Ste tu od. ⇡ Prebudíme sa zajtra v novom svete? Br Rozbor

30. marca o 22:27 UTC, keď bolo v Moskve 31. marca takmer pol druhej ráno, bola z historického štartového komplexu LC-39A Kennedyho vesmírneho strediska na mysu Canaveral na Floride vypustená nosná raketa Falcon, odkiaľ Apolloes odleteli na Mesiac.9 FT. Vo svojom zložení sa raketový stupeň s kvapalnými motormi prvýkrát v histórii svetovej kozmonautiky opäť vydal na vesmírnu misiu (prvý let CRS-8 s nákladná loď Dragon sa uskutočnil 8. apríla 2016). Raketa SpaceX úspešne vyniesla na obežnú dráhu komunikačný satelit SES -10 a prvý stupeň - „veterán“ - vykonal mäkké pristátie na automatickom člne „Samozrejme, že ťa stále milujem“.

⇡ Strachy, poistenie a spustenie

„Vytvorenie epochy“ udalosti by sa dalo posúdiť podľa reakcie elektronických a tlačových médií. Stále by! "Musk plánuje (a podľa mnohých robí) revolúciu v implementácii operácií vesmírnej dopravy: znovu používa etapu v nosnej rakete, ktorá už raz dokončila svoju misiu na vypustenie satelitu, vrátila sa bezpečne na Zem, bola zachránený a obnovený “.

Oficiálne bolo hlavnou úlohou misie vynesenie komunikačného satelitu SES-10 na geostacionárnu dráhu. Každý však pochopil, že SpaceX týmto letom plánoval demonštrovať možnosť opakovaného použitia prvého stupňa po návrate z vesmíru. Za pomocnú úlohu sa považovalo pristátie etapy (po splnení hlavnej úlohy) na diaľkovo ovládanú bárku umiestnenú v mori pozdĺž trajektórie štartu. Ako bonus bol naplánovaný pokus o záchranu klapiek kapotáže hlavy.

Veteráni raketovej a vesmírnej technológie tvrdili, že „zákazník štartu by nikdy nesúhlasil s opätovným použitím použitého materiálu, najmä na najintenzívnejšom mieste štartu“. Spoločnosť SES S.A. - globálny satelitný operátor so sídlom v Luxemburgu- nielenže išiel, ale aj vďaka svojej podpore umožnil SpaceX vykonať prvé opätovné spustenie rakety so skutočným („živým“) užitočným zaťažením, a nie s maketou, ako niektorí navrhol.

"Ako prvý komerčný satelitný operátor, ktorý dokončil misiu so SpaceX v roku 2013, sme radi, že sme prví, ktorí ako prví opäť letia do vesmíru," povedal Martin Halliwell, technický riaditeľ spoločnosti SES. „Veríme, že opakovane použiteľné rakety začnú novú éru vesmírneho cestovania, vďaka ktorej budú dostupnejšie a lacnejšie.“

Po triumfálnom návrate raketového stupňa z chvostové číslo 1021 takmer pred rokom špecialisti SpaceX vykonali podrobnú analýzu stavu tejto raketovej jednotky. Najviac zo všetkého im robili starosti motory - osem „Merlins -1D“, zostavených v kruhu okolo deviatej, centrálnej. Pre opätovné použitie etáp bolo dôležité mať 100% dôveru v ich použiteľnosť po niekoľkých cykloch prevádzky, ako aj kvôli vplyvu termodynamických zaťažení počas návratu do atmosféry z trajektórie štartu.

Počas celého svojho života - až do tejto noci - bol prvý stupeň č. 1021 opakovane „testovaný ohňom“ a v dôsledku toho pred druhým spustením fungovalo šesť zapínaní a vypínania pohonného systému (tri z nich boli v prvý let).

"Tieto motory sme neopravovali, chceli sme len vymeniť niektoré tesnenia ... - povedali technici na konci januára 2017 pred požiarnymi skúškami v stánku SpaceX v McGregore v Texase." "Ale práve sme odstránili tieto motory, otestovali sme ich, vložili ich späť a práve ich spaľujeme."

Je potrebné poznamenať, že zástupcovia SES boli zapojení do príprav tohto spustenia v priebehu niekoľkých mesiacov. Podľa Halliwella „SpaceX dal inžinierom SES ...“ úplnú transparentnosť ”ich činnosti, umožnil nahliadnuť do procesu prípravy motorov a palubnej elektroniky, ako aj zoznámiť sa s výsledkami testov.“

Tiež bolo prekvapujúce, že poistné za prvý let „použitého“ stupňa nebolo zvýšené, ako keby každý chápal, že pozornosť tomuto štartu je zvláštna a SpaceX dáva do stávky veľa. V dôsledku toho bude úroveň prípravy misie bezprecedentne vysoká. Podľa pozorovateľov „z hľadiska spoľahlivosti dizajnu nebude nosič oveľa nižší ako predchádzajúce“.

Pokiaľ ide o rast poistenia, potom „môžeme hovoriť o stotinách percenta,“ povedal Halliwell. „V skutočnosti nedošlo k žiadnym zmenám v poistnom.“

Večer v predvečer štartu bola teda do štartovacieho zariadenia nainštalovaná obrovská - 70 m vysoká - „pasta“ Falcon 9 FT. Štartovacie okno trvalo 150 minút. Pod kužeľom nosa rakety bol SES 10, komunikačný satelit vyrobený európskym konzorciom Airbus Defence and Space na vysielanie televíznych programov a prenos údajov z geostacionárnej obežnej dráhy v celej Latinskej Amerike.

Nasledujúca časová os opisuje odhadovanú štartovú sekvenciu pre prvú misiu SpaceX s predtým letenou, zachránenou a prestavanou raketou prvého stupňa.

Deväť motorov prvého stupňa rakety sa zaplo niekoľko sekúnd pred štartom, aby sa automaticky skontrolovala prevádzkyschopnosť. Po teste upínacie svorky raketu uvoľnili a Falcon 9 vstal z podložky LC-39A a ľahol si na dráhu letu.

Zvuková bariéra a zóna maximálneho aerodynamického tlaku boli onedlho postupne prekonané. Po predpísaných 158 sekundách boli motory prvého stupňa vypnuté a po troch sekundách sa stupne oddelili.

Po zapnutí jediného motora druhého stupňa, keď už nosič opustil husté vrstvy atmosféry, padla obrovská kapotáž z uhlíkových vlákien s priemerom 5,2 m.

Kým motor druhého stupňa stále bežal, prvý stupeň predviedol salto, vpredu otvoril mriežkové aerodynamické kormidlá a na 20 sekúnd zapol tri z deviatich motorov na brzdenie, aby sa spomalila vstupná rýchlosť a vytvoril plynový dynamický „zvon“ okolo chvostovej časti.

Posledná aktivácia centrálneho motora na mäkké pristátie nastala bezprostredne pred pristátím: krok smeroval k člnu umiestnenému v Atlantický oceán približne 340 míľ (550 km) východne od mysu Canaveral. V tom momente bolo televízne vysielanie prerušené, ale velín výbuchom ovácií explodoval, keď sa na obrazovke objavil krok stojaci na „nohách“ na palube lode dronov.

V tomto čase druhá etapa dokončovala dosiahnutie strednej nízkej obežnej dráhy. Motor bol vypnutý a začala krátka 18-minútová pasívna noha („balistická pauza“).

Nasledovalo krátke zapnutie Elona Muska, ktorý hovoril o „obrovskej revolúcii v cestovaní do vesmíru“ a zablahoželal svojim kolegom k víťazstvu, na ktoré všetci čakali.

Potom sa Merlin 1D Vacuum znova spustil a preniesol raketu na vysoko eliptickú obežnú dráhu s apogeom blízko geostacionára. Družica sa od druhého stupňa oddelila 32 minút po štarte.

⇡ Rozbor

Ako historicky významný je opätovný let raketového stupňa? Názory na túto otázku boli rozdelené ešte pred misiou. Niekto to považoval za prelom v nosných raketách, ktorý by drasticky znížil náklady na prístup do vesmíru. Niekto uvažoval inak a experimenty SpaceX nazval „šou a cirkus“, čo nemá nič spoločné s technickou a ekonomickou uskutočniteľnosťou.

Objektívny pohľad však predpokladá rovnováhu. V histórii astronautiky je v praxi potvrdená technická uskutočniteľnosť viacnásobného použitia akcelerátorov štartu na tuhé palivo pri orbitálnych raketách (Space Shuttle) a raketových jednotiek na kvapalné palivo pri suborbitálnych letoch (New Shepard of Blue Origin). Musk bol prvým, kto vyriešil technický problém opätovného použitia kvapalného stupňa orbitálneho nosiča, komplikovaný použitými palivovými komponentmi (keď sa petrolej spaľuje v tekutom kyslíku, sadze vypadávajú v motorových jednotkách, čo spôsobuje mnoho vážnych problémov). Toto je významný technický úspech.

Na udržanie nízkych nákladov je však potrebné opätovné použitie. A tu nie je všetko také jednoduché. SpaceX strávil najmenej štyri mesiace a neznámu sumu peňazí na oprave, obnove a testovaní už preleteného stupňa. A opätovné použitie má zmysel, pokiaľ náklady na „letovú službu“ nepresiahnu úspory pri výrobe novej etapy. Hovorí sa, že zákazník na spustenie SES -10 stál asi 40 miliónov dolárov - o tretinu menej ako štandardná cena. Ide o špeciálnu cenu založenú na možných rizikách. Či bude Musk schopný udržať takýto ukazovateľ pri opakovanom použití prvých stupňov v pravidelnej prevádzke, je veľká otázka. Opatrní odborníci predpovedajú možný pokles ceny o desať percent. A nie sú to čísla, ktoré „dramaticky“ znížia náklady na štarty do vesmíru. Inými slovami, Musk dokázal technickú uskutočniteľnosť opätovného použitia raketovej technológie a ekonomickú uskutočniteľnosť ešte nie je potrebné dokázať.

Halliwell však vopred uviedol, že ak bude štart úspešný, jeho spoločnosť bude schopná koncom tohto roka vypustiť na predtým používané urýchľovače ďalšie dva satelity - SES 14 a SES 16 -. „Ďalšia pridelená vesmírna loď spoločnosti SpaceX, SES 11, bude lietať toto leto na nedávno vypustenej rakete,“ povedal.

Navyše podľa neho nie je pravdepodobné, že by bol prechod na opakovane použiteľné rakety zrušený aj v prípade nehody.

⇡ Porovnanie

Aby sme presnejšie pochopili, aké nové výšky Musk dosiahol, pozrime sa na to bližšie možné možnosti záchrana spodných (prvých) stupňov nosných rakiet. Teraz sú podrobne študované tri hlavné metódy:

1. Vertikálny parašutizmus (v prípade potreby s použitím raketových motorov s mäkkým pristátím v poslednej fáze).
2. Horizontálne kĺzanie pomocou krídel alebo kĺzavých padákov.
3. Vertikálne prúdové pristátie na hlavné alebo pomocné raketové motory.

Za hlavnú výhodu týchto metód možno považovať skutočnosť, že vám umožňujú vytvoriť systém (nižší stupeň) s opakovaným použitím hmotnej časti ako súčasti raketovo-vesmírneho komplexu, a to dvakrát až trikrát (v závislosti od frekvencie) používania) znižuje náklady na spustenie užitočného zaťaženia.

Hlavné nevýhody týchto metód spočívajú v komplikácii a raste nákladov na vývoj, výrobu, testovanie a prevádzku pódia, zvýšenie jeho „pasívnej“ hmotnosti, ktoré v dôsledku toho nemôže viesť k pádu, ale k zvýšeniu jednotkových nákladov na spustenie užitočného zaťaženia.

⇡ Pristátie na padáku a padáku

K dnešnému dňu bol úspešne implementovaný iba do systému Space Shuttle na návrat štartovacích zosilňovačov na tuhé palivo pri pristátí na vode a uvažovalo sa aj o záchrane bočných blokov prvého stupňa nosnej rakety Energia (nebol uvedené do praktickej implementácie). Pokusy o záchranu prvých etáp nosnej rakety Falcon-1 pomocou padáka boli neúspešné. Za pripomenutie stoja aj jednotlivé experimenty na záchranu urýchľovačov nosnej rakety Ariane-5. Metóda zachytávania parašutistických blokov nosnej rakety „Angara“ vrtuľníkom bola teoreticky študovaná.

Výhody pristátia na padáku:

1. umožňuje využitie zemskej atmosféry na tlmenie zvyškovej rýchlosti po oddelení prvého a druhého stupňa;
2. relatívne jednoduchá implementácia pre robustné a stabilné systémy, ako sú zosilňovače tuhých palív;
3. relatívne malé náklady na hmotnosť pre nich.

Nevýhody:

1. veľké oblasti kupol, ktorých štandardné otváranie sa stáva ťažko riešiteľným problémom, keď hmotnosť vráteného tovaru (v tomto prípade strávených etáp) presiahne 20-30 ton;
2. neschopnosť zabezpečiť presné pristátie v dôsledku účinkov vetra a iných atmosférických porúch, ako aj absencia aktívnych ovládacích prvkov pristátia (pre kotúčové a kupolové padáky);
3. pomerne vysoké náklady na hmotnosť krehkých raketových jednotiek na kvapalné palivo v dôsledku potreby inštalácie dodatočné finančné prostriedky(mäkké pristávacie motory, pristávacie podpery, výstužné prvky) na tlmenie rýchlosti a preťaženia v poslednej fáze pristátia. Napríklad v prípade bloku A nosnej rakety Energia hmotnosť záchranného a pristávacieho zariadenia predstavovala významnú časť konečnej hmotnosti, čo viedlo k zvýšeniu nákladov na vývoj a stavbu systému. Blok A v jednorazovej verzii bez záchranných prostriedkov mal o 60% menšiu hmotnosť, navyše náklady na opakovane použiteľný blok A v roku 1990 boli 18 miliónov rubľov, zatiaľ čo štart nosnej rakety Zenit vrátane jednorazového analógu bloku A, nestálo to drahšie ako 6 miliónov rubľov;
4. vysoké preťaženie pri brzdení v atmosfére, v okamihu uvedenia padákového systému do prevádzky a v momente dotyku s povrchom (pri absencii motorov s mäkkým pristátím);
5. nedostatok záruk bezpečnosti konštrukcie (najmä tekutých blokov) počas pristátia z dôvodu nemožnosti (alebo extrémnych ťažkostí) zaistenia nulovej vertikálnej a horizontálnej rýchlosti a podľa toho aj prítomnosti rázových zaťažení;
6. pri pristávaní priamo do vody - relatívne veľké nárazové zaťaženie a vysoké riziko korózie konštrukčných prvkov;
7. veľké ťažkosti pri preprave veľkých veľkých schodov z miesta pristátia do opravovne alebo na kozmodróm.

⇡ Plánované pristátie lietadla

V súčasnosti bolo na okrídlenom orbitálnom stupni Space Shuttle, na orbitálnej kozmickej lodi Buran a na experimentálnom raketovom lietadle Kh-37 implementované horizontálne kĺzavé pristátie na letisku s použitím relatívne vysokej aerodynamickej kvality. V mnohých projektoch v rokoch 1960-2000 bola táto metóda považovaná za hlavnú.

Výhody:

1. umožňuje vám využiť atmosféru nielen na tlmenie zvyškových rýchlostí, ale aj na manévrovanie (v určitých medziach) pozdĺž pozdĺžneho a priečneho dosahu na výber miesta pristátia s minimálnou spotrebou paliva;
2. v ideálnom prípade je možné vrátiť sa a pristáť v oblasti štartu, čím sa znížia náklady na vykonávanie pátracích a záchranných a dopravných operácií;
3. vysoká presnosť pristátia (na dráhe) vďaka prítomnosti aerodynamických ovládačov;
4. nízke preťaženie pri brzdení v atmosfére (približne 1,5-2 jednotiek);
5. nízke nárazové zaťaženie počas pristávania (zvislú rýchlosť asi 3 m / s môžu absorbovať tlmiče podvozka).

Nevýhody:

1. vysoká zložitosť a náklady na vývoj, výrobu, testovanie a prevádzku v dôsledku prítomnosti leteckých systémov a zostáv (krídlo, prístavba, podvozok, pomocné motory, aerodynamické ovládače, komplexný hydraulický systém atď.)
2. veľká objemnosť a vysoká spotreba hmotnosti vďaka prítomnosti leteckých systémov (až 25-30% konečnej hmotnosti zachránenej jednotky);
3. sú možné prevádzkové obmedzenia (limity programu na zmenu uhlov útoku pri štarte a na atmosférickom mieste štartu, ako aj mimoriadne presné dodržiavanie parametrov vstupu do atmosféry a obmedzení rýchlosti vetra pozdĺž návratovej trasy a na miesto pristátia);
4. nemožnosť obísť horizontálne pristátie (na realizáciu takejto šance je potrebné vybaviť vrátenú jednotku pomocným pohonným systémom a prívodom paliva, čo ďalej zvyšuje „inertnú“ hmotnosť);
5. potreba posilnenia nádrží a iných oddelení (vedie k zvýšeniu konečnej hmotnosti bloku), spojená s vysokým bočným zaťažením, ktoré nie je charakteristické pre jednorazovú raketovú technológiu.

⇡ Zvislé prúdové pristátie

Doteraz bolo prúdové pristátie dostatočne vyvinuté na prvom stupni nosnej rakety Falcon 9 (spoločnosť SpaceX) a suborbitálnom systéme NewShepard (modrý pôvod), ako aj na pristávacích vozidlách medziplanetárnych (hlavne lunárnych) sond a experimentálnych DC. -lietadlo typu X a kobylka. Prúdové pristátie na pomocných prúdových motoroch bolo zvážené v projekte opakovane použiteľného raketového a vesmírneho systému „Rise“ podniku, ktorý sa teraz nazýva „Progress“ raketového a vesmírneho centra (RSC).

Výhody:

1. relatívne nízke náklady na vývoj a výrobu, pretože hlavné hromadné výdavky sa vynakladajú na najlacnejšiu zložku systému - raketové palivo;
2. schopnosť obmedziť preťaženie pri brzdení v atmosfére;
3. schopnosť presne pristáť, a to aj v oblasti štartu (zníženie nákladov na pátracie a záchranné a dopravné operácie);
4. nízke zaťaženie pri pristávaní (takmer nulová rýchlosť) a nízke bočné zaťaženie počas zostupu do atmosféry;
5. nízke straty hmotnosti užitočného zaťaženia počas pristátia v oblasti normálneho pádu bloku (alebo na pristávaciu plošinu v oceáne) - od 5 do 15%;
6. možnosť použitia raketovej jednotky v opakovane použiteľnej aj jednorazovej verzii (rozšírenie flexibility prevádzky).

Nevýhody:

1. zlé využitie zemskej atmosféry na tlmenie zvyškových rýchlostí;
2. zvýšené požiadavky na riadiaci systém (v skutočnosti sa použili technológie, ktoré sú pre moderné vysoko presné zbrane charakteristickejšie ako raketové a vesmírne komplexy);
3. komplikácia raketovej jednotky v dôsledku inštalácie ďalších systémov (dýzy alebo motory pomocných rakiet, aerodynamické ovládače, pristávacie podpery);
4. vysoká strata hmotnosti užitočného zaťaženia, keď sa etapa vráti na miesto štartu (až 30-50%);
5. prevádzkové obmedzenia (predovšetkým rýchlosť a smer vetra pozdĺž zostupovej trasy a na mieste pristátia);
6. prísnejšie požiadavky na pohonný systém (potreba rýchleho viacnásobného automatického spustenia za letu a možnosť hlbokého zoškrtenia ťahu počas pristávania).

⇡ Zajtra sa zobudíme v novom svete?

V súčasnosti, po pôsobivých úspechoch spoločností SpaceX a Blue Origin, vertikálne prúdové pristátie uprednostňuje množstvo odborníkov z hľadiska prevádzkových nákladov na celý systém. Voľba však musí byť vykonaná na základe mnohokrát potvrdených príkladov, podložených údajmi o skutočných nákladoch.

Napríklad za úspechom tejto metódy, ktorú predviedla spoločnosť Elona Muska, stojí do značnej miery možnosť jednoduchého, rýchleho a lacného dodania mŕtveho stupňa samohybným plavidlom na americký pobrežný vesmírny prístav: deklarované minimálne straty v r. hmotnosť užitočného zaťaženia sa kombinuje s minimálnymi nákladmi na pátracie a záchranné a dopravné operácie. V podmienkach „kontinentálnych“ kozmodrómov (Vostočnyj, Bajkonur, Plesetsk) môže byť pristátie na pódiu v tajge alebo v púšti bez dopravnej infraštruktúry neprijateľné a jediným možným návratom na miesto štartu môže byť . V tomto prípade môže byť metóda lietadla ziskovejšia (v dôsledku nižších strát v hmotnosti užitočného zaťaženia).

Pri vypúšťaní rakiet z kontinentálnych vesmírnych prístavov je neakceptovateľné pristátie opakovane použiteľného stupňa na nerovnom teréne

Možné (a široko zvažované) sú kombinované metódy návratu, vrátane napríklad použitia aerodynamickej kvality celého stupňa v brzdovom úseku v atmosfére v kombinácii s pristátím na padáku s prúdom jednotky oddelenej od oddelení nádrže s najdrahšie a najkomplexnejšie vybavenie - hnacie motory a riadiaci systém.

V každom prípade je potrebné poznamenať, že existujúce kritériá pre vývoj jednorazových nosných rakiet sú zjavne neprijateľné (alebo vyžadujú výrazné úpravy) pri vytváraní opakovane použiteľných raketových a vesmírnych systémov, dokonca vrátane jedného (prvého) stupňa s vertikálnym prúdovým pristátím.

Len pred desiatimi rokmi, 28. septembra 2008, SpaceX dokázala prvýkrát poslať satelit na obežnú dráhu - pomocou rakety ľahkej triedy Falcon 1. Od tej doby spoločnosť vyvinula ťažké nosné rakety Falcon 9 a Falcon Heavy a pomocou ich pomoci zachytili polovicu globálneho komerčného štartovacieho trhu., stavia obrovskú raketu BFR a o ďalších desať rokov očakáva, že bude mať vlastnú obývanú základňu na Marse. Fantastické úspechy spoločnosti vyvolávajú množstvo otázok: ako sa stalo, že „súkromný obchodník“ dokázal v krátkom čase obísť aj niektoré zaslúžené vesmírne veľmoci? A akú cenu majú sľuby Elona Muska dostať sa na Mesiac a Mars? Redakcia N + 1 požiadal odborníkov - riaditeľa Inštitútu vesmírnej politiky Ivana Moiseeva a redaktora časopisu Novosti Cosmonautics Igora Afanasyeva, aby vysvetlili rýchly vývoj SpaceX a zhodnotili jeho plány do budúcnosti.

Nákladná vesmírna loď Dragon počas dokovania s ISS

„Maskophobes“ pripisuje úspech SpaceX skutočnosti, že spoločnosť získala finančné prostriedky a technológie od NASA. Ide o to?

Ivan Moiseev : NASA zaplatila raketu Falcon 9, ako sa hovorí, „na viniči“. To znamená, že raketa ešte nebola postavená a americká vesmírna agentúra už začala vyplácať peniaze spoločnosti SpaceX - ako súčasť zmlúv o dodávke nákladu na palubu Medzinárodnej vesmírnej stanice. SpaceX sa podarilo tieto peniaze efektívne využiť a rozšíriť svoje aktivity - prijímať objednávky na štarty satelitov z iných krajín, od americkej armády a od telekomunikačných spoločností.

Tieto úspechy by samozrejme neboli možné bez technologického kapitálu, za ktorý sa zhromaždilo v USA tento moment... A úlohou NASA, vtedy aj teraz, bolo presne predstaviť duševné vlastníctvo, ktoré je sústredené v agentúre. Toto bolo veľkým prínosom k úspechu SpaceX.

Igor Afanasiev Externé financovanie od NASA a ďalších vládnych agentúr (najmä od DARPA) v počiatočných (ale nie v raných) fázach vývoja nosných rakiet a kozmických lodí nepochybne výrazne ovplyvnilo úspech SpaceX.

Nemožno však vylúčiť skutočnosť, že Musk začal pracovať na peniazoch spoločnosti (dá sa povedať, že sám) a / alebo na finančných prostriedkoch, ktoré dokázal získať prostredníctvom externých zdrojov a rizikových fondov. A tieto sumy boli namerané v šesť-sedemciferných číslach a rástli z fázy na etapu. Najmä pri vývoji ľahkej rakety Falcon 1 si Musk uvedomil, že jeho vlastné úspory budú sotva stačiť na vytvorenie malej, relatívne jednoduchej nosnej rakety, a už od vzniku SpaceX bolo potrebné nadviazať dobré vzťahy s vládnymi oddeleniami - NASA a Pentagon - najväčší záujem o štúdiu. A prieskum vesmíru.

Po vyrobení prvej rakety a predvedení potenciálnym zákazníkom schopnosti svojej spoločnosti si Musk zaistil štátnu podporu a na základe toho dokázal postaviť výkonný Falcon 9. Potom sa SpaceX vyzbrojená novou nosnou raketou stala nielen ďalším hráčom. na trhu so službami štartu, ale je tiež silným hnacím motorom vývoja raketových a vesmírnych technológií v USA a na celom svete.

Podiely spoločností a krajín na trhu komerčných spustení

Tim Hughes, SpaceX

To isté možno povedať o duševnom vlastníctve. A tu nehovoríme skôr o získavaní technológií patriacich NASA, ale o konkrétnych ľuďoch s rozsiahlymi skúsenosťami v raketovom a vesmírnom priemysle. Práve týchto ľudí sa Musk snažil akýmikoľvek spôsobmi získať, boli to oni, ktorí tvorili intelektuálnu chrbticu SpaceX.

Existujú však aj konšpiračné hľadiská, napríklad, že Muska „vychovala a vyživovala“ NASA (nezávisle alebo s podporou Pentagonu), čím sa stal konkurentom najväčších leteckých gigantov súčasnosti Boeing a Lockheed Martin, ktorý je z pohľadu radu odborníkov „opitý a odhryznutý z rozpočtového koláča príliš tučné kúsky, neadekvátne prinášaným výhodám“.

Prvé spustenie superťažkej rakety Falcon Heavy

Čo je hlavným technickým úspechom vývojárov rakiet Falcon?

Ivan Moiseev : Načrtol by som dva hlavné úspechy, sú trochu odlišné.

Prvým je, že ho v štádiu vývoja budúcej rakety Falcon 9 prispôsobili požiadavkám trhu. Používali najmä jednoduché motory s otvoreným obvodom. V nich sa generátorový plyn, ktorý otáča turbočerpadlá, jednoducho vypustí a nedodáva sa do spaľovacej komory, kde by mohol vytvoriť ďalší ťah.

Tieto motory sú považované za zastarané a menej účinné ako motory s uzavretým obvodom. Ale pretože sa ukázali byť lacnejšie, jednoduchšie, SpaceX v tomto veľa vyhral.

Za druhé, vyvinuli návratovú fázu. Jedná sa o vlastnú iniciatívu spoločnosti SpaceX, nebola vykonaná s použitím finančných prostriedkov zo zmlúv s NASA, ale to umožňuje spoločnosti ušetriť pomerne veľa na štartoch - až 20 - 25 percent.

Igor Afanasiev: Existuje niekoľko skutočných úspechov.

Po prvé: stvorenie, masová výroba a prevádzku dvojstupňového stredného / ťažkého nosného vozidla s doposiaľ najvyššou konštrukčnou účinnosťou bez použitia kyslíkovo-vodíkového paliva. Pokiaľ ide o počet etáp a pomer užitočného zaťaženia k štartovacej hmotnosti, je Falcon 9 účinnejší ako také nosné rakety podobnej triedy ako Ariane-5, Changzheng-5, Zenit, Proton a podobne.

Za druhé: vypracovanie pristávacej technológie a prvých fáz viacnásobného použitia najdrahšieho a spravidla strateného prvku raketového a vesmírneho dopravného systému - viacmotorového prvého stupňa. Ak sa potvrdia deklarované vlastnosti, môže sa z toho stať trend v modernej raketovej a vesmírnej technológii.

Po tretie: mimoriadne vysoká miera uvedenia na trh (nie je typická pre americké nosné rakety z roku 2010) a dobré ukazovatele nákladov, ktoré umožnili dobyť značný podiel na trhu uvedenia na trh vytlačením (alebo výrazným zmiernením zápalu) tradičných hráčov s ich nosné rakety založené na technológiách v rokoch 1960-1980.

Pristátie bočných zosilňovačov Falcon Heavy

Bude opätovné použitie prvých fáz rakiet SpaceX skutočne nákladovo efektívne?

Ivan Moiseev : Zdá sa mi veľmi pochybné, že sľuby, že použité prvé stupne budú schopné po návrate okamžite, takmer bez prípravy, ísť späť do vesmíru. Vážne kontroly, testy, príprava na nové uvedenie na trh budú stále potrebné. SpaceX to môže samozrejme znížiť, ale existujú zásadné veci, ktoré nie je možné znížiť.

Faktom však je, že zníženie nákladov na štart dokonca o 25 percent pre raketový priemysel je veľa, je to veľmi dobrý ukazovateľ. Ak je možné, povedzme, znížiť cenu o jedno percento - to sú už vážne peniaze, pretože uvedenie na trh stojí milióny dolárov, a potom hneď 25. A Elon Musk urobil v istom zmysle revolúciu, pretože zotrvačnosť vývojárov myslenie ich prinútilo vyrobiť najúčinnejšie motory a nie veľmi sa starať o osud kroku. A on urobil opak a dosiahol výsledok.

Igor Afanasiev: Viacnásobné použitie prvých krokov už bolo zavedené. Je pravda, že zatiaľ sa tento proces obmedzuje na dvojnásobné použitie raketových blokov (ale čoskoro nám bude sľúbené niečo viac, s pomocou najnovšej verzie nosiča Falcon 9 Block 5). Výsledkom je skutočná úspora nákladov? Je ťažké povedať - spoločnosť (ako väčšina poskytovateľov spustenia) neuvádza konkrétne „cenovky“, buď sa musíte slova Muska ujať, alebo „prísť na to“, pokiaľ ide o proporcie, ktoré predtým uviedli predstavitelia SpaceX.

Ak predpokladáme, že prvý stupeň stojí 60-80 percent z celej dvojstupňovej rakety Falcon 9, potom keď je použitý dvakrát (bez medziletovej služby), náklady na štart sú 60-70 percent nákladov na podobnú raketu jednorazová raketa, s trikrát-47-60 percent. Cieľom Muskových inžinierov je zníženie nákladov o rad. Bude to mimoriadne ťažké, berúc do úvahy nevyhnutný vzhľad vyššie uvedených nákladov na operácie medzi spusteniami počas viacnásobného spustenia vrátane opravy opotrebovaných mechanizmov a obnovy sekcií tepelnej ochrany stratených počas vstupu do atmosféra, odstraňovanie sadzí z pohonných systémov a pod. Mimochodom, počas prevádzky systému Space Shuttle sa tieto náklady ukázali byť oveľa vyššie, ako vývojári očakávali ...

Údajný vzhľad superťažkej rakety BFR

Ako realistické je 150-tonový projekt rakety BFR?

Ivan Moiseev : Táto raketa zostane na papieri, rovnako ako predchádzajúci projekt - marťanský transportér. Faktom je, že na to neexistuje žiadny zákazník. Vývoj rakety tejto triedy, triedy superťažkej lunárnej rakety Saturn V, stojí desiatky miliárd dolárov, aj keď je ekonomika veľmi veľká. Na vytvorenie jej protějšku, rakety SLS, sa už minulo 30 miliárd dolárov.

SpaceX nemá také peniaze a pre túto raketu neexistuje žiadny iný zákazník, pretože NASA sa vo svojich medziplanetárnych projektoch riadi používaním vlastnej rakety SLS. Žiadny zákazník - žiadna raketa.

Igor Afanasiev: Projekt BFR nie je väčší ako Saturn V, ktorý lietal pol storočia, a čo sa týka hmotnosti štartu, je ľahší ako sovietska nosná raketa Vulcan, ktorá mala byť vytvorená na základe Energie. Kyslíkovo-metánové motory Raptor pre BFR sú svojou veľkosťou blízke motorom sovietskej lunárnej rakety N-1 NK-33 Kuznecov. Analytici poznamenávajú, že finančná stránka projektu už nie je taká beznádejná, ako bývala a nespôsobuje trvalé odmietanie potenciálnych investorov. Je možné, že v určitom scenári bude mať NASA o projekt záujem, pretože jedným z cieľov BFR je nahradiť vesmírnu loď Dragon slúžiacu ISS.

Ak odhliadneme od ekonomiky projektu, môžeme povedať, že vo všeobecnosti neexistujú žiadne osobitné pochybnosti o uskutočniteľnosti BFR (ako ukazuje prax, je možné vyriešiť takmer akýkoľvek inžiniersky problém, ktorý nie je v rozpore so zákonmi mechaniky). Zostáva však veľa otázok, a to ako k celému konceptu všeobecne, tak k detailom zvlášť. Je stále ťažké dosiahnuť vlastné ukazovatele dokonalosti krokov. Nie je známe, čo robiť s akustickými záťažami, ktoré sú v prvom stupni BFR takmer dvakrát vyššie ako na Saturne. Zvýšená akustika núti konštrukciu zosilniť, čím je ťažšia. Skeptici berú na vedomie utopickú povahu myšlienky „univerzálneho systému schopného pristáť na Zemi, na Mesiaci a na Marse, ako aj na všetkých ostatných. nebeské telesá“, Ako uvádza Musk. O možnosti uskutočnenia „dopravníkových štartov“ existujú veľmi veľké pochybnosti - a pre budúcu kolonizáciu Marsu sú potrebné tisíce štartov ročne!

Mnoho otázok vyvoláva plánovaná prevádzka systému, ktorá zabezpečuje minimálne opravy a reštaurátorské práce po letoch BFR, alebo ich úplné odmietnutie a dokonca aj údržbu. Medzitým sa doteraz bezobslužnú výbavu (kladivá, sekery a ďalšie vybavenie neuvažuje) nikomu nepodarilo predať - dokonca aj autá (nehovoriac o lietadlách) prechádzajú pravidelnou údržbou. Nie je úplne jasné, ako vytvoriť neopraviteľnú raketu lietadlo podlieha oveľa vyššiemu zaťaženiu?

Nie je jasné, ako sa rieši otázka núdzovej záchrany posádky a cestujúcich BFR počas abnormálneho štartu. Musk redukuje všetko na obdobu osobného letectva, kde posádka ani cestujúci v prípade núdze nemajú prostriedky na záchranu a katastrofálne situácie... Ak je to žiaduce, v týchto argumentoch je možné nájsť racionálne zrnko, treba však vziať do úvahy, že „história letectva písaná krvou“ je stará viac ako 100 rokov, pričom zatiaľ nebol vykonaný ani jeden medziplanetárny osobný let (lietali profesionáli na Mesiac a pre nich bol risk každodenným javom), preto sa zdá, že šírenie leteckých skúseností a kritérií pre diaľkové lety do vesmíru je nepodložené.

Ivan Moiseev : Toto je čistá fantázia. Po prvé, kto bude zákazníkom tohto projektu? Tento zákazník by mal mať peniaze nielen na superťažkú ​​raketu, ale aj na loď a na celú infraštruktúru, na neustále zásobovanie tejto základne. Na to, aby sme na Marse mohli pristáť iba s dvoma astronautmi a vrátiť ich späť (a Musk, pripomínam, plánuje vyslať stovky ľudí), je podľa niektorých odhadov potrebných 500 miliárd dolárov. Najväčším zákazníkom v tejto oblasti je NASA s rozpočtom 20 miliárd dolárov ročne. To znamená, že ak sa NASA zaoberá iba Marsom a ničím iným, potom bude realizácia tohto projektu trvať 25 rokov.

Preto všetky tieto reči o Marse zostanú len rečami. Akonáhle začnú počítať peniaze a pýtať sa „kto zaplatí?“, Okamžite je zrejmé, že nemá kto platiť. Automaty navyše fungujú celkom dobre, prenášajú veľa informácií z Marsu, a preto z vedeckého hľadiska nebude expedícia s posádkou odôvodnená. Aký je zmysel v obývateľnej základni, ak rover môže roky jazdiť a zbierať informácie?

Igor Afanasiev: Je tu príliš veľa „keby“ ... Ak sa projekt BFR zasekne, ak Musk nájde potrebné peniaze, ak letové testy rakety pokračujú predpokladaným tempom a podobne. Ale súdiac podľa toho, ako dlho sa rozsiahly program SpaceX ťahá v porovnaní s predtým publikovanými plánmi, s najväčšou pravdepodobnosťou nie.

Je to však prirodzené: v astronautike je každý nasledujúci krok daný oveľa ťažšie ako ten predchádzajúci, ako keby stúpal po schodisku so stále rastúcou strmosťou. Postaviť obrovskú raketu veľkosti BFR je veľký krok, poslať ľudí na Mars je obrovský krok a vybudovanie základne, a dokonca aj do konca nasledujúceho desaťročia, sa zdá byť utópiou. Navyše všetky hlavné úspechy SpaceX za posledných desať rokov tak či onak súvisia s riešením problémov v záujme vládnych agentúr. NASA ale plánuje vysadiť ľudí na Marse (aspoň v súčasnosti) sama, aj keď možnosť pripojenia „súkromníkov“ (počet - SpaceX a možno aj Blue Origin) v určitej fáze programu nemožno úplne vylúčiť . Väčšina technických aspektov problému sa zdá byť uskutočniteľná, aj keď rozsah vývoja je ohromujúci.

Rozhovor s Grigorijom Kopievom

© CC0

Vtedy letí ich Falcon 1, potom sa porozprávajme.

Keď bude zmluva s NASA, potom sa porozprávame.

Keď postavia svoju loď, potom sa porozprávame.

Keď prídu na to, ako pristáť s raketami, potom sa porozprávame.

Keď ich dajú na čln, potom sa porozprávame.

Si tu

Ale „tu“, samozrejme, nič neznamená. Stručne si popíšeme toto miesto.

Nachádzate sa na ulici divízie Tridsať Irkutsk, dom 8, byt 219.

Vo vašom dome je obchod s názvom „Magnolia“, údajne do neho predvčerom priniesli marocké mandarínky, ale nie sú ani abcházske na chuť. Na minútu ste dokonca premýšľali, kde je možné pestovať takú kyslosť, ale nemáte žiadne verzie.

Sused zhora neustále niečo vŕta, sused zdola klope na batériu. Najprv ste si mysleli, že je váš televízor príliš hlasný, keď ste sledovali televízne seriály, ale potom vás sused zobudil klepnutím na batériu o tretej ráno a nejako sa mu uľavilo.

V televízii sa vážne diskutuje o tom, či by kňaz mal byť zodpovedný za zlyhanie odpálenia rakety. Predtým tiež vážne diskutovali o tom, aké filmy je možné o kráľovi točiť, ale nepamätáte si, k akému záveru prišli. Súdiac podľa toho, že mauzóleum a stanica Voikovskaya sú stále s nami, pravdepodobne akékoľvek.

Ste tu, kde celý svet potrebuje vyzbierať peniaze na liečbu vážne chorých pacientov a potom ich liečiť v inej krajine, pretože tu, na ulici Divízie tridsať irkutských, peniaze nič nezaručujú.

Kde sú prezidentské voľby také nezmyselné, že o tom kandidáti otvorene hovoria.

Tam, kde sú vaše dôchodkové úspory zmrazené už niekoľko rokov (a nechápete, čo to je, ale máte pocit, že dobrá vec sa nebude nazývať zmrazenie) a v byte plukovníka sa našlo 8,5 miliardy rubľov.

Včera ste tiež našli peniaze, dvesto rubľov vo vrecku zimnej bundy. Najprv boli veľmi šťastní a potom sa dočítali o plukovníkovi.

Nachádzate sa tu, kam musí mesto ísť, aby mohlo cestovať. A úžasná vec - po zúžení centra vozovka, je tu viac zápch, kto by to bol povedal.

Kde napokon halušky stoja šesťsto rubľov. Áno, v skutočnosti ani táto cena nič nezaručuje, samozrejme okrem toho, že po kúpe knedlí budete mať o šesťsto rubľov menej.

To znamená, že vzhľadom na skutočnosť, že ste našli dvesto, potom po kúpe knedlí budete mať mínus štyristo rubľov. Tu sa táto aritmetika nezdá divná, tu sa zákony histórie, matematiky a fyziky správajú inak.

Zdá sa, že tu trochu vypršala platnosť a všetko je v ňom možné, najmä ak sa vám to všetko nejako hodí.

Ráno sa na seba pozriete do zrkadla a uvidíte nad sebou ohnivé písmena „nedá sa opraviť v záruke“.

Iste, samozrejme, je tu niečo dobré. Ale aj tak si tu. Nie v tomto zozname vyššie, ale tu. Vstúpili ste do zoznamu, navštíviť, snívať.

Pokiaľ ide o dobré veci, musíte ich pridať sami. Večer si preto uvaríte silnú kávu, dlho sledujete televízne programy so slúchadlami na ušiach a zabavíte ich knedľou v barbecue omáčke - aj napriek tomu sa na knedle veľmi nepodobajú.

O 2.45 vstanete zo stoličky. V hlave sa mi všetko zamotávalo z nedostatku spánku a televíznych relácií, Flash opäť zachránil planétu a navečeral sa na pseudo-haluškách.

Zoberte kladivo a choďte na batériu. Spočiatku len zriedka klopete a čakáte, kým ozvena nezmizne, potom čoraz častejšie. Sused zdola reaguje ako prvý, ale postupne sú na to napojení ostatní. O tretej ráno už celý dom spieva.

Kladivo odložíte a pôjdete do zásuvky.

"Si tu," zakričal si do zásuvky.

"Sme tu," zakričíte do ventilácie.

- Som tu! - kričíte cez otvorené okno, aby sa rozsvietili aj okná vo vedľajšom dome.

Keď sa zariadenie dostane na Mesiac, potom sa porozprávame.

Keď pristane na Marse, potom sa porozprávame.