Ju jeni këtu pranë. ⇡ A do të zgjohemi nesër në një botë të re? ⇡ Debriefing

Më 30 mars në orën 22:27 UTC, kur ishte pothuajse ora 1 e gjysmë e mëngjesit në Moskë më 31 mars, mjeti lëshues Falcon u nis nga kompleksi historik i nisjes LC-39A të Qendrës Hapësinore Kennedy në Kepin Canaveral në Florida. nga ku Apolloet fluturuan në Hënë në një kohë 9 FT. Në përbërjen e saj, për herë të parë në historinë e kozmonautikës botërore, një skenë rakete me motorë shtytës të lëngshëm shkoi përsëri në një mision hapësinor (fluturimi i parë i CRS-8 me Anije mallrash Dragon u zhvillua më 8 Prill 2016). Raketa SpaceX lëshoi ​​me sukses satelitin e komunikimit SES-10 në orbitë, dhe faza e parë - "veterani" - bëri një ulje të butë në maunën automatike "Sigurisht që unë ende të dua".

⇡ Frika, sigurimi dhe nisja

“Epokalizmi” i ngjarjes mund të vlerësohej nga reagimi i medias elektronike dhe asaj të shkruar. Ende do! "Musk planifikon (dhe, sipas shumë njerëzve, po bën) një revolucion në zbatimin e operacioneve të transportit hapësinor: ai ripërdor një skenë në mjetin lëshues, i cili tashmë ka përfunduar misionin e tij për të nisur një satelit një herë, i kthyer i sigurt në tokë. , u shpëtua dhe u restaurua”.

Zyrtarisht, detyra kryesore e misionit ishte lëshimi i satelitit të komunikimit SES-10 në orbitë gjeostacionare. Megjithatë, të gjithë e kuptuan se me këtë fluturim, SpaceX planifikoi të demonstronte mundësinë e përdorimit të përsëritur të fazës së parë pas kthimit nga hapësira. Një detyrë ndihmëse konsiderohej ulja e një skene (pas përfundimit të detyrës kryesore) në një maune të kontrolluar nga distanca, e cila ishte në det përgjatë trajektores së nisjes. Si bonus, u planifikua një përpjekje për të shpëtuar fletët e pjesës së kokës.

Veteranët e teknologjisë së raketave dhe hapësirës argumentuan se "klienti i lëshimit nuk do të pranonte kurrë të ripërdorte materialin e përdorur, veçanërisht në vendin e lëshimit më intensiv". Megjithatë, SES S.A. - një operator global satelitor me seli në Luksemburg - jo vetëm shkoi, por edhe me mbështetjen e tij lejoi SpaceX të kryente rinisjen e parë të raketës me ngarkesë reale ("live") dhe jo me një model, siç disa sugjeruar.

“Si operatori i parë komercial satelitor që përfundoi një mision me SpaceX në vitin 2013, ne jemi të kënaqur që jemi të parët që ri-fluturojmë sërish në hapësirë”, tha Martin Halliwell, CTO në SES. "Ne besojmë se raketat e ripërdorshme do të sjellin një epokë të re të udhëtimit në hapësirë, duke i bërë ato më të përballueshme dhe më pak të kushtueshme."

Pas rikthimit triumfues të skenës së raketës nga numri i bishtit 1021 pothuajse një vit më parë, specialistët e SpaceX kryen një analizë të detajuar të gjendjes së kësaj njësie rakete. Mbi të gjitha ata ishin të shqetësuar për motorët - tetë "Merlins-1D", të mbledhur në një unazë rreth të nëntës, qendrore. Për të ripërdorur fazat, ishte e rëndësishme të kishim besim 100% në shërbimin e tyre pas disa cikleve të funksionimit, si dhe për shkak të ndikimit të ngarkesave termodinamike gjatë kthimit në atmosferë nga trajektorja e nisjes.

Gjatë gjithë jetës së tij - deri në këtë natë - faza e parë # 1021 u "testua në mënyrë të përsëritur nga zjarri" dhe, si rezultat, para nisjes së dytë ai punoi gjashtë çelsat ndezëse / fikur të sistemit të shtytjes (tre prej tyre ishin në fluturimi i parë).

"Ne nuk i riparuam këta motorë, ne thjesht donim të ndryshonim disa nga guarnicionet ... - thanë teknikët në fund të janarit 2017 përpara testeve të zjarrit në stendën e SpaceX në McGregor, Teksas. "Por ne sapo i hoqëm këta motorë, i testuam, i vendosëm përsëri dhe po i djegim tani."

Duhet të theksohet se përfaqësuesit e SES kanë qenë të përfshirë në përgatitjet për këtë nisje gjatë disa muajve të fundit. Sipas Halliwell, "SpaceX u dha inxhinierëve të SES ..." transparencë të plotë "në veprimet e tyre, lejoi një vështrim të shkurtër në procesin e përgatitjes së motorëve dhe elektronikës në bord, si dhe njohjen me rezultatet e testimit."

Gjithashtu ishte befasuese që nuk u rrit primi i sigurimit për fluturimin e parë të fazës “të përdorur”, sikur të gjithë e kuptonin që vëmendja ndaj këtij nisjeje ishte e veçantë dhe SpaceX po vinte shumë në lojë. Si rezultat, niveli i përgatitjes së misionit do të jetë jashtëzakonisht i lartë. Sipas vëzhguesve, "për sa i përket besueshmërisë së projektimit, transportuesi nuk do të jetë shumë më i ulët se ato të mëparshme".

Për sa i përket rritjes së sigurimeve, atëherë “mund të flasim për të qindtat e përqindjes”, tha Halliwell. “Në fakt nuk ka pasur ndryshime në primin e sigurimit”.

Pra, një "makarona" e madhe - 70 m e lartë - Falcon 9 FT u instalua në pajisjen e lëshimit në mbrëmje në prag të nisjes. Kohëzgjatja e dritares së fillimit ishte 150 minuta. Nën konin e hundës së raketës ishte SES 10, një satelit komunikimi i prodhuar nga konsorciumi evropian Airbus Defense and Space për të transmetuar programe televizive dhe për të transmetuar të dhëna nga orbita gjeostacionare në të gjithë Amerikën Latine.

Afati kohor më poshtë përshkruan sekuencën e vlerësuar të nisjes për misionin e parë të SpaceX me një raketë të fazës së parë të fluturuar, shpëtuar dhe rindërtuar më parë.

Nëntë motorë të fazës së parë të raketës u ndezën disa sekonda përpara nisjes për një kontroll automatik të funksionimit. Pas provës, kapëset mbajtëse lëshuan raketën dhe Falcon 9 ngriti nga jastëku LC-39A dhe u shtri në rrugën e tij të fluturimit.

Së shpejti, barriera e zërit dhe zona e presionit maksimal aerodinamik u kaluan me sukses. Pasi punuan për 158 sekondat e përcaktuara, motorët e fazës së parë u fikën dhe pas tre sekondash fazat u ndanë.

Pas ndezjes së motorit të vetëm të fazës së dytë, kur transportuesi kishte lënë tashmë shtresat e dendura të atmosferës, një kokë e madhe fibër karboni me një diametër prej 5.2 m u hodh.

Ndërsa motori i fazës së dytë ishte ende në punë, faza e parë kreu një salto, hapi timonët e grilës aerodinamike në pjesën e përparme dhe ndezi tre nga nëntë motorët për frenim për 20 sekonda në mënyrë që të ngadalësonte shpejtësinë e hyrjes dhe të krijonte një gaz. "zile" dinamike rreth seksionit të bishtit.

Aktivizimi i fundit i motorit qendror për një ulje të butë ndodhi menjëherë para uljes: hapi shkoi në maunën e vendosur në Oqeani Atlantik afërsisht 340 milje (550 km) në lindje të Kepit Canaveral. Në atë moment, transmetimi televiziv u ndërpre, por dhoma e kontrollit shpërtheu me ovacione kur në ekran u shfaq një hap, i cili qëndronte në "këmbë" në kuvertën e anijes me dron.

Pikërisht në këtë kohë, faza e dytë po përfundonte arritjen e një orbite të ndërmjetme të ulët. Motori u fikur dhe filloi një këmbë e shkurtër pasive 18-minutëshe ("pauzë balistike").

Kjo u pasua nga një ndezje e shkurtër nga Elon Musk, i cili foli për "revolucionin gjigant në fluturimin në hapësirë" dhe përgëzoi kolegët e tij për fitoren që të gjithë kishin pritur.

Pastaj vakuumi Merlin 1D u ndez përsëri dhe e transferoi raketën në një orbitë shumë eliptike me një apogje pranë gjeostacionarit. Sateliti u nda nga faza e dytë 32 minuta pas lëshimit.

⇡ Debriefing

Sa i rëndësishëm historikisht është bërë rifluturimi i skenës së raketës? Mendimet për këtë çështje ishin të ndara edhe para misionit. Dikush e konsideroi këtë një përparim në mjetet lëshuese që do të ulte në mënyrë drastike koston e hyrjes në hapësirë. Dikush mendoi ndryshe, duke i quajtur eksperimentet e SpaceX "show dhe circus", që nuk ka të bëjë fare me fizibilitetin teknik dhe ekonomik.

Por një pikëpamje objektive presupozon ekuilibër. Në historinë e astronautikës, është konfirmuar në praktikë fizibiliteti teknik i përdorimit të shumëfishtë të përshpejtuesve të lëshimit me lëndë djegëse të ngurtë në lëshimet orbitale (Space Shuttle) dhe njësitë e raketave me lëndë të lëngshme në fluturimet suborbitale (New Shepard of Blue Origin). Musk ishte i pari që zgjidhi problemin teknik të ripërdorimit të fazës së lëngshme të një transportuesi orbital, i ndërlikuar nga përbërësit e karburantit të përdorur (kur vajguri digjet në oksigjen të lëngshëm, bloza bie në njësitë e motorit, duke shkaktuar shumë probleme serioze). Kjo është një arritje e rëndësishme teknike.

Megjithatë, ripërdorimi është i nevojshëm për të ulur kostot. Dhe këtu gjithçka nuk është aq e thjeshtë. SpaceX shpenzoi të paktën katër muaj dhe një shumë të panjohur parash për riparimin, restaurimin dhe testimin e skenës tashmë të fluturuar. Dhe ripërdorimi ka kuptim për sa kohë që kostoja e "shërbimit të fluturimit" nuk i kalon kursimet në prodhimin e një faze të re. Ata thonë se klienti për nisjen e SES-10 kushtoi rreth 40 milion dollarë - një e treta më pak se çmimi standard. Ky është një çmim i veçantë bazuar në rreziqet e mundshme. Nëse Musk do të jetë në gjendje të mbajë një tregues të tillë kur ripërdor fazat e para në funksionimin e rregullt është një pyetje e madhe. Ekspertët e kujdesshëm parashikojnë një ulje të mundshme të çmimit me dhjetë për qind. Dhe këto nuk janë shifrat që do të ulin “dramatikisht” koston e nisjeve në hapësirë. Me fjalë të tjera, Musk ka vërtetuar fizibilitetin teknik të ripërdorimit të teknologjisë së raketave, dhe fizibiliteti ekonomik ende nuk është vërtetuar.

Megjithatë, Halliwell tha paraprakisht se nëse lëshimi është i suksesshëm, kompania e tij do të jetë në gjendje të lëshojë dy satelitë të tjerë - SES 14 dhe SES 16 - në fund të këtij viti në përshpejtuesit e përdorur më parë. "Anija e ardhshme kozmike e caktuar e SpaceX, SES 11, do të fluturojë këtë verë me një raketë të lëshuar së fundmi," tha ai.

Përveç kësaj, sipas tij, kalimi në raketa të ripërdorshme nuk ka gjasa të anulohet edhe në rast aksidenti.

⇡ Krahasimi

Për të kuptuar më saktë se cilat lartësi të reja ka arritur Musk, le t'i hedhim një vështrim më të afërt opsionet e mundshme shpëtimi i fazave të poshtme (të para) të mjeteve lëshuese. Deri më sot, tre metoda kryesore janë studiuar në disa detaje:

1. Hedhja me parashutë vertikale (nëse është e nevojshme, duke përdorur motorë raketash me ulje të butë në fazën e fundit).
2. Rrëshqitje horizontale duke përdorur krahë ose parashuta rrëshqitëse.
3. Vertikale ulje avioni në motorët kryesorë ose ndihmës të raketave.

Avantazhi kryesor i këtyre metodave mund të konsiderohet se ato ju lejojnë të krijoni një sistem (fazë më të ulët) me përdorim të përsëritur të pjesës materiale si pjesë e kompleksit raketë-hapësirë, dhe kjo dy deri në tre herë (në varësi të shpeshtësisë së përdorimit ) zvogëlon koston e nisjes së ngarkesës.

Disavantazhet kryesore të metodave reduktohen në ndërlikimin dhe rritjen e kostos së zhvillimit, prodhimit, testimit dhe funksionimit të skenës, një rritje në masën e saj "pasive", e cila, si rezultat, mund të çojë në mos rënie, por në një rritje të kostos për njësi të lëshimit të një ngarkese.

⇡ Ulje me parashutë dhe me parashutë-jet

Deri më sot, ai është zbatuar me sukses vetëm në sistemin Space Shuttle për kthimin e përforcuesve të ndezjes së ngurtë kur zbarkojnë në ujë, dhe gjithashtu është konsideruar të shpëtojë blloqet anësore të fazës së parë të mjetit lëshues Energia (nuk ka është sjellë në zbatim praktik). Përpjekjet për të shpëtuar fazat e para të mjetit lëshues Falcon-1 duke përdorur një parashutë ishin të pasuksesshme. Vlen gjithashtu të kujtohen eksperimentet individuale për të shpëtuar përforcuesit e mjetit lëshues Ariane-5. U studiua teorikisht metoda e marrjes me helikopter të blloqeve të parashutizmit të mjetit lëshues "Angara".

Përparësitë e uljes me parashutë:

1. lejon përdorimin e atmosferës së tokës për zbutjen e shpejtësisë së mbetur pas ndarjes së fazës së parë dhe të dytë;
2. lehtësia relative e zbatimit për sisteme të qëndrueshme dhe të qëndrueshme siç janë përforcuesit e karburantit të ngurtë;
3. kosto relativisht të vogla të masës për ta.

Të metat:

1. zona të mëdha kupolash, hapja standarde e të cilave kthehet në një problem të vështirë për t'u zgjidhur kur masa e mallrave të kthyera (në këtë rast, fazat e shpenzuara) kalon 20-30 tonë;
2. pamundësia për të siguruar një ulje të saktë për shkak të efekteve të erës dhe shqetësimeve të tjera atmosferike, si dhe mungesës së kontrolleve aktive të uljes (për parashutat me disqe dhe kube);
3. kosto relativisht të mëdha të masës për blloqe të brishta raketash me lëndë djegëse të lëngshme për shkak të nevojës për instalim fonde shtesë(motorët e uljes së butë, mbështetëset e uljes, elementët ngurtësues) për amortizimin e shpejtësisë dhe mbingarkesës në fazën e fundit të uljes. Kështu, për Bllokun A të raketës transportuese Energia, masa e pajisjeve të shpëtimit dhe uljes përbënte një pjesë të konsiderueshme të masës përfundimtare, gjë që çoi në një rritje të kostos së zhvillimit dhe ndërtimit të sistemit. Blloku A në një version një herë pa mjete shpëtimi kishte 60% më pak masë, përveç kësaj, kostoja e bllokut të ripërdorshëm A në 1990 ishte 18 milion rubla, ndërsa lëshimi i mjetit lëshues Zenit, duke përfshirë një analog një herë i Bllokut A, nuk kushtoi më shtrenjtë se 6 milion rubla;
4. mbingarkesa të larta gjatë frenimit në atmosferë, në momentin e vënies në punë të sistemit të parashutës dhe në momentin e prekjes së sipërfaqes (në mungesë të motorëve të uljes së butë);
5. mungesa e garancive për sigurinë e strukturës (veçanërisht blloqet e lëngshme) gjatë uljes për shkak të pamundësisë (ose vështirësisë ekstreme) për të siguruar shpejtësi zero vertikale dhe horizontale dhe, në përputhje me rrethanat, praninë e ngarkesave të goditjes;
6. kur zbarkoni drejtpërdrejt në ujë - ngarkesa relativisht të mëdha goditjeje dhe një rrezik i lartë i korrozionit të elementeve strukturorë;
7. vështirësi të mëdha në transportimin e hapave të gjatë të përmasave të mëdha nga vendi i uljes në një impiant riparimi ose një kozmodrom.

⇡ Ulje e planifikuar e aeroplanit

Aktualisht, një ulje horizontale me rrëshqitje në një fushë ajrore duke përdorur një cilësi aerodinamike relativisht të lartë është zbatuar në skenën orbitale me krahë të anijes hapësinore, në anijen orbitale Buran dhe në aeroplanin eksperimental të raketës Kh-37. Në shumë projekte të viteve 1960-2000, kjo metodë u konsiderua si kryesore.

Përparësitë:

1. ju lejon të përdorni atmosferën jo vetëm për zbutjen e shpejtësive të mbetura, por edhe për manovrim (brenda kufijve të caktuar) përgjatë gamës gjatësore dhe anësore për të zgjedhur një vend uljeje me konsum minimal të karburantit;
2. në mënyrë ideale, është e mundur të ktheheni dhe të zbarkoni në zonën e nisjes, duke ulur kështu koston e kryerjes së operacioneve të kërkim-shpëtimit dhe transportit;
3. saktësi e lartë e uljes (brenda pistës) ​​për shkak të pranisë së kontrolleve aerodinamike;
4. mbingarkesa të ulëta gjatë frenimit në atmosferë (afërsisht 1.5-2 njësi);
5. ngarkesa të ulëta me ndikim gjatë uljes (shpejtësia vertikale prej rreth 3 m / s mund të absorbohet nga amortizuesit e shasisë).

Të metat:

1. kompleksiteti dhe kostoja e lartë e zhvillimit, prodhimit, testimit dhe funksionimit për shkak të pranisë së sistemeve dhe montimeve të avionëve (krah, hapje, pajisje uljeje, motorë ndihmës, kontrolle aerodinamike, sistem kompleks hidraulik, etj.)
2. vëllim i madh dhe konsum i lartë në masë për shkak të pranisë së sistemeve të avionëve (deri në 25-30% të masës përfundimtare të njësisë së shpëtuar);
3. kufizimet në funksionim janë të mundshme (kufizimet në programin për ndryshimin e këndeve të sulmit në nisje dhe në vendin e nisjes atmosferike, si dhe pajtueshmëri jashtëzakonisht të saktë me parametrat e hyrjes në atmosferë dhe kufizimet në shpejtësinë e erës përgjatë rrugës së kthimit dhe në vendin e uljes);
4. pamundësia për të bërë një rrotullim për një ulje horizontale (për të realizuar një shans të tillë, është e nevojshme të pajisni njësinë e kthyer me një sistem shtytës ndihmës dhe një furnizim me karburant, i cili rrit më tej masën "inerte");
5. nevoja për të forcuar tanket dhe ndarjet e tjera (çon në një rritje të masës përfundimtare të bllokut), e shoqëruar me ngarkesa të larta anësore, të cilat nuk janë tipike për teknologjinë e raketave të disponueshme.

⇡ Ulje vertikale e avionit

Deri më sot, ulja e avionit është zhvilluar mjaftueshëm në fazën e parë të mjetit lëshues Falcon 9 (kompania SpaceX) dhe në sistemin suborbital NewShepard (Origjina Blu), si dhe në anijen e uljes së sondave ndërplanetare (kryesisht hënore) dhe DC eksperimentale. -Aeroplan i tipit X. dhe Grasshopper. Ulja e avionit në motorët ndihmës turbojet u konsiderua në projektin e raketave të ripërdorshme dhe sistemit hapësinor "Rise" të ndërmarrjes, e cila tani quhet Qendra e Raketave dhe Hapësirës (RSC) "Progress", Samara.

Përparësitë:

1. kosto relativisht e ulët e zhvillimit dhe prodhimit, pasi shpenzimet kryesore masive shpenzohen për komponentin më të lirë të sistemit - karburantin e raketave;
2. aftësia për të kufizuar mbingarkesat gjatë frenimit në atmosferë;
3. aftësia për të ulur me saktësi, duke përfshirë zonën e nisjes (duke ulur koston e operacioneve të kërkim-shpëtimit dhe transportit);
4. ngarkesa të ulëta të uljes (afërsisht me shpejtësi zero) dhe ngarkesa të ulëta anësore gjatë zbritjes në atmosferë;
5. humbje të ulëta në masën e ngarkesës gjatë uljes në zonën e rënies normale të bllokut (ose në platformën e uljes në oqean) - nga 5 në 15%;
6. mundësia e përdorimit të njësisë së raketës në të dy versionet e ripërdorshme dhe të disponueshme (duke zgjeruar fleksibilitetin e funksionimit).

Të metat:

1. përdorimi i dobët i atmosferës së tokës për zbutjen e shpejtësive të mbetura;
2. kërkesat e rritura për sistemin e kontrollit (në fakt, u përdorën teknologji që janë më karakteristike për armët moderne me precizion të lartë sesa komplekset raketore dhe hapësinore);
3. ndërlikimi i njësisë së raketës për shkak të instalimit të sistemeve shtesë (grykë ose motorë ndihmës raketash, kontrolle aerodinamike, mbështetës uljeje);
4. humbje e lartë e masës së ngarkesës kur faza kthehet në vendin e nisjes (deri në 30-50%);
5. kufizimet e funksionimit (para së gjithash, shpejtësia dhe drejtimi i erës përgjatë rrugës së zbritjes dhe në vendin e uljes);
6. kërkesa më të rrepta për sistemin e shtytjes (nevoja për fillimin e shpejtë automatik të shumëfishtë në fluturim dhe mundësia e mbytjes së thellë të shtytjes gjatë uljes).

⇡ A do të zgjohemi nesër në një botë të re?

Aktualisht, pas sukseseve mbresëlënëse të SpaceX dhe Blue Origin, sipas disa ekspertëve, preferohet një ulje vertikale jet për sa i përket kostove operative për të gjithë sistemin. Megjithatë, zgjedhja duhet bërë në bazë të shembujve shumë herë të konfirmuar, të mbështetur nga shifra reale të kostos.

Për shembull, suksesi i kësaj metode, i demonstruar nga kompania Elon Musk, është kryesisht për shkak të mundësisë së një dërgese të thjeshtë, të shpejtë dhe të lirë të një faze të vdekur nga një anije vetëlëvizëse në portin hapësinor bregdetar amerikan: humbjet minimale të deklaruara. në masën e ngarkesës kombinohen me kostot minimale për operacionet e kërkim-shpëtimit dhe transportit. Në kushtet e kozmodromeve "kontinentale" (Vostochny, Baikonur, Plesetsk), ulja e një skene në taigë ose në shkretëtirë në mungesë të infrastrukturës së transportit mund të rezultojë e papranueshme dhe i vetmi kthim i mundshëm në vendin e nisjes mund të jetë . Në këtë rast, metoda e avionit mund të bëhet më fitimprurëse (për shkak të humbjeve më të ulëta në masën e ngarkesës).

Kur lëshoni raketa nga portet kozmike kontinentale, ulja e një skene të ripërdorshme në terren të ashpër është e papranueshme.

Metodat e kombinuara të kthimit janë të mundshme (dhe konsiderohen gjerësisht), duke përfshirë, për shembull, përdorimin e cilësisë aerodinamike të të gjithë fazës në seksionin e frenimit në atmosferë në kombinim me një ulje me parashutë të një njësie të ndarë nga ndarjet e rezervuarit me pajisjet më të shtrenjta dhe komplekse - motorët shtytës dhe një sistem kontrolli.

Në çdo rast, duhet të theksohet se kriteret ekzistuese për zhvillimin e mjeteve lëshuese të disponueshme janë me sa duket të papranueshme (ose kërkojnë rregullime të konsiderueshme) kur krijohen sisteme raketash dhe hapësinore të ripërdorshme, madje duke përfshirë një fazë (të parë) me ulje vertikale të avionit.

Vetëm dhjetë vjet më parë, më 28 shtator 2008, SpaceX ishte në gjendje të dërgonte një satelit në orbitë për herë të parë - duke përdorur një raketë të klasit të lehtë Falcon 1. Që atëherë, kompania ka zhvilluar mjetet e rënda lëshuese Falcon 9 dhe Falcon Heavy dhe ka kapur me ndihmën e tyre gjysmën e tregut global të nisjes komerciale. , po ndërton një raketë gjigante BFR dhe në dhjetë vjet të tjera pret të ketë bazën e saj të banuar në Mars. Sukseset fantastike të kompanisë ngrenë shumë pyetje: si ndodhi që "tregtari privat" mundi të anashkalojë edhe disa fuqi të merituara hapësinore në një kohë të papërfillshme? Dhe cili është çmimi i premtimeve të Elon Musk për të arritur në Hënë dhe Mars? Redaksia N + 1 kërkuan nga ekspertët - Drejtori i Institutit të Politikave Hapësinore Ivan Moiseev dhe redaktori i revistës Novosti Cosmonautics Igor Afanasyev të shpjegojnë zhvillimin e shpejtë të SpaceX dhe të vlerësojnë planet e tij për të ardhmen.

Anija kozmike e ngarkesave Dragon gjatë ankorimit me ISS

"Maskophobes" ia atribuojnë suksesin SpaceX faktit që kompania mori fonde dhe teknologji nga NASA. A është kjo gjëja?

Ivan Moiseev : NASA pagoi për raketën Falcon 9, siç thonë ata, "në hardhi". Kjo do të thotë se raketa nuk është ndërtuar ende dhe agjencia hapësinore amerikane ka filluar tashmë t'i paguajë para SpaceX - si pjesë e kontratave për dërgimin e ngarkesave në bordin e Stacionit Ndërkombëtar të Hapësirës. SpaceX arriti të përdorë në mënyrë efektive këto para dhe të zgjerojë aktivitetet e saj - të marrë porosi për lëshime satelitore nga vende të tjera, nga ushtria amerikane dhe nga kompanitë e telekomunikacionit.

Sigurisht, këto suksese nuk do të ishin të mundura pa kapitalin teknologjik që u grumbullua në Shtetet e Bashkuara ky moment... Dhe detyra e NASA-s, atëherë dhe tani, ishte pikërisht të prezantonte pronësinë intelektuale që është e përqendruar në agjenci. Ky ka qenë një kontribues i madh në suksesin e SpaceX.

Igor Afanasiev Pa dyshim, financimi i jashtëm nga NASA dhe agjenci të tjera qeveritare (në veçanti, nga DARPA) në fazat e hershme (por jo në fillim) të zhvillimit të mjeteve lëshuese dhe anijeve kozmike ka ndikuar ndjeshëm në suksesin e SpaceX.

Sidoqoftë, nuk mund të përjashtohet fakti që Musk filloi të punonte me paratë e kompanisë (mund të thuhet, vetë) dhe / ose në fondet që ai ishte në gjendje të tërhiqte përmes burimeve të jashtme dhe fondeve të kapitalit sipërmarrës. Dhe këto shuma u matën në numra gjashtëshifrorë dhe rriteshin nga faza në fazë. Në veçanti, kur zhvilloi raketën e lehtë Falcon 1, Musk e kuptoi se kursimet e tij mezi do të mjaftonin për të krijuar një mjet lëshimi të vogël, relativisht të thjeshtë, dhe që nga fillimi i SpaceX, ishte e nevojshme të krijonte marrëdhënie të mira me departamentet qeveritare - NASA dhe Pentagoni - më të interesuarit për kërkimin dhe eksplorimin e hapësirës.

Pasi bëri raketën e parë dhe u tregoi klientëve të mundshëm aftësitë e kompanisë së tij, Musk siguroi mbështetjen e shtetit dhe ishte në gjendje të ndërtonte mbi bazën e saj një Falcon 9 të fuqishëm. Pas kësaj, SpaceX, i armatosur me një mjet të ri lëshues, u bë jo vetëm një lojtar tjetër. në tregun e shërbimeve të lëshimit, por edhe një shtytës i fuqishëm i zhvillimit të teknologjisë së raketave dhe hapësirës në Shtetet e Bashkuara dhe në mbarë botën.

Aksionet e kompanive dhe vendeve në tregun e nisjeve komerciale

Tim Hughes, SpaceX

E njëjta gjë mund të thuhet për pronësinë intelektuale. Dhe këtu po flasim, përkundrazi, jo për marrjen e teknologjive që i përkasin NASA-s, por për njerëz të veçantë me përvojë të gjerë në industrinë e raketave dhe hapësirës. Ishin këta njerëz që Musk kërkoi të merrte me çdo mjet, ishin ata që përbënin shtyllën intelektuale të SpaceX.

Megjithatë, ka edhe këndvështrime konspirative, për shembull, se Musk u "rritur dhe ushqyer" nga NASA (në mënyrë të pavarur ose me mbështetjen e Pentagonit), duke krijuar një konkurrent të gjigantëve më të mëdhenj të hapësirës ajrore të sotme Boeing dhe Lockheed Martin, të cilët , nga këndvështrimi i një sërë ekspertësh, "dehu dhe kafshova byrekun buxhetor është copa shumë yndyrore, e pamjaftueshme për përfitimet e sjella".

Nisja e parë e raketës super të rëndë Falcon Heavy

Cila është arritja kryesore teknike e zhvilluesve të raketave Falcon?

Ivan Moiseev : Do të përvijoja dy arritje kryesore, ato janë paksa të ndryshme.

E para është se ata, në fazën e zhvillimit të raketës së ardhshme Falcon 9, e përshtatën atë me kërkesat e tregut. Në veçanti, ata përdorën motorë të thjeshtë me qark të hapur. Në to, gazi i gjeneratorit që rrotullon pompat turbo thjesht shkarkohet dhe nuk futet në dhomën e djegies, ku mund të krijojë shtytje shtesë.

Këta motorë konsiderohen të vjetëruar dhe më pak efikas se ata me qark të mbyllur. Por duke qenë se ato doli të ishin më të lira, më të thjeshta, SpaceX fitoi shumë për këtë.

Së dyti, ata zhvilluan një fazë kthimi. Kjo është iniciativa e vetë SpaceX, nuk është bërë në kurriz të fondeve nga kontratat me NASA-n, por kjo i lejon kompanisë të kursejë shumë në nisjet - deri në 20-25 përqind.

Igor Afanasiev: Ka disa arritje reale.

Së pari: krijimi, prodhim ne mase dhe operimin e një mjeti lëshues mesatar / të rëndë me dy faza me efikasitetin më të lartë të projektimit deri më sot pa përdorimin e karburantit oksigjen-hidrogjen. Për sa i përket numrit të fazave dhe raportit të masës së ngarkesës me masën e lëshimit, Falcon 9 është më efikas se raketa të tilla bartëse të një klase të ngjashme, si Ariane-5, Changzheng-5, Zenit, Proton dhe. si.

Së dyti: përpunimi i teknologjisë së uljes dhe fazat e para të përdorimit të shumëfishtë të elementit më të shtrenjtë dhe zakonisht të humbur të sistemit të transportit raketor dhe hapësinor - faza e parë me shumë motorë. Nëse konfirmohen karakteristikat e deklaruara, kjo mund të bëhet një trend në teknologjinë moderne të raketave dhe hapësirës.

Së treti: një shkallë jashtëzakonisht e lartë e lëshimit (jo tipike për automjetet e lëshimit amerikan të viteve 2010) dhe tregues të mirë të kostos, të cilët i lejuan ata të pushtonin një pjesë të konsiderueshme të tregut të lëshimit duke shtrydhur (ose duke zbutur ndjeshëm aromën e tyre) lojtarët tradicionalë me teknologjinë e tyre - mjete lëshimi me bazë 1960-1980.

Ulja e përforcuesve anësor Falcon Heavy

A do të jetë vërtet me kosto efektive ripërdorimi i fazave të para të raketave SpaceX?

Ivan Moiseev : Më duken shumë të dyshimta premtimet se fazat e para të përdorura do të mund të kthehen në hapësirë, pas kthimit, menjëherë, pothuajse pa përgatitje. Do të nevojiten akoma kontrolle serioze, teste, përgatitje për një nisje të re. SpaceX, natyrisht, mund të zvogëlojë koston e kësaj, por ka gjëra themelore që nuk mund të reduktohen.

Por fakti është se ulja e kostos së lëshimit edhe me 25 për qind për industrinë e raketave është shumë, ky është një tregues shumë i mirë. Nëse është e mundur, të themi, të ulësh çmimin me një për qind - kjo tashmë është para serioze, sepse nisjet kushtojnë miliona dollarë, dhe më pas menjëherë 25. Dhe Elon Musk bëri një revolucion në një farë kuptimi, sepse inercia e zhvilluesve mendimi i detyroi ata të bënin motorët më efikasë dhe të mos kujdeseshin shumë për fatin e hapit. Dhe ai bëri të kundërtën dhe arriti rezultatin.

Igor Afanasiev: Përdorimi i shumëfishtë i hapave të parë është vendosur tashmë. Vërtetë, deri më tani ky proces është reduktuar në një përdorim të dyfishtë të blloqeve të raketave (por së shpejti na premtohet diçka më shumë, me ndihmën e versionit më të fundit të transportuesit Falcon 9 Block 5). A ka rezultuar kjo në kursime reale të kostos? Është e vështirë të thuash - kompania (si shumica e ofruesve të lëshimit) nuk jep "etiketa çmimesh" specifike, ose duhet të marrësh fjalën e Musk për të, ose "ta kuptosh" duke përdorur përmasat e treguara më parë nga zyrtarët e SpaceX.

Nëse supozojmë se faza e parë kushton 60-80 përqind të të gjithë raketës Falcon 9 me dy faza, atëherë kur përdoret dy herë (duke përjashtuar shërbimin ndër-fluturues), kostot e nisjes janë 60-70 përqind e kostos së një rakete të ngjashme. raketë një herë, me tre herë - 47-60 për qind. Qëllimi i inxhinierëve të Musk është të zvogëlojnë kostot me urdhër të madhësisë. Do të jetë jashtëzakonisht e vështirë për ta bërë këtë, duke marrë parasysh pamjen e pashmangshme gjatë nisjeve të shumta të kostove të sipërpërmendura të operacioneve ndërmjet nisjes, duke përfshirë riparimin e mekanizmave të konsumuar, restaurimin e seksioneve të mbrojtjes termike të humbura gjatë hyrjes në atmosfera, largimi i blozës nga sistemet shtytëse etj. Nga rruga, gjatë funksionimit të sistemit Space Shuttle, këto kosto doli të ishin shumë më të larta se sa kishin pritur zhvilluesit ...

Shfaqja e supozuar e raketës super të rëndë BFR

Sa real është projekti i raketave 150 ton BFR?

Ivan Moiseev : Kjo raketë do të mbetet në letër, si projekti i mëparshëm - transportuesi marsian. Fakti është se nuk ka klient për të. Zhvillimi i një rakete të kësaj klase, të klasës së raketës hënore super të rëndë Saturn V, kushton dhjetëra miliarda dollarë, edhe nëse kursimet janë shumë të mëdha. Krijimi i homologut të tij, raketës SLS, ka shpenzuar tashmë 30 miliardë dollarë.

SpaceX nuk ka atë lloj parash dhe nuk ka asnjë klient tjetër për këtë raketë, sepse NASA në projektet e saj ndërplanetare udhëhiqet nga përdorimi i raketës së saj SLS. Asnjë klient - pa raketë.

Igor Afanasiev: Projekti BFR nuk është më i madh se Saturn V që ka fluturuar për gjysmë shekulli, dhe për sa i përket peshës së lëshimit është më i lehtë se mjeti lëshues Sovjetik Vulcan, i cili supozohej të krijohej në bazë të Energia. Motorët e oksigjen-metanit Raptor për BFR janë në madhësi afër raketës Kuznetsov NK-33 Kuznetsovsky të montuar në raketën hënore N-1 Sovjetike. Analistët vërejnë se ana financiare e projektit nuk është më aq e pashpresë sa dikur dhe nuk shkakton refuzim të vazhdueshëm nga investitorët e mundshëm. Është e mundur që në një skenar të caktuar, NASA do të jetë e interesuar për projektin, sepse një nga qëllimet e BFR është të zëvendësojë anijen kozmike Dragon që i shërben ISS.

Duke lënë mënjanë ekonominë e projektit, mund të themi se, në përgjithësi, nuk ka dyshime të veçanta për realizueshmërinë e BFR (siç tregon praktika, pothuajse çdo problem inxhinierik i formuluar që nuk bie ndesh me ligjet e mekanikës mund të zgjidhet). Por mbeten shumë pyetje, si për të gjithë konceptin në përgjithësi ashtu edhe për detajet në veçanti. Është ende e vështirë të arrihen treguesit e qenësishëm të përsosjes së hapave. Nuk dihet çfarë të bëhet me ngarkesat akustike, të cilat për fazën e parë të BFR janë pothuajse dy herë më të larta se sa ishin në Saturn. Akustika e shtuar e detyron strukturën të përforcohet, duke e bërë atë më të rëndë. Skeptikët vënë në dukje natyrën utopike të idesë së një "sistemi universal të aftë për t'u ulur në Tokë, Hënë dhe Mars, si dhe në të gjithë të tjerët. trupat qiellorë“, siç deklaron Musk. Ka dyshime shumë të mëdha për mundësinë e kryerjes së "lançimeve me transportues" - dhe për kolonizimin e ardhshëm të Marsit nevojiten mijëra lëshime në vit!

Shumë pyetje lindin nga funksionimi i planifikuar i sistemit, i cili parashikon një minimum pune riparimi dhe restaurimi pas fluturimeve BFR, ose një refuzim të plotë të tyre dhe madje edhe nga mirëmbajtja. Ndërkohë, deri më tani, pajisjet e pambikëqyrura (vare, sëpata dhe pajisje të tjera nuk merren parasysh) askush nuk ka arritur të shesë - madje edhe makinat (për të mos përmendur aeroplanët) i nënshtrohen mirëmbajtjes së rregullt. Është plotësisht e paqartë se si të krijohet një raketë e pariparueshme avion i nënshtrohen ngarkesave shumë më të larta?

Është e paqartë se si zgjidhet çështja e shpëtimit emergjent të ekuipazhit të BFR dhe pasagjerëve gjatë një nisjeje jonormale. Musk redukton gjithçka në një analogji me aviacionin e pasagjerëve, ku as ekuipazhi dhe as pasagjerët nuk kanë një mjet shpëtimi në rast emergjence dhe situata katastrofike... Nëse dëshirohet, mund të gjendet një kokërr racionale në këto argumente, por duhet marrë parasysh se "historia e aviacionit e shkruar në gjak" është më shumë se 100 vjet e vjetër, ndërsa ende nuk është kryer asnjë fluturim i vetëm ndërplanetar pasagjerësh (fluturuan profesionistë në Hënë, dhe për ta rreziku ishte fenomen i përditshëm), prandaj, përhapja e përvojës së aviacionit dhe kritereve për fluturimet në distanca të gjata në hapësirë ​​duket se janë të pabazuara.

Ivan Moiseev : Kjo është fantazi e pastër. Së pari, kush do të jetë klienti për këtë projekt? Ky klient duhet të ketë para jo vetëm për një raketë super të rëndë, por edhe për një anije, dhe për të gjithë infrastrukturën, për furnizimin e vazhdueshëm të kësaj baze. Për të zbritur vetëm dy astronautë në Mars dhe për t'i kthyer ata (dhe Musk, më lejoni t'ju kujtoj, planifikon të dërgojë qindra njerëz), sipas disa vlerësimeve, nevojiten 500 miliardë dollarë. Klienti më i madh në këtë fushë është NASA, me një buxhet prej 20 miliardë dollarësh në vit. Domethënë, nëse NASA merret vetëm me Marsin dhe asgjë tjetër, atëherë do të duhen 25 vjet për ta zbatuar këtë projekt.

Prandaj, e gjithë kjo bisedë për Marsin do të mbetet vetëm fjalë. Sapo fillojnë të numërojnë para dhe pyesin "kush do të paguajë?", menjëherë bëhet e qartë se nuk ka njeri për të paguar. Për më tepër, automatet funksionojnë mjaft mirë, ato transmetojnë shumë informacione nga Marsi, prandaj, në terma shkencorë, një ekspeditë e drejtuar nuk do të justifikohet. Çfarë kuptimi ka në një bazë të banueshme nëse rover mund të drejtojë dhe të mbledhë informacione për vite me radhë?

Igor Afanasiev: Ka shumë “nëse” këtu... Nëse projekti BFR ngec, nëse Musk gjen paratë e nevojshme, nëse testet e fluturimit të raketës vazhdojnë me ritmin e synuar, etj. Por duke gjykuar nga sa kohë programi i gjerë i SpaceX është zvarritur në krahasim me planet e publikuara më parë, ka shumë të ngjarë që jo.

Por kjo është e natyrshme: në astronautikë, çdo hap pasues jepet shumë më i vështirë se ai i mëparshmi, sikur të ngjitesh në një shkallë me një pjerrësi gjithnjë në rritje. Ndërtimi i një rakete gjigante me madhësinë e një BFR është një hap i madh, dërgimi i njerëzve në Mars është një hap i madh dhe ndërtimi i një baze, madje deri në fund të dekadës së ardhshme, duket si një utopi. Për më tepër, të gjitha sukseset kryesore të SpaceX gjatë dhjetë viteve të fundit lidhen në një mënyrë ose në një tjetër me zgjidhjen e problemeve në interes të agjencive qeveritare. Por NASA planifikon të zbarkojë njerëzit në Mars (të paktën në kohën e tanishme) vetë, megjithëse mundësia e lidhjes së "tregtarëve privatë" (numërimi - SpaceX dhe, ndoshta, Blue Origin) në një fazë të programit nuk mund të përjashtohet plotësisht. jashtë. Shumica e aspekteve teknike të problemit duken të realizueshme, megjithëse shkalla e zhvillimit është tronditëse.

Intervistoi Grigory Kopiev

© CC0

Kjo është kur Falcon 1 i tyre fluturon, atëherë le të flasim.

Kur të ketë një kontratë me NASA-n, atëherë do të flasim.

Kur të ndërtojnë anijen e tyre, atëherë do të flasim.

Kur të kuptojnë se si të lëshojnë raketa, atëherë do të flasim.

Kur t'i vendosin në maune, atëherë do të flasim.

Ti je ketu.

Por "këtu", natyrisht, nuk do të thotë asgjë. Le ta përshkruajmë shkurtimisht këtë vend.

Ju jeni në rrugën e divizionit Tridhjetë Irkutsk, shtëpia 8, apartament 219.

Në shtëpinë tuaj ka një dyqan të quajtur "Magnolia", gjoja mandarina marokene janë sjellë pardje në të, por ato nuk janë as abkaziane për shije. Madje keni menduar për një minutë se ku është e mundur të rritet një thartirë e tillë, por nuk keni versione.

Komshiu nga lart po shpon vazhdimisht diçka, fqinji nga poshtë po troket në bateri. Në fillim menduat se televizori juaj ishte shumë i zhurmshëm kur shikonit seriale, por më pas një fqinj ju zgjoi duke trokitur në bateri në orën tre të mëngjesit dhe disi u qetësua.

Ka një diskutim serioz në TV nëse prifti duhet të jetë përgjegjës për dështimin e lëshimit të raketës. Para kësaj, ata gjithashtu diskutuan seriozisht se çfarë filmash mund të bëhen për mbretin, por ju nuk e mbani mend se në çfarë përfundimi arritën. Duke gjykuar nga fakti se mauzoleumi dhe stacioni Voykovskaya janë ende me ne, ndoshta ndonjë.

Ju jeni këtu, ku e gjithë bota duhet të mbledhë para për trajtimin e pacientëve të sëmurë rëndë, dhe më pas t'i trajtojë këta pacientë në një vend tjetër, sepse këtu, në rrugën e Divizionit të Tridhjetë Irkutsk, paratë nuk garantojnë asgjë.

Aty ku zgjedhjet presidenciale janë aq të kota sa kandidatët flasin hapur për këtë.

Aty ku kursimet tuaja të pensionit janë ngrirë për disa vjet (dhe ju nuk e kuptoni se çfarë është, por mendoni se një gjë e mirë nuk do të quhet ngrirje), dhe 8.5 miliardë rubla u gjetën në apartamentin e kolonelit.

Ju gjithashtu gjetët para dje, dyqind rubla në xhepin e xhaketës së dimrit. Në fillim ishin shumë të lumtur, e më pas lexuan për kolonelin.

Ju jeni këtu, ku një qytet duhet të shkojë për të udhëtuar. Dhe një gjë e mahnitshme - pasi qendra u ngushtua rrugës, ka më shumë bllokime trafiku, kush do ta mendonte.

Në fund të fundit, ku dumplings kushtojnë gjashtëqind rubla. Po, në fakt, as ky çmim nuk garanton asgjë, përveç, natyrisht, që pasi të blini petë do të keni gjashtëqind rubla më pak.

Epo, domethënë, duke marrë parasysh faktin që keni gjetur dyqind, atëherë pasi të blini dumplings do të keni minus katërqind rubla. Këtu kjo aritmetikë nuk duket e çuditshme, këtu ligjet e historisë, matematikës dhe fizikës sillen ndryshe.

Këtu, që keni marrë, duket se ka skaduar pak, dhe gjithçka është e mundur në të, veçanërisht nëse e gjithë kjo është disi e keqe për ju.

Në mëngjes ju shikoni veten në pasqyrë dhe shihni mbi ju shkronjat e zjarrta "nuk i nënshtrohen riparimit të garancisë".

Sigurisht, sigurisht, ka diçka të mirë këtu. Por ju jeni këtu gjithsesi. Jo në këtë listë më lart, por këtu. Ke hyrë në listë kështu, për të vizituar, për të ëndërruar.

Sa për gjërat e mira, duhet t'i shtoni vetë. Prandaj, në mbrëmje bëni kafe të fortë, shikoni shfaqje televizive për një kohë të gjatë me kufje, duke i kapur me petë në salcë Barbecue - edhe kështu, ato nuk janë shumë të ngjashme me petat.

Në orën 2:45 të mëngjesit ju dilni nga karrigia. Gjithçka u ngatërrua në kokën time nga mungesa e gjumit dhe shfaqjet televizive, Flash shpëtoi përsëri planetin dhe darkoi me pseudo-dumplings.

Merr një çekiç dhe shkon te bateria. Në fillim trokisni rrallë, duke pritur që jehona të shuhet, pastaj gjithnjë e më shpesh. Fqinji nga poshtë përgjigjet i pari, por gradualisht pjesa tjetër lidhen me të. Në tre të mëngjesit e gjithë shtëpia po këndon.

Ju e lini çekiçin mënjanë dhe shkoni në prizë.

"Ju jeni këtu," bërtisni në prizë.

"Ne jemi këtu," bërtisni ju në ventilim.

- Jam këtu! - bërtisni nga dritarja e hapur, që të ndizen edhe dritaret në shtëpinë tjetër.

Kur pajisja të lëshohet në Hënë, atëherë do të flasim.

Kur të zbresë në Mars, atëherë do të flasim.