Light-industry-up.ru

Экосистема промышленности

SpaceX Starship

29-07-2023

SpaceX Starship

Первый орбитальный запуск Starship 20.04.2023
Общие сведения
Страна  США
Назначение Космический корабль,
Ракета-носитель
Разработчик SpaceX
Изготовитель SpaceX
Стоимость запуска ~ 2—20 млн $
Основные характеристики
Количество ступеней 2
Длина (с ГЧ) 120 м[1]
Диаметр 9 м
Сухая масса 300 т[1]
Стартовая масса до 6000 т с двигателями Raptor V3[2]
Масса полезной нагрузки
 • на НОО 100—150 т (многоразовая версия)
250 т (расходуемая версия)[3][4]
 • на Луну, Марс с дозаправкой до 150 т
 • на ГПО с заправкой на орбите 150 т[3]
История запусков
Состояние В разработке
Места запуска

SpaceX LC, Техас

LC-39A, LC-49.
Число запусков 1
 • успешных 0
 • неудачных 1
Первый запуск 20.04.2023 (Starship test flight)
Последний запуск 20.04.2023 (Starship test flight)
Первая ступень — Super Heavy[5]
Длина 70 м[1]
Диаметр 9 м[6]
Сухая масса 180 т
Маршевые двигатели 20 × Raptor 2 (ур. моря, пост. тяга)[1]
Рулевые двигатели 13 × Raptor 2 (ур. моря, рег. тяга)[1]
Тяга 75 315 кН (7680 тс)[1]
Удельный импульс 330 с[7]
Топливо 3300 т[6]
Горючее жидкий метан
Окислитель жидкий кислород
Вторая ступень — Starship
Длина 50 м[8]
Диаметр 9 м[8]
Сухая масса 120 т[8]
Маршевые двигатели 3 × Raptor 2 (вакуум)[7]
Рулевые двигатели 3 × Raptor 2 (ур. моря)[7]
Удельный импульс 330 атмосфера, 380 вакуум
Топливо 1200 т[8]
Горючее жидкий метан
Окислитель жидкий кислород
Медиафайлы на Викискладе

SpaceX Starship (читается: спэйс-экс старшип) — разрабатываемая компанией SpaceX многофункциональная, полностью многоразовая двухступенчатая система из сверхтяжёлой ракеты-носителя Super Heavy и космического корабля Starship, предназначенная для экономичной доставки грузов и людей на низкую околоземную, солнечно-синхронную и геопереходную орбиты, а также для межпланетных полётов на Луну и Марс[9]. Самая большая по массе и размерам и самая мощная ракета-носитель в истории[10].

По словам CEO и главного инженера SpaceX Илона Маска, система в будущем заменит ракеты-носители Falcon 9 и Falcon Heavy, грузовой и пилотируемый космические корабли Dragon V2[11].

30 апреля 2020 года NASA в рамках программы «Артемида» выбрала SpaceX в числе одного из трёх подрядчиков для разработки систем высадки людей на Луну в 2024 году[12]. Программа предусматривает частичное спонсирование проекта с целью создания лунной версии корабля Starship, способного перевозить экипаж с низкой околоземной орбиты до лунной орбитальной станции Gateway и между станцией и поверхностью Луны[13].

16 апреля 2021 года NASA объявила о заключении контракта на сумму 2,89 млрд $, в рамках которого SpaceX разработает посадочный модуль HLS Starship, который должен будет безопасно доставить двух американских астронавтов на поверхность Луны, а через неделю доставить их обратно на окололунную орбиту[14].

20 апреля 2023 года состоялось первое совместное орбитальное испытание Starship и Super Heavy. Вероятность полного выполнения всего полётного задания Илон Маск ранее оценивал в 50 %. На четвёртой минуте полёта, и высоте 39 км, после прохождения этапа максимального аэродинамического сопротивления, ракета была подорвана по команде из центра управления из-за отказа нескольких двигателей и последующего неконтролируемого вращения. Ракета не достигла этапа отделения ступеней[15].

Строительство и испытания системы проходят на космодроме Starbase в Техасе.

Назначение

Планируется, что в случае успешной разработки Starship заменит все существующие ракеты и космические транспортные системы SpaceX (Falcon 9, Falcon Heavy и Dragon) уже в начале 2020-х годов[11][16]. По оценкам SpaceX, запуски Starship будут дешевле, чем запуски других систем. По оценке президента Pioneer Astronautics Роберта Зубрина, в качестве системы доставки на Луну стоимость программы Starship составит лишь 1 % от стоимости программ на основе Saturn V 1960-х годов или на основе современной SLS в сопоставимых ценах[17].

Внешние видеофайлы
Making Humans a Multiplanetary Species — презентация проекта (2016)
Making Life Multiplanetary — презентация проекта (2017)
Анимация использования BFR в качестве транспорта для перелётов в любую точку на Земле менее чем за час (2017)
First Private Passenger on Lunar BFR Mission — презентация проекта (2018)
Starship Update — презентация проекта (2019)

Starship может использоваться для следующих целей[16]:

Описание

В отличие от предыдущих конструкций, космический корабль Starship объединяет в себе две функции — второй ступени, используемой для достижения орбитальной скорости при запуске с Земли, и многоразового космического аппарата, способного выполнять полёт в космическом пространстве и совершать управляемую посадку на Землю, Луну или Марс. Многоразовая сверхтяжёлая ракета-носитель Super Heavy будет использоваться в качестве первой ступени только для взлёта с Земли.

Корабль будет доступен минимум в четырёх модификациях:

  • космический корабль (англ. Starship) — полностью многоразовая транспортная система, предназначенная для перевозки экипажа и грузов на околоземную орбиту, Луну, Марс и далее. Корабль использует сверхтяжёлую ракету Super Heavy для разгона, доставляя грузы и экипажи на околоземную орбиту, и в состоянии самостоятельно осуществить взлёт и посадку на Луну и Марс.
  • Лунный посадочный модуль (англ. Starship Lunar lander) — разрабатываемая по заказу НАСА версия пилотируемого корабля, способного перевозить экипаж с низкой околоземной орбиты до лунной орбитальной станции Gateway и между станцией и поверхностью Луны[13]. Вместо аэродинамических рулей будут использоваться тормозные двигатели, что исключает его посадку на планеты с плотным слоем атмосферы.
  • Топливный танкер (англ. Starship Tanker) для доставки топлива на орбиту[25], где предполагается разместить топливные депо для дозаправки, необходимые для длительных перелётов.
  • Транспортный корабль (англ. Starship Cargo) с отсеком для полезной нагрузки больше, чем любой обтекатель, который находится в эксплуатации или разработке, вплоть до очень больших аппаратов наподобие космического телескопа «Хаббл».

Обе ступени разрабатываются способными вернуться на стартовую площадку, при этом обладая отказоустойчивостью достаточной, чтобы обеспечить посадку даже в случае выхода из строя нескольких двигателей[11].

Для полёта на Марс и последующего возвращения на Землю система потребует организации производства топлива на поверхности Марса из местных ресурсов. Для полёта на Луну и возвращения на Землю дозаправки на поверхности Луны не потребуется, достаточно будет лишь топлива из заправочных депо на орбите Земли перед полётом на Луну[11].

Схема комплекса Starship на стартовом столе

Основные характеристики Starship[19][11][26][27]:

  • полная многоразовость для обеих ступеней;
  • Super Heavy возвращается на стартовый комплекс; вторая ступень / корабль могут также вернуться на стартовый комплекс; первая и вторая ступени используют технологию вертикальной реактивной посадки[en];
  • Starship может садиться на любую плотную поверхность в Солнечной системе, с дозаправкой сможет доставлять многотонные грузы на любую планету солнечной системы[уточнить];
  • ожидаемая надёжность посадки на уровне современных крупных авиалайнеров;
  • автоматизированная стыковка;
  • орбитальные заправки топливом космического корабля Starship с помощью танкера Starship;
  • корабль с грузом и экипажем могут отправиться к Луне или Марсу после дозаправки топливом на околоземной орбите;
  • технология тепловой защиты многократного использования;
  • космический корабль Starship будет содержать 1000 м3 герметичных площадей, в которых возможно размещение до 100 кабин для экипажа[28], больших зон общего пользования, складов, кухни, а также убежища для защиты экипажа от солнечных вспышек.
Спецификация v.14 (сентябрь 2021)[1]
Ускоритель
+
космический корабль 		Ускоритель Космический корабль
/ танкер /
доставщик спутников
Полезная нагрузка на НОО, т 150
Возвратная полезная нагрузка, т 50
Грузовой объём, м3 1083,5 н/д 1083,5
Диаметр, м 9
Длина, м 120 70 50
Стартовая масса, т 5000 3500 1300
Масса топлива, т Жидкий CH4 937,5 687,5 250
Жидкий O2 3562,5 2612,5 950
Всего 4500 3300 1200
Сухая масса, т 300 180 120
Двигатели 33 Raptor v2 6 Raptor v2
Тяга, кН 85703

Название

Уже в 2005 году Маск использовал обозначение «BFR» для большой ракеты, планируемой как часть транспортной инфраструктуры для колонизации Луны и Марса[29].

Тем не менее, название менялось несколько раз. С сентября 2016 года по август 2017 года транспортная система, разрабатываемая компанией SpaceX, называлась ITS.[30]

В сентябре 2017 года Илон Маск снова назвал последнюю разработку ракетой BFR[31][32][32][11][33], что может расшифровываться как Big Falcon Rocket («ракета Большой Фалкон»)[34][35] или Big Fucking Rocket («большая грёбаная ракета»).[35][36]

19 ноября 2018 года Маск объявил в «Твиттере» о переименовании BFR в Starship, но затем пояснил, что Starship («Звёздный корабль») — космический корабль / верхняя ступень, а Super Heavy («Сверхтяжёлый») — ракетный ускоритель, необходимый для преодоления силы притяжения Земли[5].

История

Предыстория

6 мая 2002 года при основании компании SpaceX Илон Маск заявил её целью заселение других планет[37]. Все успехи компании на текущий момент являются, по словам Маска, лишь промежуточными шагами в направлении колонизации Марса[38].

30 июля 2010 года на конференции Американского института аэронавтики и астронавтики[en] были впервые представлены проекты ракет-носителей большой грузоподъёмности Falcon X[en] и Falcon XX[en][39][40]. Также было объявлено, что SpaceX работает над увеличенной версией двигателя Merlin — Merlin 2, который предназначался для первых ступеней этих ракет. Для верхних ступеней был запланирован двигатель под названием Raptor, в изначальной концепции использовавший топливную пару жидкий водород — жидкий кислород[41][42][43].

MCT

В 2012 году Маск обнародовал пересмотренный проект двигателя Raptor для новой ракеты-носителя MCT[en] грузоподъёмностью 150—200 тонн на низкую околоземную орбиту, что превышает возможности SLS NASA[44]. Теперь Raptor должен был работать на жидком метане и использоваться как на первой, так и на второй ступени[43][45][46][47], поэтому был увеличен. Проект Merlin 2 был отменён[41].

В 2013 году SpaceX впервые объявила о работе над концепцией транспортной системы на Марс под названием «Mars Colonial Transporter»[48].

Первые испытания компонентов двигателя Raptor начались в 2014 году[49].

ITS

Корабль ITS на Энцеладе в представлении художника

27 сентября 2016 года на 67-м ежегодном Международном конгрессе астронавтики в Гвадалахаре Маск представил детали концепции «Межпланетной транспортной системы», обеспечивающей пилотируемый полёт на Марс[24]. Транспорт ITS должен был иметь общую высоту 122 метра, диаметр 12 метров[50] и грузоподъёмность до 550 тонн полезной нагрузки на околоземную орбиту[51]. Планировалось, что система будет перевозить 100 человек на Марс в среднем за 115 дней[52]. Первая пилотируемая миссия на Марс, по планам Маска, была назначена на 2024 год. Предварительным местом запуска была выбрана площадка LC-39 КЦ Кеннеди.

В проекте ITS состоит из двух ступеней, космический корабль является второй ступенью, которая осуществляет выход на орбиту за счет собственного топлива после завершения работы первой ступени. Было объявлено, что для полетов к другим небесным телам будет использоваться танкерная версия корабля для дозаправки на орбите, так как при выводе на орбиту корабль расходует до 92% горючего,

В отличие от самолётной посадки космоплана системы Спейс шаттл, схема ITS базировалась на освоенной в SpaceX системе вертикальной посадки для первой ступени РН Falcon 9. Посадки на поверхность Земли и других небесных тел Солнечной системы МТКК ITS также осуществляет вертикально путем торможения ракетными двигателями на финальной стадии полета.

Корабль был разделён на отдельные секции: в нижней части расположены двигатели и топливные баки, над ними — отсек для груза, в верхней части корабля размещаются пассажиры. На внешней поверхности в отдельных выступающих отсеках планировалось расположить механизмы выдвижения посадочных стоек, которые могли бы использоваться при посадке как на Земле, так и на других планетах.

В пилотируемом варианте от 2016 года, его длина составляла 49,5 м, максимальный диаметр 17 м, стартовая масса 2100 тонн, из которых сухая масса 150 тонн и 1950 тонн приходится на горючее (жидкий метан) и окислитель (жидкий кислород). Танкерная версия имела заправку в 2500 тонн, сухую - 90 тонн и ПН - 380 тонн.

На корабле планировалось установить 9 ЖРД замкнутой схемы Raptor:

  • по окружности — 6 двигателей для максимально эффективной работы в вакууме, с увеличенным соплом (коэффициент расширения сопла — 200), производящие 3500 кН тяги с удельным импульсом 382 с.
  • в центре — 3 двигателя со стандартным соплом, которые будут использоваться при посадке.

Электроснабжение планировалось обеспечивать двумя раскладывающимися крыльями солнечных батарей, общей производительностью до 200 кВт.

Абляционное теплозащитное покрытие PICA третьего поколения позволяло бы выдерживать высокую температуру при входе в атмосферу Марса, а также в атмосферу Земли на обратном пути.

В корабле предполагалось первоначально доставлять на низкую околоземную орбиту до 300 т полезного груза, а на отлетную траекторию к Марсу — до 450 т (при условии дозаправки и дозагрузки на орбите). В перспективе корабль будет способен вместить 100 и более пассажиров для полёта на Марс. Из презентации можно было сделать вывод о вместимости не менее 300 человек согласно цены экспедиции — 62 млн долл. и цены билета 200 тыс. для отдельного лица. Также, уже вне презентации, Маском высказывалась цифра необходимого груза для обеспечения одного колониста в пределах 10—100 тонн на человека.

Межпланетный корабль планировалось использовать для повторных полётов до 12 раз.

BFR

29 сентября 2017 года в рамках 68-го ежегодного Международного конгресса астронавтики в Аделаиде Маск представил обновлённый дизайн системы и её новое кодовое название — BFR[11]. Диаметр BFR должен был составить 9-метров (30 футов), предлагалось использовать её как для рейсов на МКС, так и для полётов на Луну или Марс[11][31]. Тогда же компания SpaceX приняла решение о переходе к стратегии «бережливого стартапа» и объединении в одном проекте технологий запуска на околоземную орбиту, межпланетных полётов, а также межконтинентальных перелётов в пределах Земли[11][53].

Концепцию урезали вдвое по тяге двигателей и массе. Стартовая масса — 1100 т, сухая — 85 т, полезная нагрузка 150 и 250 тонн для возвращаемого и безвозвратного полетов соответственно, возвращаемая полезная нагрузка с орбиты — 50 тонн. Тяга снижена до 170 т и 375 с удельного импульса на двигатель. Двигательная формула — 4/2. 4 — вакуумных и 2 — посадочных атмосферных. Дополнена информация по обитаемому объему — 825 м3 и 40 кабин. Сменена концепция заправки. Вместо отдельного стыковочного шлюза планировалось применение универсального стыковочного интерфейса сразу для наземной и орбитальной заправки через соединение в торце: заправка от бустера (первой ступени и стартовых опор (технология РН Зенит)) и от танкера с осаждением топлива рулевыми двигателями[18].

Тогда же было отмечено, что дозаправка на орбите Земли позволит отправиться на Луну и вернуться на Землю без необходимости дозаправки на Луне, однако дозаправка должна быть произведена не на низкой околоземной орбите, как в случае полёта на Марс, а на эллиптической орбите, что предполагает большее количество рейсов для дозаправки корабля[11].

17 сентября 2018 года в рамках презентации, на которой был представлен первый космический турист Starship Юсаку Маэдзава, информация о ракете была обновлена. Теперь она должна иметь немного большую общую длину, но значительно меньшую максимальную полезную нагрузку, конструкция корабля была пересмотрена.

Starship

Очередная презентация обновлений Starship состоялась 28 сентября 2019 года[54]. В этот раз дизайн был пересмотрен: вместо трёх крыльев, которые также выполняли роль посадочных опор, в новой версии были два крыла и выдвижные опоры под ними, материал корпуса и баков ракеты был изменён с углепластика на нержавеющую сталь.

Сравнение с ракетами-носителями сверхтяжёлого класса проектов SpaceX 2010 года (Falcon X и Falcon XX), а также с конкурирующими историческими и перспективными проектами аналогичных ракет-носителей:

Saturn V Энергия Енисей Чанчжэн-9 Falcon X[41] Falcon XX[41] ITS (2016)[51] BFR (2017)[55] BFR (2018)[19] Starship (2019)[56][2][57] Starship (2020)[1]
Высота, м 110 59 105 101 93 100 122 106 118 118 122
Диаметр, м 10,1 16 - 10 6 10 12 9 9 9 9
Стартовая масса, т 2970 2 400 3 167 4 100 н/д н/д 4400 н/д 5000 5000
Полезная нагрузка (НОО), т 140 105 112 130 38 140 300 (550) 150 (250) 100 100 100
Тяга, кН 35 000 31 560 58 800 51 000 16 020 45 360 128 100 52 700 52 700 72 569 75 315
Экипаж 3 10 Буран - - н/д 100 100 100 100 100

Испытания

Внешние видеофайлы
Starhopper — Test flight — 150 meter
Mk1 — Cryo proof test — failure
SN1 — Cryo proof test — failure
SN2 — Tank cryo test
SN3 — Cryo proof test — failure
SN4 — Static fire test — explode
SN5 — Test flight — 150 meter
SN6 — Test flight — 150 meter
SN7 — Cryo proof test — failure
SN8 — Static fire test — pneumatic anomaly
SN8 — High-Altitude Flight Test
SN9 — High-Altitude Flight Test
SN10 — High-Altitude Flight Test
SN11 — High-Altitude Flight Test
SN15 — High-Altitude Flight Test
Starship Flight Test

Для тестирования двигателей Raptor корабля Starship имеются три комплекса. Один из них расположен в городе Макгрегор[en], штат Техас[58].

Основные испытания корабля проводятся с апреля 2019 года (первоначальные варианты — Starhopper[en]) на частном космодроме SpaceX в Бока-Чика, Техас.

На пути к работающему Starship V1.0 планировалось построить не менее 20 прототипов, каждый из которых будет иметь хотя бы незначительные улучшения[59]. Все прототипы корабля будут заправляться максимум на 1/3 массы горючего и окислителя — в условиях земной гравитации три двигателя не смогут поднять больше 600 тонн.

SpaceX подала две заявки в Федеральную комиссии по связи США (FCC) на первый орбитальный полёт прототипа корабля Starship. Согласно первой заявке, поданной 13 мая 2021 года[60], старт прототипа ожидается из Бока-Чика. 1-я ступень Super Heavy совершит посадку в Мексиканском заливе приблизительно в 33 км от берега. Starship продолжит полёт ещё 90 минут и совершит посадку на двигателях в океане приблизительно в 100 км от северо-западного побережья острова Кауаи (Гавайские острова)[61]. Во второй заявке, поданной 28 июня 2021[62], дополнительно указана максимальная высота полёта второй ступени — 250 км[63].

Опытный образец Дата Место испытания Вид испытания Результат
Starhopper 5 апреля 2019 Бока-Чика, Техас Прыжок на высоту 1 метр Успех
Прототип с одним двигателем Raptor SN2 подпрыгнул на привязи на высоту 1 метр[64]
25 июля 2019 Бока-Чика, Техас Полёт на высоту 20 метров Успех
Прототип с одним двигателем Raptor SN6 поднялся на высоту около 20 метров и переместился на несколько метров от места старта[65]
27 августа 2019 Бока-Чика, Техас Полёт на высоту 150 метров Успех
Пробный полёт с одним двигателем Raptor SN6. Взлетел на 150 метров и приземлился в нескольких десятках метров от стартовой площадки. В последние секунды работы двигатель вышел из рабочего режима, но не взорвался[66]
Starship Mk1 20 ноября 2019 Бока-Чика, Техас Проверка на герметичность Неудача
Разорвался при испытаниях на герметичность из-за плохой сварки швов[67]
Starship SN1 28 февраля 2020 Бока-Чика, Техас Криогенный тест Неудача
При выполнении наддува жидким азотом лопнул в нижней части, его остатки взлетели на 10—20 метров и упали[68][69][70]
Test Tank SN2 8 марта 2020 Бока-Чика, Техас Криогенный тест Успех
Создан для тестирования «шайбы» — конструкции в нижней части корабля, к которой крепятся двигатели. В марте 2020 года успешно прошёл криогенные испытания на давление[71][72]
Starship SN3 3 апреля 2020 Бока-Чика, Техас Криогенный тест Неудача
Был заполнен жидким азотом при криогенных температурах и давлениях полёта, однако начал разрушаться после того, как один из топливных баков второй ступени накачали жидким азотом: бак деформировался и развалился, после чего разрушились и остальные элементы прототипа[73][74][75]
Starship SN4 29 мая 2020 Бока-Чика, Техас Огневые испытания Неудача
Успешно прошёл криогенные тесты и 6 мая 2020 года впервые успешно прошёл огневые испытания. В мае также планировался первый тестовый прыжок на 150 м с двигателем Raptor SN20, однако во время послеогневых испытаний на отделение от стартового стола 29 мая аппарат взорвался из-за утечки и последующего возгорания метана, возникших из-за проблем с механизмом отсоединения[76].
Starship SN5 4 августа 2020 Бока-Чика, Техас Полёт на высоту 150 метров Успех
Прототип с одним двигателем Raptor SN27 и имитатором массы вместо обтекателя поднялся на 150 метров и провёл в воздухе около 40 секунд, после чего совершил посадку на другую часть площадки[77]
Starship SN6 3 сентября 2020 Бока-Чика, Техас Полёт на высоту 150 метров Успех
24 августа 2020 года прототип с одним двигателем Raptor SN29 прошёл огневые испытания[78] 3 сентября 2020 совершил прыжок на 150 метров и успешно приземлился[79]
Test Tank SN7 23 июня 2020 Бока-Чика, Техас Тест на максимальное давление Планово разрушен
Тестовый бак из стали 304L. Испытан на разрушение. Было достигнуто рекордное давление, прежде чем он вышел из строя[80]
Test Tank SN7.1 23 сентября 2020 Бока-Чика, Техас Тест на максимальное давление Планово разрушен
Тестовый бак из стали 304L, используемой в прототипе Starship SN8, предназначен для проверки на прочность сварных соединений под давлением при низких температурах[81]. 10 сентября 2020 года бак, установленный на стенде B, успешно прошёл первый криогенный тест жидким азотом под давлением 7,5—8,0 бар, а 15 сентября — второй криогенный тест под нагрузкой с использованием гидравлического имитатора тяги двигателей[82]. Испытания завершились 23 сентября 2020 года. Верхний купол лопнул вдоль сварного шва, идущего по окружности[83]
Test Tank SN7.2 4 февраля 2021 Бока-Чика, Техас Тест на максимальное давление Успех
26 января 2021 года бак из стали 304L толщиной 3 мм (вместо 4 мм) успешно прошёл первичное криогенное испытание жидким азотом под давлением[84]. 4 февраля 2021 года во время испытания на герметичность до отказа в резервуаре возникла контролируемая утечка азота в одной из точек сварного шва[85]. 15 марта был транспортирован на строительную площадку
Starship SN8 9 декабря 2020 Бока-Чика, Техас Полёт на высоту 12,5 км Частичный успех
На прототип впервые установлены управляемые аэродинамические рули, носовой обтекатель и 3 двигателя Raptor одновременно. Огневые испытания с запуском трёх двигателей прошли 20 октября, 10, 12 и 24 ноября 2020[86]. После первого теста с тремя двигателями SN30, SN32 и SN39 инженеры заменили SN39 на SN36[87]; после второго испытания ещё один двигатель SN32, повреждённый обломками поверхности площадки, был заменён на SN42. Следующим испытанием стал полёт на высоту 12,5 км. Первая попытка запуска состоялась 8 декабря 2020, но за одну секунду до запланированного взлёта сработала система аварийного отключения двигателей[88], и запуск был перенесён на следующий день. 9 декабря 2020 в 22:45 UTC с помощью трёх двигателей корабль успешно стартовал и поднялся на заданную высоту[89]. На финальной фазе подъёма двигатели планово последовательно отключались. На 1 минуте 40 секундах после старта отключился первый двигатель, на короткое время воспламенив находящееся рядом оборудование. Второй двигатель остановился через 3 минуты 15 секунд после старта[90]. Последний двигатель выключился через 4 минуты 40 секунд, после чего корабль с помощью двигателей ориентации перешёл в горизонтальное положение и начал управляемый спуск, используя аэродинамические рули. Через 6 минут 32 секунды после старта произошёл перенос подачи топлива из главных в напорные баки, Starship повторно включил двигатели и переориентировался в вертикальное положение для выполнения реактивной посадки[en]. Однако из-за низкого давления в топливном напорном баке[91] 2 двигателя не смогли отработать как положено для необходимого погашения скорости, и Starship взорвался от удара о поверхность посадочной площадки. Общая продолжительность полёта составила 6 минут 42 секунды[92]. В результате испытания получены данные, позволяющие уточнить понимание того, как именно аэродинамические рули управляют тангажом, рысканием и креном во время спуска[93]
Starship SN9 2 февраля 2021 Бока-Чика, Техас Полёт на высоту 10 км Частичный успех

После замены двух повреждённых аэродинамических рулей прототип был установлен на стартовый стол B, где прошёл проверку на герметичность и криогенный тест[94]. Огневые испытания с запуском трёх двигателей прошли 7[94] и 14 января 2021, после чего была произведена замена двух двигателей SN44 и SN46[95]. Испытания новых двигателей прошли 22 января 2021[96]. 2 февраля 2021 года в 18:25 UTC корабль успешно стартовал, последовательно выключая двигатели, поднялся на высоту 10 км, совершил переворот в горизонтальное положение и успешно снизился. Один из двух двигателей не запустился для выполнения завершающего манёвра перед посадкой, корабль на высокой скорости ударился о посадочную площадку и взорвался большим огненным шаром, как и его предшественник SN8[97]

Starship SN10 3 марта 2021 Бока-Чика, Техас Полёт на высоту 10 км Частичный успех
После установки на стартовый стол А и проверки на герметичность[98] 23 февраля 2021 были произведены первые огневые испытания[99], которые выявили проблему с одним из двигателей. После его замены на SN51 25 февраля 2021 в 22:57 UTC были проведены повторные огневые испытания[100]. Первая попытка запуска 3 марта 2021 состоялась в 20:33 UTC, но была прервана на первой секунде. Через два часа после изменения ограничения тяги двигателей[101] началась подготовка ко второй попытке. В 23:15 UTC корабль успешно стартовал со стартового стола. Первая часть полёта полностью повторяла испытание SN8 и SN9: последовательно выключая двигатели, SN10 поднялся на высоту 10 км, совершил переворот в горизонтальное положение и начал управляемое снижение к месту посадки. На этот раз тягу двигателей уменьшили[102]. Для повышения надёжности манёвр разворота в вертикальное положение выполнялся с использованием трёх двигателей. После успешного переворота два двигателя отключили, и корабль, тормозя одним двигателем, вертикально опустился на площадку. Общая продолжительность полёта составила 6 минут 29 секунд.
Следующие 8 минут после посадки система пожаротушения боролась с огнём в отсеке двигателей, и когда уже казалось, что пожар потушен, в 23:30 UTC корабль внезапно взорвался, взмыл вверх и рухнул огромным огненным шаром[103]. Причиной взрыва явилось сочетание низкой тяги двигателей, вероятно из-за попадания гелия из топливного посадочного бака, и последующего удара о посадочную площадку на скорости 10 м/с, в результате которого были раздавлены посадочные опоры и частично юбка двигательного отсека[104]
Starship SN11 30 марта 2021 Бока-Чика, Техас Полёт на высоту 10 км Неудача
Полностью собранный прототип с тремя двигателями был установлен на стартовый стол B[105]. 22 марта 2021 года в 13:56 UTC прототип прошёл успешное статическое огневое испытание с запуском трёх двигателей в течение двух секунд[106][107]. 26 марта 2021 года в 13:00 UTC прошёл повторные огневые испытания после замены одного из двигателей на SN46[108]. Запуск прошёл 30 марта[109] со стартового стола B. После выведения на заданную высоту, прототип совершил переворот в горизонтальное положение и начал снижение к месту посадки. На отметке в 5 минут 48 секунд SN11 включил свой первый двигатель, однако уже через секунду связь с прототипом была потеряна. В тот же момент[110] прозвучал взрыв, а с неба начали падать обломки. Причиной взрыва стала утечка топлива, за которой последовало возгорание одного из трёх двигателей Raptor и повреждение электронного блока управления корабля, что в свою очередь привело к внеплановому повышению давления в одном из турбонасосов в момент запуска двигателя[111]
Starship SN15 5 мая 2021 Бока-Чика, Техас Полёт на высоту 10 км Успех
Полностью собранный прототип был установлен на стартовый стол А[112]. После проверки на герметичность и криогенный тест под нагрузкой с использованием гидравлического имитатора тяги[113] на прототип установлены модифицированные двигатели Raptor SN54, SN61 и SN66[114]. 26 апреля 2021 в 21:57 UTC были проведены первые огневые испытания[115]. На следующий день были проведены повторные огневые испытания с подачей топлива из напорных баков[116]. SpaceX получила лицензию FAA на запуск следующих трёх прототипов SN15, SN16 и SN17 одновременно с разрешением FCC на использование спутникового терминала Starlink, антенна которого была установлена на ракете[117]. 5 мая в 22:24 UTC[118] с помощью трёх двигателей Starship успешно оторвался от стартового стола А, поднялся на высоту 10 км, совершил переворот в горизонтальное положение в апогее и начал снижение до 500 м в направлении посадочной площадки, используя аэродинамические рули, управляемые новой авионикой. Переворот в вертикальное положение и посадка в этот раз производились с помощью двух двигателей Raptor[119]. Прототип успешно приземлился на посадочные опоры на краю посадочной площадки. Почти сразу как и у SN10 в его основании вспыхнуло пламя из вырывающихся из двигательного отсека паров метана, которое удалось оперативно погасить штатной системой пожаротушения[120].
Test Tank BN2.1 18 июня 2021 Бока-Чика, Техас Криогенный тест Успех
Тестовый бак прототипа ускорителя Super Heavy предназначен для проверки на прочность сварных соединений под давлением при низких температурах. 9 июня 2021 года бак успешно прошёл первичное криогенное испытание. Второе испытание 18 июня 2021 года с использованием гидравлических имитаторов тяги двигателей также было успешно
Super Heavy B3 19 июля 2021 Бока-Чика, Техас Огневые испытания Успех
2 июля 2021 года прототип ускорителя Super Heavy 3 был установлен на надстроенный стартовый стол А[121] для проверки конструкции посредством наземных испытаний[122]. 8 июля 2021 года прототип прошёл проверку на герметичность газообразным азотом, а 12 июля криогенные испытания на давление жидким азотом. На ускоритель установлены три центральных двигателя RC57, 59, и 62[123]. Один из них — до криогенных испытаний, остальные — после. 19 июля 2021 года[124] впервые был произведён полноценный запуск трёх двигателей[125]. Далее, в зависимости от прогресса строительства 4-го ускорителя, возможно проведение дополнительных огневых испытаний 3-го ускорителя с использованием девяти двигателей[126]
Starship SN20 / Super Heavy B4 сентябрь 2021 — конец апреля 2022 Бока-Чика, Техас Криогенные и огневые испытания Успех
SN20 почти собран, на обтекатель установлены верхние крылья и его покрывают теплозащитными плитками, далее ждёт стыковка с основой частью корабля. SH Booster 4 собран, это самая быстрая сборка[источник не указан 759 дней] ускорителя SH, от начала крупноузловой сборки прошло чуть менее 2-х недель, 2 августа на него устанавливают весь комплект двигателей Raptor. Пока не ясно, будет ли транспортировка и тесты на герметичность баков с двигателями. Тем временем, на помощь из Флориды и Хоторна прибыло более 500 человек[источник не указан 759 дней], стартовая инфраструктура почти готова.
3 августа прототип был полностью собран и транспортирован на стартовый стол, установлены все двигатели Raptor и 4 решётчатых руля, на SN20 наклеены плитки теплозащиты.
4 августа прототип Super Heavy B4 был установлен на стартовый стол для предполётных испытаний. Starship SN20 полностью собран, после чего на него начали клеить недостающие плитки теплозащиты перед тестами и установкой на ускоритель.
6 августа 2021 года Starship SN20 был поднят и установлен на ускоритель Super Heavy B4 для пробного соединения, после чего они были отправлены для дальнейшей работы.
12 ноября были проведены огневые испытания для всех шести двигателей SN20.

В апреле 2022 года было подтверждено что S20 и B4 было решено списать в пользу пары S24 и B7, из-за устаревших двигателей Raptor 1 которые выдают тягу более скромную против Raptor 2.

Starship S24 / Super Heavy B7 20 апреля 2023 Бока-Чика, Техас Статические тесты, суборбитальный полёт Частичный успех[127]
После списания прототипов S20 и B4 команда начала активную фазу тестирования и производства нового корабля и ускорителя для первого орбитального полёта и развёртыванию полезной нагрузки на орбите.

13 апреля 2022 года прототип ускорителя без установленных двигателей и решетчатых рулей проходил статические испытания в результате которых при нарушении методики тестирования был испорчен метанопровод ускорителя.

7 мая 2022 года, после ремонта прототип ускорителя прошёл криогенные испытания и был доставлен в сборочный цех для установки на него 33 двигателей Raptor 2 и решетчатых рулей для статического огневого испытания; прототип корабля S24 собран и находится на производственной площадке в ожидании установки двигателей и заключительными работами с теплозащитой, данный прототип впервые имел люк для вывода полезной нагрузки в виде спутников Starlink.

14 ноября B7 провёл огневые испытания 14 двигателей длительностью в 9 секунд; в результате испытания была незначительно повреждена стартовая площадка. 29 ноября B7 провёл огневые испытания уже 11-ти двигателей, длительностью в 13 секунд; повреждений площадки не зафиксировано.

23 января 2023 проведена полная заправка обеих ступеней ракеты. После этого S24 отвезли на Build Site, где поставили оставшиеся теплоплитки.

9 февраля 2023 B7 провёл успешные огневые испытания 31 двигателя Raptor на 50 процентах тяги; один двигатель отключила команда до зажигания, один отключился через 5 секунд после.

17 апреля пуск был отменен за несколько минут до старта, из-за несрабатывания одного из нагнетательных клапанов топливной системы.

20 апреля, после успешного отрыва от стартового стола и достижения высоты 39 километров — уничтожен дистанционной командой на принудительный подрыв после входа ракеты в неконтролируемое вращение, потери связи с первой ступенью, многочисленными отказами двигателей, утечкой топлива и пожаром в двигательном отсеке[128][129][130][131]. Ракета взорвалась через продолжительный промежуток времени, так как структурные качества ракеты оказались лучше, чем ранее предполагала SpaceX, из-за чего мощности взрывного устройства не хватило для моментального разрушения ракеты[132].

См. также

Примечания

  1. ↑ Архивировано 3 ноября 2020 года.
  2. ↑ Архивировано 26 сентября 2019 года.
  3. ↑ Архивировано 6 августа 2021 года.
  4. Твиттер (6 августа 2021).
  5. ↑ Архивировано 27 ноября 2018 года.
  6. ↑ 1 2 Starship Update, 00:26:31—00:26:59: «SUPER HEAVY
    37 Raptor Engines
    6 Landing Legs
    Actuating Grid Fins
    Ship Length 68 m
    Body Diameter 9 m
    Propellant Capacity 3,300 t».
  7. ↑ 1 2 3 Starship Update, 00:19:24—00:19:32: «RAPTOR
    3 SEA-LEVEL ENGINES
    Thrust SL: 200 tons
    Isp SL: 330 s
    Isp Vac: 355 s
    3 VACUUM ENGINES
    Thrust: 220 tons
    Isp: 380 s».
  8. ↑ 1 2 3 4 Starship Update, 00:14:07—00:14:37: «STARSHIP
    Ship Length 50 m
    Body Diameter 9 m
    Ship Dry Mass 85 t [in series production about 120 tons]
    Propellant Mass 1,200 t
    Ascent Payload 150 t
    Typical Return Payload 50 t».
  9. Архивировано 3 октября 2021 года.
  10. Архивировано 11 августа 2021 года.
  11. ↑ Becoming a Multiplanet Species — 68-е ежегодное собрание Международного астронавтического конгресса в Аделаиде, Австралия.
  12. Архивировано 20 января 2021 года.
  13. ↑ Архивировано 8 июня 2020 года.
  14. ↑ Архивировано 16 апреля 2021 года.
  15. Архивировано 1 июня 2023 года.
  16. ↑ Архивировано 1 октября 2017 года.
  17. Архивировано 5 июня 2021 года.
  18. ↑ Архивировано 9 марта 2018 года.
  19. ↑ SpaceX. — 37:31: «118 m Tall»; «Over 100 t Payload to LEO with Full Reuse». 38:51: «55 m LENGTH». 39:34: «7 RAPTOR ENGINES».
  20. (15 октября 2017). — «[the] spaceship portion of the BFR, which would transport people on point-to-point suborbital flights or on missions to the moon or Mars, will be tested on Earth first in a series of short hops. … a full-scale Ship doing short hops of a few hundred kilometers altitude and lateral distance … fairly easy on the vehicle, as no heat shield is needed, we can have a large amount of reserve propellant and don’t need the high area ratio, deep space Raptor engines.»
  21. SpaceX.
  22. Архивировано 17 августа 2020 года.
  23. Архивировано 20 декабря 2019 года.
  24. ↑ Архивировано 10 октября 2016 года.
  25. Архивировано 21 января 2021 года.
  26. (15 октября 2017). — «[Musk wrote,] «The flight engine design is much lighter and tighter, and is extremely focused on reliability».».
  27. Архивировано 27 мая 2020 года.
  28. Архивировано 6 августа 2021 года.
  29. Big plans for SpaceX (англ.). Архивировано 24 ноября 2005 года.
  30. Архивировано 29 сентября 2017 года.
  31. ↑ Архивировано 8 октября 2017 года.
  32. ↑ Архивировано 30 января 2018 года.
  33. Архивировано 3 октября 2017 года.
  34. оригинала 3 октября 2017 года.
  35. ↑ Архивировано 29 сентября 2017 года.
  36. Архивировано 29 сентября 2017 года.
  37. Архивировано 20 июня 2020 года.
  38. Архивировано 13 мая 2020 года.
  39. SpaceX Overview (англ.). SpaceX (27 июля 2010).
  40. SpaceX Propulsion (англ.). Архивировано 30 июля 2016 года.
  41. ↑ Архивировано 20 сентября 2018 года.
  42. Архивировано 26 июля 2019 года.
  43. ↑ Архивировано 17 августа 2018 года.
  44. Архивировано 3 июля 2015 года.
  45. Royal Aeronautical Society
  46. оригинала 11 июня 2016 года.
  47. Архивировано 20 марта 2016 года.
  48. Архивировано 6 марта 2017 года.
  49. Смотреть онлайн (англ.) (, 2015. — Vol. 10, no. 9 (сентябрь).
  50. Архивировано 26 мая 2020 года.
  51. ↑ Архивировано 28 сентября 2016 года.
  52. Архивировано 7 сентября 2018 года.
  53. Архивировано 30 марта 2018 года.
  54. SpaceX. — 2019-09-29.
  55. Архивировано 18 июня 2020 года.
  56. Архивировано 22 мая 2020 года.
  57. Архивировано 29 сентября 2019 года.
  58. Архивировано 25 ноября 2020 года.
  59. Архивировано 25 сентября 2020 года.
  60. Архивировано 23 мая 2021 года.
  61. Архивировано 15 мая 2021 года.
  62. Архивировано 29 июня 2021 года.
  63. Архивировано 29 июня 2021 года.
  64. Архивировано 29 сентября 2019 года.
  65. Архивировано 26 июля 2019 года.
  66. Успешный прыжок SpaceX Starhopper на 150 м (Трансляция)
  67. Архивировано 21 ноября 2019 года.
  68. Архивировано 18 января 2022 года.
  69. (1 марта 2020). (недоступная ссылка)
  70. Архивировано 1 марта 2020 года.
  71. Архивировано 9 марта 2020 года.
  72. Архивировано 11 марта 2020 года.
  73. Архивировано 23 июня 2021 года.
  74. Архивировано 30 мая 2020 года.
  75. Архивировано 22 апреля 2020 года.
  76. Архивировано 29 июня 2020 года.
  77. Архивировано 1 февраля 2021 года.
  78. Архивировано 24 августа 2020 года.
  79. Архивировано 4 сентября 2020 года.
  80. Архивировано 16 июля 2020 года.
  81. Архивировано 30 января 2021 года.
  82. Архивировано 22 сентября 2020 года.
  83. Архивировано 27 сентября 2020 года.
  84. Архивировано 27 января 2021 года.
  85. Архивировано 8 октября 2021 года.
  86. Архивировано 23 января 2021 года.
  87. Архивировано 11 декабря 2020 года.
  88. Архивировано 10 декабря 2020 года.
  89. Архивировано 10 декабря 2020 года.
  90. Архивировано 21 августа 2022 года.
  91. Архивировано 15 декабря 2020 года. Дата обращения: 14 декабря 2020. «Fuel header tank pressure was low during landing burn, causing touchdown velocity to be high & RUD, but we got all the data we needed! Congrats SpaceX team hell yeah!!».
  92. Архивировано 10 декабря 2020 года.
  93. Архивировано 5 февраля 2021 года.
  94. ↑ Архивировано 7 января 2021 года.
  95. Архивировано 22 января 2021 года.
  96. Архивировано 4 марта 2021 года.
  97. Архивировано 19 мая 2021 года.
  98. Архивировано 6 октября 2021 года.
  99. Архивировано 25 февраля 2021 года.
  100. Архивировано 27 февраля 2021 года.
  101. Архивировано 4 марта 2021 года.
  102. Архивировано 13 февраля 2021 года.
  103. Архивировано 4 марта 2021 года.
  104. Архивировано 11 марта 2021 года.
  105. Архивировано 12 марта 2021 года.
  106. Архивировано 14 августа 2021 года.
  107. Архивировано 23 марта 2021 года.
  108. Архивировано 28 марта 2021 года.
  109. Starship — SN11 — High-Altitude Flight Test
  110. Starship SN11 Explodes During Failed Landing in the Fog
  111. Архивировано 5 апреля 2021 года.
  112. Архивировано 11 апреля 2021 года.
  113. Архивировано 19 апреля 2021 года.
  114. Архивировано 19 апреля 2021 года.
  115. Архивировано 1 мая 2021 года.
  116. Архивировано 1 мая 2021 года.
  117. Архивировано 1 мая 2021 года.
  118. Архивировано 6 мая 2021 года.
  119. Архивировано 6 мая 2021 года.
  120. Архивировано 6 мая 2021 года.
  121. Архивировано 11 июля 2021 года.
  122. Архивировано 25 июля 2021 года.
  123. Архивировано 12 августа 2021 года.
  124. Архивировано 3 августа 2021 года.
  125. Архивировано 20 июля 2021 года.
  126. Архивировано 22 июля 2021 года.
  127. SpaceX’s Starship lifts off successfully, but explodes in first flight (англ.), Washington Post. Дата обращения: 25 апреля 2023.
  128. IXBT.com, 20 апреля 2023
  129. 3DNews, 26.04.2023
  130. Газета.ру, 2 мая 2023
  131. SpaceX (англ.). SpaceX. Дата обращения: 8 сентября 2023.
  132. https://twitter.com/thesheetztweetz/status/1652451971410935808. X (formerly Twitter). Дата обращения: 8 сентября 2023.

Ссылки

  • Лента.ру, 9 августа 2021
  • Зачем Илону Маску самая большая ракета в истории // hi-tech.mail.ru, 27 апреля 2022

SpaceX Starship.

© 2014–2023 light-industry-up.ru, Россия, Краснодар, ул. Листопадная 53, +7 (861) 501-67-06