космосе в прошлом году, чтобы доказать, что робот может резать металл в условиях микрогравитации, используя образец материала размером в несколько дюймов, который был типичным для баков разгонного блока Centaur, который летает на ракете ULA Atlas V.

Показать полностью 3
Отличная работа, все прочитано!