SpaceX опробует несколько новых трюков в шестом испытательном полете Starship⁠⁠

«Дополнительной целью этого полёта будет попытка совершить в космосе разворот с использованием одного двигателя Raptor».

Стивен Кларк – 19 ноября 2024 г. 18:56
Первоисточник

Шестой полёт гигантской ракеты Starship компании SpaceX, который должен состояться во вторник в Южном Техасе, позволит по-новому проверить возможности этого транспортного средства.

Самое главное, что SpaceX попытается ненадолго включить один из шести двигателей Raptor Starship в космосе. SpaceX попыталась сделать это во время третьего запуска Starship в марте, но прервала перезапуск двигателя после того, как ракета потеряла управление во время фазы торможения.

Успешная демонстрация повторного запуска двигателя проложит путь для будущих Starship, которые смогут выходить на стабильные, устойчивые орбиты. Необходимо проверить способность двигателя Raptor повторно запускаться в космосе для сведения с орбиты и возвращения Starship в атмосферу.

Во время испытательного полёта во вторник Starship будет следовать по той же суборбитальной траектории, что и во время предыдущей миссии 13 октября. Это означает, что двигатели Starship Raptor разгонят корабль до скорости, чуть меньшей той, что необходима для выхода на низкую околоземную орбиту. Без дополнительных манёвров гравитация естественным образом вернёт ракету обратно в атмосферу над Индийским океаном для контролируемого приводнения в открытом море.

Эта дугообразная суборбитальная траектория обеспечивает своего рода страховку, чтобы доставить Starship в отдалённое место в океане, даже если возникнут проблемы с повторным запуском двигателя Raptor.

Второе изменение, которое SpaceX внесёт в этот испытательный полёт, касается теплозащитного экрана корабля. Эти модификации позволят инженерам собрать данные перед будущими попытками вернуть Starship на Землю и приземлиться на стартовой площадке SpaceX Starbase в Южном Техасе.

Возможно, уже в следующем году SpaceX захочет вернуть Starship на Starbase, чтобы его можно было поймать механическими манипуляторами на стартовой площадке, подобно тому, как компания впервые в прошлом месяце поймала ракету-носитель Super Heavy. В конечном итоге SpaceX планирует быстро повторно использовать ракеты-носители Super Heavy и Starship.

«В ходе лётных испытаний будут оценены новые материалы для вторичной теплозащиты, а также будут сняты целые секции теплозащитных панелей с обеих сторон корабля в местах, которые изучаются для установки оборудования, позволяющего ловить будущие корабли», — написала SpaceX на странице с обзором миссии.

Компания SpaceX установила захваты на ракете-носителе Super Heavy, чтобы её можно было зафиксировать с помощью захватов стартовой площадки. Кораблю понадобятся аналогичные захваты, выступающие из его теплозащитного экрана.

«Корабль также будет намеренно лететь с более высоким углом атаки на заключительном этапе спуска, целенаправленно испытывая пределы управления закрылками, чтобы получить данные о будущих профилях посадки», — заявили в SpaceX.

При свете дня

Ещё одним существенным отличием от испытательного полёта во вторник станет время запуска. 30-минутное окно запуска Starship открывается в 16:00 по центральному поясному времени (22:00 по всемирному координированному времени), в то время как все пять предыдущих испытательных полётов ракеты проходили утром.

Это изменение означает, что Starship будет входить в атмосферу при дневном свете, что обеспечит лучшие условия для визуального наблюдения, сообщила SpaceX. Предыдущие спуски Starship над Индийским океаном происходили ночью. Последний испытательный полёт в прошлом месяце завершился мягким приводнением в заданной точке.

Остальная часть полёта Starship будет похожа на предыдущий запуск. 33 двигателя Raptor на жидком топливе, установленные на ракете-носителе Super Heavy, выведут ракету-носитель из нержавеющей стали высотой 397 футов (121 метр) со стартовой площадки с тягой более 16 миллионов фунтов, что в два раза больше мощности, вырабатываемой ракетой Saturn V эпохи «Аполлон» НАСА.

Двигаясь на восток от Starbase, ракета будет расходовать более 40 000 фунтов метана и жидкого кислорода каждую секунду. Примерно через минуту она превысит скорость звука, а затем пролетит через стратосферу, прежде чем заглушить большую часть из 33 двигателей ускорителя, готовясь к посадке.

Ракета-носитель Super Heavy отделится от корабля примерно через 2 минуты 39 секунд после старта, как только на верхней ступени Starship включатся шесть двигателей Raptor. После этого маневра «горячего разделения» ракета-носитель развернётся и полетит хвостом вперёд, затем включит 13 двигателей, чтобы изменить курс и направиться обратно к Starbase на сверхзвуковой скорости.

Если всё пойдёт по плану, ракета-носитель замедлит падение на землю с помощью ещё одного включения двигателей Raptor. Это последнее включение перед посадкой должно аккуратно направить ракету-носитель между захватами стартовой башни, которые сближаются для захвата.

Примечательно, что SpaceX удалось поймать ракету-носитель Super Heavy с первой попытки в прошлом месяце, но ещё многое можно было улучшить. Например, кусок нержавеющей стали с одного из аэродинамических выступов или небольших аэродинамических выступов, оторвался от ракеты во время спуска.

«Аппаратные обновления для этого полёта обеспечивают дополнительную надёжность двигательных установок ракеты-носителя, повышают прочность конструкции в ключевых областях и сокращают время разгрузки топлива из ракеты-носителя после успешного возвращения», — заявили в SpaceX. «Разработчики миссии также обновили программное обеспечение и критерии запуска и возвращения ракеты-носителя».

В космосе Starship пролетит примерно треть пути вокруг Земли, прежде чем примерно через 38 минут после начала полёта попытается снова запустить двигатель Raptor. После этого короткого торможения корабль переориентируется, чтобы направить свой тепловой экран в поток перегретой плазмы.

Полёт должен завершиться примерно через 65 минут после запуска, когда корабль перейдёт из положения «брюхом вниз» в вертикальное положение. Его двигатели Raptor ещё раз включатся, чтобы затормозить для контролируемого приводнения.

Поворотный момент для Starship

Если эта демонстрационная миссия пройдёт успешно, то мегаракета SpaceX превратится из экспериментальной программы на ранней стадии в нечто более зрелое. Это последний полёт версии Starship первого поколения, известной как V1, и он состоялся через пять недель после последнего испытательного полёта.

SpaceX планирует запустить Starship 25 раз в следующем году, поэтому сокращение времени между запусками является основополагающим для планов компании. Чтобы Starship мог устойчиво работать на орбите— а это должно стать возможным благодаря повторному запуску двигателя в космосе— необходимо запустить спутники Starlink или заправить Starship на орбите.

Запуск Starlink на Starship важен для SpaceX, чтобы расширить свою глобальную сеть широкополосной связи за счёт более крупных и мощных спутников, которые не помещаются в ракету Falcon 9. А дозаправка на орбите необходима для реализации амбиций NASA и SpaceX по отправке Starship на Луну и Марс сначала с грузом, а затем с людьми.

Starship V2, который дебютирует во время седьмого испытательного полёта, имеет более крупные топливные баки, усовершенствованный тепловой экран и изменённые передние закрылки. Он будет немного выше, чем Starship V1.

Избранный президент Дональд Трамп, которого основатель SpaceX Илон Маск поддержал на выборах в этом году, планирует отправиться в Южный Техас, чтобы присутствовать на запуске во вторник, согласно многочисленным сообщениям СМИ со ссылкой на источники, знакомые с расписанием Трампа.

В своей победной речи в ночь выборов Трамп на несколько минут переключился на тему Starship, вспомнив, как в прошлом месяце наблюдал за первым запуском ракеты-носителя Super Heavy. «Это было прекрасное зрелище», — сказал Трамп.

Сейчас Маск является сопредседателем Департамента эффективности государственного управления при Трампе, созданного для сокращения нерациональных государственных расходов. Starship, наряду с другими программами SpaceX, скорее всего, станет крупным победителем, когда администрация Трампа будет разрабатывать свою космическую политику.

Стивен Кларк — космический репортёр Ars Technica, освещающий деятельность частных космических компаний и мировых космических агентств. Стивен пишет о взаимосвязи технологий, науки, политики и бизнеса на Земле и за её пределами.