SpaceX запустила ракету-носитель Falcon 9 со спутниками Starlink
Компания SpaceX запустила ракету-носитель Falcon 9 со спутниками Starlink
Многоразовая первая ступень американской ракеты-носителя Falcon 9 совершила успешную управляемую посадку на плавучую платформу A Shortfall of Gravitas в Атлантическом океане. Об этом сообщается в Twitter-аккаунте компании-разработчика SpaceX.
Вертикальная посадка произошла спустя девять минут после старта ракеты с комплекса 39А на космодроме на мысе Канаверал во Флориде. Старт состоялся в 05:02 по московскому времени. Falcon 9 вывела на орбиту 49 спутников в рамках проекта Starlink. Трансляция запуска велась на сайте компании.
Как отмечает «Интерфакс», данная первая многоразовая ступень ракеты-носителя Falcon 9 использовалась для запусков в десятый раз.
Starlink — это проект американского предпринимателя Илона Маска для труднодоступных сельских регионов, который обеспечивает подключение через сеть орбитальных спутников. В декабре 2021 года глава SpaceX сообщил, что компания для уменьшения вероятности столкновения с космическим мусором изменила орбиты некоторых спутников Starlink.
Чем российский космический ядерный буксир отличается от американского ядерно-теплового?
Компания Gryphon Technologies в рамках программы Cislunar Operations (DRACO) [1] получила контракт от агентства перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA) на разработку и испытания космической установки на ядерно-тепловой тяге (Nuclear thermal space propulsion system, NTP) [2].
Если упрощать, то суть в том, что через активную зону реактора прокачивается жидкое топливо, скорее всего водород. Атомы урана расщепляются внутри ядра и выделяют тепло, нагревая это топливо, которое переходит в газообразное состояние, и выходит через сопло, создавая тягу.
Вообще NTP не является чем-то новым. Подобные установки изучались NASA и Комиссией по атомной энергии (ныне Министерство энергетики США) в 1960-х годах в рамках программы по разработке ядерных ракетных двигателей. Учёные Лос-Аламосской национальной лаборатории успешно создали и испытали ряд ядерных ракетных двигателей, которые и взяты за основу для разработки NTP, хоть программа и завершилась ещё в 1972 году [3].
В итоге, мы пока имеем лишь заявления о теоретической эффективности американской перспективной разработки, значительно превышающей эффективность современных двигательных установок [4]. Информации мало, но нам важна суть, так что переходим к российской.
Художественное представление космического аппарата, работающего на ядерно-тепловом двигателе. © NASA / Marshall
О ней, к слову, по понятным причинам, тоже не так уж и много информации, но достаточно для сравнения и понимания разницы. Вообще, разработка вроде как началась ещё в 2009, но лишь в конце ушедшего года на сайте госзакупок появилась информация о контракте на разработку аванпроекта космического ядерного буксира «Нуклон» и это, по большому счёту, совершенно новый проект.
Разница в технологиях, которые предполагалось разработать изначально, и которые будут применены в новом проекте
На момент начала разработки уже существовало множество концепций самых разнообразных космических буксиров и с электрическими ракетными двигателями, и плазменными, и ионными, суммарной мощностью в сотни киловатт, достижение которых предполагалось за счёт либо солнечных батарей площадью в тысячи квадратных метров, либо путём преобразования энергии ядерной реакции в электрическую.
На изображении: Концепция ядерно-импульсного звездолёта «Астра» с магнитным отражением продуктов подрыва, разработанная одноимённым НПО. Автор рендера неизвестен, изображение взято с просторов интернета.
Оно и понятно, в СССР были далеко идущие планы по освоению дальнего космоса, для чего и требовались подобные корабли. К примеру, были даже проработки максимально отдалённых проектов по полётам к близлежащим звёздным системам.
Транспортно-энергетический модуль (ТЭМ) в первоначальном своём варианте довольно сильно отличался от тех концепций, так как предполагал использование по-настоящему прорывных технологий. Тепло от ядерной реакции должно было преобразовываться в электричество для питания электроракетных двигательных установок (ЭРДУ) за счёт газовых турбин и электромеханических генераторов.
Если звучит знакомо, то это не удивительно. Максимально похожая система используется в АЭС на Земле, где вместо инертных газов в турбинах водяной пар. Проблема в том, что турбины надо охлаждать и обслуживать, с чем на АЭС не возникает проблем, но как быть в космосе?
На изображении: один из первых вариантов ТЭМ в режиме работы ЭРДУ.
Проблему охлаждения первоначально предполагалось решить с помощью уникальной технологии — капельного холодильника — распыляя капли теплоносителя в космосе, давать им там самостоятельно излучить тепло, а затем улавливая уже холодные капли.
Проблема в том, что с этой технологией, судя по всему, ничего не получилось. Первый эксперимент ещё на станции «Мир» прошёл вроде как успешно, а в качестве продолжения работы на МКС был проведён эксперимент «Капля-2» [5], но, судя по его странице, где можно найти связанные с ним научные публикации, результатов как таковых просто нет — исключительно теоретические выкладки.
С турбинами тоже возникло слишком много проблем, так как они «не хотят» работать десятки лет без обслуживания в сложнейших космических условиях. Ну и ладно, пусть всё будет стандартно — традиционные панельные радиаторы вместо капельного холодильника и термоэмиссионный преобразователь вместо турбин.
Да, таким образом российский ядерный буксир версии 2020 года был лишён условно прорывных технологий (условно, так как они не были испытаны, а значит, нет информации об их даже потенциальной эффективности), но зато он максимально реалистичнее и проще в разработке. Хотя, конечно, к моменту его создания эти технологии вполне могут устареть, но тут никто не может предугадать.
Анимация КБ «Арсенал», показывающая развёртывание «Нуклона» на орбите Земли.
Как итог, разница между нашим и американским ядерными буксирами очевидна. В российском энергия ядерного реактора преобразуется в электричество для питания ЭРДУ, в американском — тепло от реакции испаряет топливо (предположительно водород), которое, выходя через сопло, должно создавать тягу.
Последний проект российского буксира полностью реализуем, а американский на сегодняшний день является проверкой теории. Это, в свою очередь, означает, что, к моменту создания, технологии отечественного буксира могут быть устаревшими, а американского — прорывными. Да и по эффективности (в теории) наш будет уступать. Но это можно будет сравнить только после создания буксиров, ну или хотя бы доведения их разработки до стадии испытаний.
1. О программе Cislunar Operations (DRACO).
2. О контракте DARPA с Gryphon Technologies.
3. Об американской программе по разработке космических ракет на ядерных энергетических установках.
6. Исследования NASA, датированные ещё 2014 годом.
У меня есть каналы в Дзене, Telegram, YouTube и чат для дискуссий на научные темы. Подписывайтесь, если интересно.
Как «Роскосмос» упустил возможность быть первым в создании многоразовых ракет-носителей
Уже в 1940-х годах сформировалось представление о многоразовой ракете-носителе, которая садится на посадочную площадку на собственных двигателях.
К сожалению, до недавнего времени, для реализации такой посадки требовались технические решения, которые были недоступны, вплоть до 2010-х. Готовиться к их реализации было необходимо начинать лет за 20 до этого, то есть как раз в то время, когда наша страна испытывала, скажем так, не лучшие времена.
О том, что в СССР работали над возможностью создания многоразовых РН, думаю, знают почти все. Реализовать это предполагалось уже на блоках первой ступени второй модификации сверхтяжёлой ракеты-носителя «Энергия» («Энергия-2» или ГК-175), которые собирались возвращать «самолётным способом». Собственно, ресурс двигателей РД-170 должен был составлять 25 полётов.
Но давайте перейдём ближе к нашим дням
![Как «Роскосмос» упустил возможность быть первым в создании многоразовых ракет-носителей Технологии, Ракета, Космонавтика, Космос, Илон Маск, Ракета-носитель, NASA, SpaceX, Запуск ракеты, Роскосмос, МКС, Starship, Гифка, Длиннопост](https://cs12.pikabu.ru/post_img/2022/01/17/4/1642394360137021473.jpg)
На изображении: вариант многоразовой ракетной системы ГК-175 в составе крылатого блока Ц и «стандартных» блоков А (от РН «Энергия-2») в стартовой конфигурации. Автор неизвестен.
В СМИ, с момента первой успешной посадки РН Falcon 9 в 2015 году, активно рассказывали о том, что это утопия, а Илон Маск — аферист. Тем временем, «Роскосмос» ещё в конце 2011 года объявил конкурс на создание многоразовых носителей.
Мы сейчас не будем вдаваться в подробности «внутренней кухни» госкорпорации, но заказ тогда ушёл ГКНПЦ им. Хруничева на проект «Байкал-Ангара», который по некоторым техническим решениям напоминает ту самую «Энергия-2».
Эту систему с самого начали называли слишком сложной и дорогой, а единственным значимым плюсом называлась возможность возврата с большого расстояния (благодаря возврату ступеней «самолётным способом»), что позволило бы выводить аппараты на большее число различных наклонений. Так или иначе, проект не реализован, а время от времени в СМИ проскакивает информация о том, что какие-то наработки могут быть использованы в РН «Союз-5», которую, опять же, преподносят в качестве основного конкурента Falcon 9.
Но вот, что интересно — «Роскосмос» тем своим решением, вероятно, упустил возможность опередить Space X в гонке по разработке многоразовых РН.
На изображении: профиль полёта многоразовой ступени РН «Россиянка». Credit: ОАО «Государственный ракетный центр имени академика В. П. Макеева».
В том конкурсе принимало участие ОАО «Государственный ракетный центр имени академика В. П. Макеева» с проектом многоразовой РН «Россиянка». Именно в центре Макеева разработали большинство баллистических ракет для подводных лодок, включая и стоящие сегодня на вооружении Р-29РМУ «Синева».
«Россиянка» — это двухступенчатая ракета-носитель с многоразовой первой ступенью. Вот эту РН действительно можно было бы назвать конкурентом только разрабатываемой тогда Falcon 9, так как даже выводить на НОО она должна была 21,5 тонны (Falcon 9 выводит 22,8 тонны).
Понятно, что сейчас нет особого смысла об этом рассуждать, но, как мне кажется, центр Макеева мог бы реализовать этот проект при наличии соответствующего финансирования. Вместо этого весь мир наблюдал, как впервые была осуществлена посадка первой ступени РН Falcon 9 в 2015 году.
К слову, после этого в центре Макеева на собственные средства работали над новым проектом уже полностью многоразовой космической системы КОРОНА («Космическая одноразовая ракета, одноступенчатый носитель аппаратов»). Она хоть и не является прямым конкурентом той же системе Starship, но довольно интересна и заслуживает отдельной публикации. Правда, после представления проекта в 2018 году, о нём ничего больше не слышно — видимо, «космических боссов» и он тоже не заинтересовал.
Что мы получаем в итоге?
На изображении: интересный и по-настоящему футуристичный концепт полностью многоразовой космической системы КОРОНА. Credit: ОАО «Государственный ракетный центр имени академика В. П. Макеева». К слову, на этой РН предполагалось ставить клиновоздушный двигатель, прототип которого недавно был испытан.
Наработки по многоразовым системам советской и российской космонавтики не получили ни должного внимания, ни необходимого финансирования, из-за чего первенство в этой гонке досталось американцам. Вместо того, чтобы оглянуться назад и проанализировать собственные ошибки, средства, силы и время тратятся на попытку принизить достижения конкурентов. А тем временем уже и Китай максимально активно действует на этом поле.
Вот здесь вы можете ознакомиться с техническими подробностями ракеты-носителя «Россиянка».
У меня есть каналы в Дзене, Telegram, YouTube и чат для дискуссий на научные темы. Подписывайтесь, если интересно.
Лунная миссия Artemis 1 Space Launch System - проверка подвески двигателей RS-25
NASA провело испытания подвески двигателей RS-25 ракеты лунной миссии Artemis 1 Space Launch System в здании сборки во Флориде.
В середине февраля ожидается выкат SLS/Orion миссии Artemis 1 на стартовую площадку для серии финальных предполетных тестов.
Нужна ли космической державе сверхтяжёлая ракета-носитель и какой найти повод для исследования космоса?
Итак, попробуем ответить на поставленный вопрос. Для начала о причинах отказа «Роскосмоса» от РН «Енисей». Основная заключается в том, что деньги пойдут на разработку метанового двигателя.
Здесь надо сказать, что разработать его должны были ещё вчера, если «Роскосмос» вообще собирается вступать в конкурентную борьбу на рынке космических пусков. Но сначала нам говорили, что и на «керосине неплохо полетаем», из-за чего тормозились разработки РД-0169 и РД-0177, а потом потребовалось выплачивать долги «Государственного космического научно-производственного центра имени М. В. Хруничева».
Тем не менее, РД-0177 находится в фазе испытаний опытного образца, поэтому непонятно, почему на его дальнейшую разработку понадобилось денег как на сверхтяжёлую ракету. Тут, правда, следует отметить, что, согласно имеющимся данным, российский двигатель по характеристикам, даже будучи прототипом, уступает «Раптору» от SpaceX с полной газификацией топлива, который к тому же уже летает.
Но это всё тема другой статьи.
Нас интересует, нужна ли вообще сверхтяжёлая РН стране?
Тут, как по мне, тоже практически всё упустили из-за непрофессионализма отдельных лиц, ведущих себя не как те самые по-настоящему «эффективные менеджеры», а буквально, как дети.
Вся отечественная пропаганда работала на то, чтобы высмеивать идеи Илона Маска. Starship как только не называли на федеральных каналах и в государственных СМИ, после чего радостные «ура-патриоты» разносили эти эпитеты по группам в социальных сетях.
Теперь те же официальные лица забили тревогу о том, что со Starship у американцев появляется не просто ракета для полётов к Луне и Марсу, а технологическое решение, способное перевернуть военно-политический баланс в мире.
Именно поэтому Дмитрий Рогозин заговорил о пересмотре концепции сверхтяжёлой ракеты в принципе, ведь РН «Енисей» в своём первоначальном варианте сразу была далеко не самой мощной из разрабатываемых. Почти уверен, что концепт, который нам представят в итоге, будет копией Starship, хоть нас и начнут уверять, что это не так.
Дело в том, что ракеты-носители не разрабатываются впрок — сначала требуется определиться с задачами. Именно с целеполаганием у наших «космических управленцев» серьёзные проблемы. У России на ближайшие десятилетия нет амбициозных задач по изучению космоса, ведь гражданский космос по-прежнему воспринимается российскими чиновниками не более, чем рекламой.
В этом смысле развитие космической отрасли в нашей стране полностью остановилось со смертью Сергея Павловича Королёва, так как ни советские, ни российские чиновники не смогли осознать, что точка зрения «космос — это исключительно пиар» полностью устарела.
Наши «космические чиновники» сами этого не поняли и, соответственно, не смогли донести это до Президента, из-за чего на космическую отрасль и выделяется непростительно мало средств, которые появляются только тогда, когда с другой стороны уже машут готовой «дубиной». Тогда-то и подключается всем привычное «военное мышление» — нам нужна ответка.
Проблема в том, что такая позиция абсолютно не жизнеспособна в условиях развития частных космических компаний. Частенько можно услышать, что Илон Маск — просто хороший пиарщик. Ну так не без этого. У NASA постоянно те же проблемы со сдвигом сроков создания своих изделий, как и у «Роскосмоса», чем Маск и воспользовался — начал делать быстрее без потери качества, за что и получает свои очки доверия.
В России частные космические проекты если и не душили специально, то, как минимум, абсолютно не помогали им развиваться, а гигантская госкорпорация физически не способна конкурировать с частной компанией, которая прототипы для испытаний делает каждые две-три недели.
Именно поэтому не сработает подход, при котором финансирование принципиально новых проектов оправдывается ответными действиями на разработки «врага», ведь «Роскосмос» ничего не сможет противопоставить SpaceX из-за совершенно иных (не хочу говорить «устаревших») принципов и скорости работы.
Возникает закономерный вопрос: «как можно было оправдать увеличение трат на космические проекты?»
Поиск микробной жизни на других планетах Солнечной системы.
Вы заметили, что, к примеру, американцы все свои проекты связывают именно с этим? Изучение Марса, Европы, Титана. Именно на этой почве заговорили и об изучении Венеры. Как думаете, почему?
Лично мне кажется, что открытие жизни вне Земли приведёт к тому, что полёты в космос станут главным приоритетом на долгие десятилетия. Осознание существования внеземной жизни приведёт к оправданию вывода в космос новейших систем вооружения, якобы впрок. Тогда-то и понадобятся лунные ракеты большой грузоподъёмности, чтобы начать строить на спутнике земли военные базы для защиты от потенциальных угроз.
Это только на первый взгляд выглядит чем-то фантастическим, но с обнаружением внеземной жизни может совпасть и получение первых реальных изображений экзопланет, и мы не знаем, что мы увидим на этих фотографиях. Ну а для подключения военных интересов нужен только повод. Вот так и получается, что американцы, возможно, сами того не понимая, «следуя за мечтами о поиске внеземной жизни и о том, чтобы сделать человечество мультипланетарным видом», занимаются на самом деле поиском этого повода для военных.
Что в итоге?
Так нужна ли сверхтяжёлая ракета-носитель стране?
Только если есть задачи. Сама по себе может появиться только одна задача — та самая «ответка». Вопрос в том, что, если космические чиновники в космической сверхдержаве не способны ставить новые амбициозные задачи для развития отрасли, может и отрасль как таковая не особо-то и нужна?
Когда китайцы объявили о намерении строить станцию на орбите Земли, от каждого «ура-патриота» было слышно, что они «просто повторяют то, что было сделано в СССР», а когда о намерении создать очередную станцию заявил «Роскосмос», те же люди начали распинаться о том, какая это отличная идея и, само собой, наша станция будет лучше китайской.
Непоследовательно это всё как-то, хаотично.
Напомню, что я лишь высказываю своё мнение, с которым вы можете не соглашаться, высказывая своё.
SpaceX идёт ва-банк — с марта начнутся запуски спутников Starlink с помощью Starship. Возможно, это и будет переворот в космонавтике
Судя по всему, в SpaceX максимально уверены в успехе Starship и решили слегка надавить на Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) и Федеральную комиссию по связи (FCC), официально объявив, что запуск почти 30 000 спутников Starlink второго поколения будет осуществляться с помощью Starship, а не Falcon 9.
По словам юриста SpaceX Уильяма Уилтшира, прогресс в разработке Starship превзошёл ожидания компании, благодаря чему:
«Можно начать запуск системы Gen2 уже в марте 2022 года.»
FAA должно завершить экологическую экспертизу на космодроме в Starbase в Бока-Чика к 28 февраля.
Интересно, что первоначально SpaceX представила в FCC одну конфигурацию своей сети, состоящую из 29 996 спутников, расположенных на 12-ти наклонениях на высотах от 328 до 614 километров. Уже развёрнутые спутники останутся на своих орбитах до окончания срока службы.
Новая конфигурация, основанная на запусках с помощью Starship, включает 29 988 спутников на высотах от 340 до 614 километров на девяти наклонениях. Объявлено об этом было ещё в августе.
Конкуренты, среди которых есть, к примеру, Amazon, призвали регулятор отклонить новый план SpaceX, так как, по их мнению, запрос разрешения на более чем одну конфигурацию поощряет спекулятивное поведение со стороны будущих операторов спутниковых группировок.
Скажем честно, реальных конкурентов у SpaceX нет, и этому есть простое объяснение — план по развёртыванию группировки Starlink, при подробном рассмотрении, выглядит почти безумным.
Почему планы SpaceX по группировке Starlink выглядели не особо реалистичными?
Математика довольно проста. Чтобы создать заявленную первоначально группировку первого этапа из 12 000 спутников, SpaceX нужно было бы запускать Falcon 9 каждые 5-6 дней на протяжении трёх лет. А теперь напомню, что стартовая площадка SpaceX обладает, мягко говоря, далеко не самым удачным расположением.
Погоду необходимо учитывать одновременно и в месте старте, и в месте посадки. В случае ухудшения условий, минимальный срок переноса составляет от одного до 5 дней. Как итог, даже если бы SpaceX удалось использовать все возможные стартовые окна, запуски никогда бы не закончились просто потому, что спутники требуется регулярно обновлять.
Со Starship вывести 12 000 аппаратов можно менее чем за 30 пусков, то есть можно уложиться в один год. К моменту вывода всей группировки, первые аппараты ещё не выйдут за расчётный срок эксплуатации в 8 лет.
А теперь немного экономики
Один спутник Starlink v 1.0 весит 260 кг. Полный пакет для запуска из 60 штук − 15 600 кг. Это полная грузоподъемность ракеты-носителя Falcon 9 v1.2 Full Thrust в конфигурации, рассчитанной на посадку первой ступени на баржу. Сейчас SpaceX уже запускает изрядно «поправившиеся» спутники из-за лазерной связи и Falcon 9 за один раз выводит только 49 спутников.
Стоимость одного пуска около 50 миллионов долларов. Таким образом, вывод на орбиту одного спутника Starlink обходится примерно в $800 000. Отмечу, что оценка довольно завышена. Ну а теперь о главном.
Грузоподъёмность Starship составляет 100-150 тонн, благодаря чему за один запуск на орбиту можно будет выводить от 384 до 576 спутников Starlink. О стоимости одного пуска Starship говорить рано, но достаточно очевидно, что вывод на орбиту одного спутника Starlink станет значительно дешевле.
Как итог, бизнес SpaceX действительно полностью зависит от реализации программы Starship.
Что ж, посмотрим, получится ли начать пуски с полезной нагрузкой уже в марте.
1. Запрос SpaceX в FCC о развёртывании новой конфигурации Starlink.
2. Призыв конкурентов отклонить запрос.
У меня есть каналы в Дзене, Telegram, YouTube и чат для дискуссий на научные темы. Подписывайтесь, если интересно.
Поиграем в бизнесменов?
Одна вакансия, два кандидата. Сможете выбрать лучшего? И так пять раз.
Выставка Космическое приключение: прибытие человека на Луну
Если вы интересуетесь космонавтикой, и будете в Майами в период с 7 апреля по май этого года (2022) то загляните.
Будут представлены порядка 300 экспонатов эпохи полетов Apollo к Луне, плюс полноразмерные макеты командного модуля, спускаемого аппарата и так далее.
Астронавт Аполлона-16 Чарльз Дьюк, который 50 лет назад стал десятым человеком, ступившим на Луну, примет участие в открытии.
И, если побываете на выставке, поделитесь на Пикабу фоточками :)