«Старшип» Илона Маска прошел путь от «прыгающей водокачки» до крупнейшей ракеты в истории Посмотрите, как изменился облик корабля за это (весьма короткое) время
20 апреля прошли первые полетные испытания рекордно грузоподъемной сверхтяжелой ракеты «Старшип». SpaceX впервые протестировала обе ступени системы в сборке. Первая — ступень-бустер «СуперХеви» — подняла корабль на высоту более 40 километров, откуда должен был стартовать полет. Однако ступень не отделилась, корабль начал бесконтрольно вращаться и взорвался. Но это все равно большое достижение: SpaceX представила самый первый прототип «Старшипа» всего четыре года назад (он поднялся от земли только на метр). «Медуза» рассказывает, как создавалась крупнейшая в истории ракета, и показывает, как менялся ее облик.
Американский флаг закрепляют на первый прототип «Старшипа» — небольшой однодвигательный корабль «Стархоппер». Январь 2019 года. Несмотря на большую и богатую предысторию, реальный путь «Старшипа» начался именно в этом году. Тогда состоялись два ключевых события: стартовали натурные испытания «Стархоппера» и последующих первых прототипов ракеты и были объявлены целевые характеристики корабля, которые уже стали окончательными
Austin Barnard / Bloomberg / Getty Images
Мотоциклисты проезжают мимо «Стархоппера» с установленным головным обтекателем. Снимок сделан в январе 2019 года, еще до начала первых натурных испытаний. Главная заслуга «Стархоппера» — это демонстрация возможностей новых метано-кислородных двигателей Raptor. «Стархоппер» можно считать даже не кораблем, а стендом для испытания этого двигателя. «Корабль» в данном случае — это бак для топлива и окислителя, установленный на три опоры (поначалу закрепленные на земле тросами) и оснащенный одним двигателем Raptor. 4 апреля 2019 года начались его испытания, которые показали, что один двигатель, управляя вектором своей тяги, способен удержать баланс и оторвать груз от земли, подняв его хотя бы на метр. В последующих испытаниях прыжки становились все выше и уже проходили без закрепления к земле
Miguel Roberts / The Brownsville Herald / AP / Scanpix / LETA
Подготовка к пресс-конференции SpaceX в Бока-Чика в сентябре 2019 года. На переднем плане виден прототип «Старшипа» под номером Mk1. За годы до этого события Илон Маск уже рассуждал о необходимости создания многоразовых сверхтяжелых ракетных систем и собирался построить Big Falcon Rocket, однако эти планы впоследствии многократно менялись — вместе с характеристиками будущих кораблей
Jonathan Newton / The Washington Post / Getty Images
Именно в 2019 году планы начали становиться реальностью. Вместо 12-метрового в диаметре гипотетического BFR реальный «Старшип» стал 9-метровым. Его основным материалом вместо углепластика неожиданно стала нержавеющая сталь. Если взглянуть на параметры того «Старшипа», что существует как полноценный реальный корабль уже сегодня, то они почти не отличаются от того, что было заявлено в ходе сентябрьской пресс-конференции 2019 года. 150 тонн полезной нагрузки, две ступени, метано-кислородная смесь, 120 метров в высоту в сборке — 70 метров «СуперХеви» и 50 метров «Старшипа»
Loren Elliott / Getty Images
Натурные испытания прототипа под номером SN5 — одни из немногих, что не закончились взрывом и уничтожением корабля. SpaceX никогда не стеснялась показывать красочные взрывы своей техники, настаивая на том, что только натурные, реальные испытания, которые невозможны без высокой вероятности аварии, дают самые ценные данные для совершенствования новых прототипов. Испытания проходили 4 августа 2020 года, SN5 поднимался на 150 метров
SpaceX
Обломки другого прототипа, SN8, испытания которого состоялись в декабре 2020 года. Сравнивая снимки SN5 и SN8, может показаться, что испытания первого были успешными, а второго — нет, ведь они закончились взрывом. На самом деле это не так — SN8 выполнил гораздо более сложную программу: поднялся на высоту около 12 километров, совершил маневр переворота и успешно дошел до самого приземления. Однако недостаточное давление в метановом баке лишило двигатели необходимой тяги — и корабль разбился на самом приземлении. Пример SN5 и SN8 показывает, что, оценивая успешность запусков, нельзя ориентироваться на одно только наличие или отсутствие красочной аварии — нужно учитывать программу полета
Двигатели Raptor, установленные на прототипе «Старшип» SN9. Не будет большим преувеличением сказать, что эти двигатели являются основой всей программы сверхтяжелых ракет. Это совершенно новые двигатели, которые отличаются и по используемому топливу, и по схеме работы от двигателей Merlin, установленных на классической разработке SpaceX — ракетах «Фалькон 9». Их активная разработка началась за семь лет до первых испытаний «Стархопперов»
SpaceX
Программа «Старшип» SN9 была очень похожа на программу полета ближайшего предшественника и также завершилась аварией со взрывом. Однако причины ее были совсем иные, связанные с кислородной системой. Другие элементы теста — подъем, разворот и контролируемый спуск — завершились удачно
SpaceX
Взрыв SN9 повредил площадку для приземления, которую впоследствии SpaceX пришлось укрепить. Одним из результатов теста стала также новая схема работы двигателей во время маневра разворота — она должна была предотвратить аварию в случае отказа одного из трех двигателей
Gene Blevins / Reuters / Scanpix / LETA
Помимо использования стали вместо более распространенного углепластика и алюминия, еще одна «материальная» инновация «Старшипов» — это керамическая теплозащита. Инновация эта, конечно, не абсолютная — подобную плитку использовали раньше на «Буранах» и «Шаттлах», однако очень многое компании Маска приходится испытывать заново. Необходимость в керамике связана (пусть и не жестко) с многоразовостью корабля — при возвращении в атмосферу он испытывает очень высокое тепловое воздействие, но при этом должен сохранить свои характеристики. По фотографиям прототипов видно, что поверхность, защищенная плитками из термостойкой керамики, от демонстратора к демонстратору становится все больше, а инженеры экспериментируют со способами их крепления на стальном корпусе ракеты. На фото: инженеры обследуют установку теплозащиты на SN20. Сентябрь 2021 года
«Старшип» в сборке с первой ступенью «СуперХеви» в октябре 2022 года. Перед актуальным запуском корабль и сборку многократно проверяют — проводят криогенные (убеждаются в герметичности и прочности баков для топлива и окислителя) и огневые (направленные на двигатель) тесты
SpaceX
Один из огневых тестов первой ступени «СуперХеви», который предшествовал полноценному орбитальному запуску, в феврале 2023 года. Задача подобных тестов — в проверке не только двигателей, но и стартовой площадки
SpaceX
Сборка «Старшипа» и «СуперХеви» на космодроме Бока-Чика перед заправкой. 15 апреля 2023 года
SpaceX
Многочисленные «околокосмические» туристы фотографируются на фоне сборки «Старшипа» перед недавним запуском. Каждый запуск требует согласования с Федеральной администрацией авиации США, и это может занимать время. SpaceX, таким образом, лишь частично контролирует дату, когда корабль может отправиться в космос
Go Nakamura / Reuters / Scanpix / LETA
Бока-Чика — совсем новый космодром, но он постепенно становится местом паломничества энтузиастов космоса и туристов. SpaceX в планах развития космодрома учитывает и этот аспект. У компании есть намерения создать поблизости мини-город Starbase, где смогут поселиться инженеры и, возможно, появится какая-то дополнительная инфраструктура. По задумке главы SpaceX, жилое строительство в Бока-Чика в дополнение к инженерному позволит не только нарастить штат компании, но и создать инфраструктуру для зарождающегося туризма
Go Nakamura / Reuters / Scanpix / LETA
SpaceX пока подробно не комментировала причины нештатной ситуации при отстыковке второй ступени в ходе последнего испытания. Этот долгожданный запуск завершился мощным взрывом метано-кислородной смеси, однако, по словам Илона Маска, следующий тестовый полет состоится «уже через несколько месяцев»
Joe Skipper / Reuters / Scanpix / LETA
Фоторедактор Евгений Фельдман