Обзор текущего состояния и трендов развития ракетно-космической технологии

Steven Lerner

Статті
4400

Пока у нас в делах и свершениях относительное затишье, можно немного порассуждать о том, что происходит и куда всё движется в плане технологий и их развития.
Ну, что значит “затишье”… Относительное, конечно. SpaceX продолжает запускать свои Falcon-9, сажать и повторно использовать первые ступени, ловить створки обтекателей и повторно их использовать. Но это уже рутина. Я даже перестал особо реагировать на эти события. То есть, запуски смотрю, события наблюдаю, но практически не комментирую. Ибо комментировать-то и нечего.
Вот и сегодня утречком GO Ms. Chief пришла в порт с обеими створками обтекателя, которые прикрывали спутник GPS III.

GO Ms. Chief with the double pluck

Поймали ли хоть одну сетью, или обе выловили из воды, по сути уже и не особо важно. Это технические детали, которые имеют, пожалуй, только внутреннюю ценность для команды SpaceX. Важно то, что обтекатели возвращают и повторно используют, что снижает себестоимость запусков.
Конечно, всех интересует первый регулярный рейс Crew Dragon к МКС с 4 астронавтами на борту, который должен состояться через неделю. К слову сказать, корабль уже в ангаре на площадке №39А и готовится к монтажу на ракету-носитель

Корабль Crew Dragon “Resilience” прибыл в ангар площадки LC-39A

Первый грузовой Dragon-2 тоже готовится к запуску

Запуск миссии CRS-21 – не ранее 2 декабря

В отличие от Crew Dragon, с грузового корабля убрали двигатели системы аварийного спасения Super Draco. Видимо, SpaceX и NASA сочли не обязательным спасение груза в случае аварии. Мне это досадно, но ладно. Могли бы опробовать пропульсивную посадку на грузовичке. Хотя, SpaceX, в свете создания Starship, более не считают эту тему актуальной, а NASA это направление вообще никогда не интересовало и вызывало только раздражение с сопротивлением.
В то же время, в Бока Чика продолжается подготовка к полету Starship SN8 на высоту 15 км. Готовятся очень тщательно, провели уже несколько криогенных тестов, репетиций заправок, прожгли двигатели, потом 2 из 3 заменили. Ждем прожига этой троицы.
Отдельно заслуживает внимания история с переносами запусков Falcon-9 по технической причине.
Вроде, ракета надежная и проверенная почти сотней полетов, но стоило возникнуть одной мелкой каке, как NASA тут же возбудилась “недоверием” и перенесли запуск Crew Dragon. А просто-напросто, крошечный кусочек лака (около 1 мм диаметром) случайно попал в клапан (отверстие диаметром около 2 мм), что вызвало непредусмотренный рост давления в камере. Автоматика запуска сработала отлично, проблему выявила, запуск отменила, причину нашли, устранили и приняли соответствующие меры довольно быстро. Но стонов по этому поводу было…

Пока суд да дело, у United Launch Alliance опять всё не слава богу. Теперь перенесли запуск Atlas V. То есть, Delta IV всё никак не полетит, а тут ещё и “сверхнадежный” Atlas забастовал. Не всё в порядке “в Датском королевстве”.
В то же время, прошли 2 новости, которые вызывают интерес именно в свете тенденций развития ракетно-космической техники.
Первое, и очень важное сообщение, это о том, что Rocket Lab, который когда-то категорически отказывался от идеи многоразовой первой ступени своего Электрона, потом попробовал спускать её на парашюте с подхватом вертолетом, всё же, в конце концов, переходит к схеме пропульсивной посадки ступени, по образцу Falcon.
Вторая новость в этом тренде говорит о том, что “На космодроме Вэньчан началась подготовка к пуску новейшего носителя с использованием технологии VTVL многоразовых ракет“.
Чтобы было понятнее, VTVL – это Vertical Takeoff Vertical Landing, вериткальный взлет с вертикальной посадкой. Термин, употребляемый в авиации, а по сути – схема полетов Falcon-9.
Запуск планируется на конец декабря текущего года. Ракета называется CZ-8 / Chang Zheng-8 (“Великий поход-8”). В отличие от Falcon, первая ступень будет оснащена 2 дополнительными боковыми ТТУ. Есть слухи, что боковушки будут сажать вместе с с центральным блоком первой ступени. Это будет интересно.
Вместе со слухами про аналогичные ступени, разрабатываемыми в ЕКА и планами по созданию российской ракеты «Союз-7» («Амур-СПГ»), следует признать триумфальную победу идеологии многоразовых ракетных ступеней с пропульсивной посадкой, которую продвигает Илон Маск.
Я думаю, что всяческие спекуляции и пересуды на тему этой схемы должны быть окончательно закрыты, а “опровергатели” должны покраснеть и засунуть свои “экспертные” языки глубоко в анус. Маск не только довел идею до реализации, но доказал её надежность и экономическое преимущество перед любыми иными концепциями удешевления выведения грузов в космос. Как я уже писал выше, взлеты и посадки (первых ступеней) Falcon-9 стали рутиной, затраты на повторные запуски, и без того невысокие, продолжают сокращаться параллельно со временем оборачиваемости.
Но технологии многоразовости Falcon/Dragon – это первый шаг на пути создания полностью многоразовых систем, которые должны завершить эту революцию, одновременно открыв новые, невиданные прежде, эксплуатационные возможности такой техники. Ведь, если она позволяет многоразовое использование второй ступени (она же и корабль) в условиях Земли с её относительно высокой гравитацией и плотной атмосферой, то практически ничего не мешает развить её для межпланетных перелетов с посадками на другие небесные тела и возвращению на Землю. Фактически, создающийся сейчас Старшип, открывает двери для пилотируемых полетов на просторах всей Солнечной системы, что уже начинает вызывать ажиотаж и рисование планов по полетам в систему Юпитера, которые то тут, то там прорываются в СМИ из различных космических агентств и научных групп.
И тут мы подошли к Бока Чика.

The current status of SpaceX’s Starship & Superheavy prototypes. 07/11

Вчера появилось видео от Тима Додда, который также известен под ником Everyday Astronaut. Это видео уже залили на Альфе в разделе Ссылки, но на английском языке. Я же жду, когда и если появится русский перевод. Мне-то аглицкий почти родной, но многие читатели сайта тескта не понимают.
Вот снэпшот с прямой трансляции, сделанный мною прямо сейчас:

КОРАБЛЬ Старшип – даже без бустера Суперхэви выглядит совершенно циклопически

Как вы знаете, нам обещана прямая трансляция испытания полетом на 15-км высоту. Могу только предположить, что SpaceX оборудует сам прототип несколькими камерами, будет вестись съёмка с земли, с дронов и самолетов, вплоть до высшей точки траектории, а его аэродинамические маневры при спуске и посадке будут снимать особо скрупулезно и детально. Получится или грохнется-бабахнется, но это всё очень интересно для нас, интересантов, а особенно для них, специалистов команды SpaceX.
Полета этого следует ожидать уже после запуска Crew Dragon – сейчас всё внимание к выполнению первой регулярной пилотируемой миссии. Думаю, что и Илон, и Гвенн сейчас сосредоточены на полете астронавтов, а работы в Бока Чика отодвинуты на второй план, замедлены, но не остановлены.

На фоне всего, изложенного выше, лично у меня вызывает недоуменное сожаление поток сообщений про очередные будущие свершения и достижения российской космонавтики, который просто прет из кучи российских источников. Создадут, построят, запустят, спроектируют – всё в будущем времени и несовершенном наклонении. И как вишенка на торте, гордое извещение, что в 2021 году на корабле Союз впервые за многие годы полетит чисто российский экипаж. Это, естественно, большое достижение – иностранцы пересаживаются на Драконы, а Союзам останутся только российские души. Зато лично Путин рассмотрел, поручил и проконтролирует…

49 коментарів

Розгорнути всі

Будь ласка, у свій профіль, щоб коментувати пости, робити закладки та оцінювати інших користувачів. Це займає всього два кліки.

Лис 07, 2020 22:30

С возвращением!
А насчет упомянутых тезисов:

  • многоразовость Falcon 9 таки частичная, да – тут я согласен, но это таки (тоже согласен с автором) первый шаг, который позволяет отработать методику/технологию/софт и прочее, но – самое главное – они приучает потребителя/заказчика к мысли что это норма. Что это именно то что должно быть mast have априори. А это ой как важно.
  • осторожность… даже параноидальная осторожность в настройке автоматических систем – это как мне кажется как раз хорошо. И лучше 25 раз отменить запуск чем грохнуть нагрузку и РН из-за 1г лака в 2мм отверстии. И даже если вероятность этого события 5% – запуск лучше отменить, имхо.
  • еще раз осторожность, но уже относительно Starhip – тут еще (как по мне) проще и понятнее – никто до этого не запускал такую просите дуру и тем более не выполнял на ней такие маневры. И тут количество вариантов “что моглло пойти не так” пожалуй превышет количество волос у меня на голове (их стало меньше за последние 20 лет, но все равно еще достаточно много для того чтобы жена была категорически против моей идеи тупо побриться налысо с аругментацией с моей стороно – блин проще/дешевле будет, т.к. смогу бриться сразу в душе с утра)
  • РК… не вижу смы сла пинать полутруп – разве что в юмор заносить изречения дмитрия олеговича
Лис 08, 2020 02:57

осторожность… даже параноидальная осторожность в настройке автоматических систем — это как мне кажется как раз хорошо.
Излишняя осторожность приводит к застою. Полная безопасность только 6 feet under.
Есть такое понятие “взвешенный риск” или “оценка рисков”.
Когда-то в NASA это умели и понимали. Вот, к примеру, последний беспилотный запуск Сатурн-5 с Аполлон 6 – “not a success in accordance with . . . NASA mission objectives”
Но следующий запуск Сатурна-5 был уже Аполлон-8, облетевший Луну.
Ошибки исправили, риски оценили и успешно совершили пилотируемый облет Луны.
Сейчас это искусство прочно забыто. Впрочем, мне кажется, выборочно, не для всех.

Лис 07, 2020 22:58

Спасибо за интересную инфу)

Лис 07, 2020 23:14

Якби пан Лернер жив на межі 1 і 2 тисячоліть, він точно був би Нестором-Літописцем.
https://goldadvert.com/knowledgebase/wp-content/uploads/2018/07/big-min.jpg

Лис 08, 2020 00:02

Прочёл с удовольствием,спасибо! Жду новостей из Техаса.

Лис 08, 2020 01:26

У RocketLab посадка будет частично пропульсивной, завершающая фаза на парашюте: “Через две с половиной минуты после запуска первая ступень ракеты – ее нижняя половина – развернется на 180 градусов с помощью двигателей и снова войдет в атмосферу Земли, выдерживая сильную жару и давление при прохождении через то, что Rocket Lab называет «стеной», снизив ее скорость до 2 Махов Затем тормозной парашют замедлит спуск и стабилизирует ракету, прежде чем основной парашют замедлит ее еще больше, что позволит ей приводниться в океан у побережья Новой Зеландии со скоростью около 30 километров в час, после чего ее можно будет восстановить.” –

Лис 08, 2020 14:41

Пропульсивной посадки не будет, даже частично.

Approximately two and a half minutes after lift-off, at an altitude of around 80 km, Electron’s first and second stages will separate per standard mission procedure. Electron’s second stage will continue into orbit, where the Kick Stage will separate and deploy the satellites.
With the engines now shut down on Electron’s first stage, a reaction control system will re-orient the stage 180-degrees to place it on an ideal angle for re-entry, designed to enable it to survive the incredible heat and pressure known as “the wall” during its descent back to Earth.
After decelerating to <Mach 2, a drogue parachute will be deployed to increase drag and to stabilize the first stage as it descends.
In the final kilometres of descent, a large main parachute will be deployed to further slow the stage and enable a controlled splashdown.

Лис 08, 2020 01:36

С возвращением!

Лис 08, 2020 02:49

Спаибо.

Лис 08, 2020 05:23

С возвращением вас, Стивен!
Касательно новостей о нашей космонавтике, то тут только жалкие потуги. По сути, всё вертится вокруг названий того, чего не существует, а большинство проектов так и вовсе, дальше салфетко-бумажных эскизов не шагали. Но уже с кем-то там конкурируют…
Наверное, как Ангара, которая стоит дороже FH, а выводит также, как и F9…
К – Конкуренция:)
Но, оно и понятно, одним важны результаты, ибо они готовятся к высадке на Луну, а другим важен только информационный шум.

Лис 08, 2020 07:29

потом попробовал спускать её
А в Рокетлабе и не знают, запись от 6-го ноября: For the first time, we’re attempting to bring the first stage of an Electron launch vehicle back to Earth under a parachute after launch…”
переходит к схеме пропульсивной посадки ступени
Ни слова в статье о пропульсивной посадке. Зато много о том, что выше. 

Фан-клуб фан-клубом, но как-то внимательней штоле. Чтоб заявления про экспертные языки не смотрелись так неоднозначно.

NASA тут же возбудилась
Так ясен пень. Поскольку “просто-напросто, крошечный кусочек” тепловой обшивки у них в активе уже был. Стоны лучше, чем национальный траур.
рисование планов по полетам в систему Юпитера
Пятиминутка юмора на нашем радио.
лично у меня вызывает недоуменное сожаление
А лично у меня – прилагаемая лепёха политоты.

довел идею до реализации, но доказал её надежность и экономическое преимущество
Первое – да, второе – да, а третье – компот. Очень хочется, всё понятно, но пока нет открытых данных – нет повода для громких заявлений. А порассуждать можно, конечно. И даже “аналитикой” назвать.
затраты на повторные запуски, и без того невысокие
“…costs $28 million to launch it, that’s with everything…” – ну, такое: относительно конкурентов – так очень даже. Относительно внутренней кухни – у попа была собака…

Лис 08, 2020 07:59

Главное в сегодняшней России: … 1) пообещать!!!))) … 2) освоить деньги!!!))) … и … 3) снова пообещать, …но что то новое более грандиозное!!!))) … и снова … 4) освоить деньги!!!))) … и так до того момента пока за воровство-“освоение денег” и безделье не выгонят!!! … Всем пример подает сам себя выбравший в качестве президента Путин!!!))) (полное собрание обещаний президента Путина планируется к изданию, его нагоняет с сочинениями обещаний его младший подельник Рогозин) … их цели не космос, развитие прогресса, страны, а … обещание это маскировка “освоения денег”-воровства, чтобы народ не собрался и не скинул паразитов власти!!!)))

Лис 08, 2020 08:46

Спасибо за статью!
По поводу перестраховки NASA. К сожалению, у них уже есть опыт, поэтому им не так просто принимать такие решения и, на данном этапе, лучше перестраховаться.
Думаю, время все расставит по местам.

Лис 08, 2020 14:35

Сильно! все тренды расписали) надо было просто написать:И как вишенка на торте, гордое извещение, что в 2021 году на корабле Союз впервые за многие годы полетит чисто российский экипаж. Это, естественно, большое достижение — иностранцы пересаживаются на Драконы, а Союзам останутся только российские души. Зато лично Путин рассмотрел, поручил и проконтролирует…

Лис 08, 2020 14:47

Хотел узнать что-то “трендах” в современной космонавтике. Прочитал очередной панегирик SpaceX.

Лис 08, 2020 16:24

Ну, кто “тренды” задаёт, о том и пишут))

Лис 08, 2020 16:57

Тренд, если я помню, для технарей и экономистов – усреднение ряда для выявления долговременной тенденции.
Тренд в этой статье – это “тренд моды”, результат пиара, случая и амбиций.
Я имел в виде “тренд” в общепринятом смысле.

Лис 09, 2020 16:28

В то время когда Старшипы будут летать, что может мешать тому, чтобы на одном из них оборудовать лабораторию целиком и отправить на орбиту? Как МКС только уже готовая, поменьше размером и может садиться для ремонта.

Лис 09, 2020 17:25

Чому це “менше розміром”? Об’єм карго-бей старшіпу під 1000 кубів. Як і увесь гермо-об’єм МКС

Лис 09, 2020 21:19

и будут всем отдельные лаборатории 😉 за приемлемый прайс

Лис 10, 2020 11:09

Ну, внутренний объём для ПН там всё же больше, чем весь внутренний герметичный объём МКС. Так что, как смотреть, если также как к МКС присобачить две длинные балки, то будет ещё больше))

Лис 10, 2020 11:16

В свое время шаттлы так и использовали. В грузовой отсек запихивали герметичный лабораторный модуль, и летали пару недель. Ну а тут можно пассажирский вариант старшипа использовать под это дело, места хватит, чтоб развернуться )

Лис 09, 2020 21:29

Проверенные варианты вертикального старта и посадки по самолетному VTHL никак?
Унификация конструктива всех ступеней (сегменты конуса со скругленной вершиной) и унификация всех ЖРД инвертированный клиновоздушник, тарельчатое сопло высокой степени расширения 100-150 по давлению, на уровне моря атмосфера поджимает поток, почти вакуумный УИ на уровне моря. Никаких крыльев, корпус ступени как крыло, может с пневмобалонами винглетами на дозвуке, ближе к ВПП. ПН в объеме интегрального конуса (когда все сегменты вместе) – долой ГО!

Лис 10, 2020 00:21

Пробовали уже – оно не летает… во всяком случае пока никто не может понять как эту хорошую в принципе задумку воплотить в летающий агрегат.