 |
ERIC BERGER, 5 марта 2020 года, arstechnica.com |
Добро пожаловать в Muskville
Перевод статьи
Inside Elon Musk’s plan to build
one Starship a week—and settle Mars
предоставлен пабликом SpaceX
Я думаю, что нам нужно, вероятно, порядка 1000 кораблей.
Насколько сильно Илон Маск хочет попасть на Марс?
В воскресенье, 23 февраля, Маск созвал общее собрание на площадке в Южном Техасе, где SpaceX строит свои прототипы корабля Starship. Это было в час ночи. Он хотел знать, почему фабрика по производству Starship не функционирует безостановочно в любое время суток. Почему листы стали не свариваются в кольца и днища для топливных баков, почему баки не собираются в ракеты, и почему всё происходит не так быстро, как ему хотелось бы.
Чтобы действительно ускориться, отвечали его инженеры и техники, им нужно было достаточное количество сотрудников, чтобы распределить рабочих на определённые позиции внутри растущей ракетной фабрики, позволяя каждому человеку специализироваться на своей работе. Для этого потребовалось бы гораздо больше рук.
“Я сказал: Хорошо, никаких проблем. Вы можете нанять людей – просто знайте, что ваша репутация на кону. Не приводите своего зятя, который не может найти работу. Только не таких людей, ладно? Вы будете отвечать за них. У каждого есть такие родственники, и я уверен, что, чёрт возьми, я бы не хотел работать с этими людьми. Приведите человека, ради которого вы рискнёте своей репутацией”, – сказал Маск.
SpaceX провела так называемый “День карьеры” в начале февраля – в тот день в мгновение выстроились длинные очереди людей, а легковые автомобили заполонили всё место вдоль и поперёк шоссе Бока-Чика. В целом, компания наняла 252 человека в тот день, таким образом удвоив штат до более чем 500 рабочих. Большинству новых сотрудников, даже тем, кто подписывал контракты в полночь, было приказано явиться на работу на следующее утро. Год назад на стройке работало около десятка человек. Вскоре Техасская фабрика SpaceX в Бока-Чика, вероятно, станет крупнейшим объектом SpaceX за пределами её штаб-квартиры в Хоторне, Калифорния.
Познакомьтесь с главным инженером
Экскурсия Эрика Бергера (Eric Berger), главного редактора издания Arstechnica и известного космического журналиста, была организована по личному приглашению Маска – и выпала она на период неудачных испытаний на герметичность прототипа SN1. Инженеры загрузили жидкий азот в топливные баки, чтобы определить их способность удерживать очень холодные жидкости под высоким давлением. Ответ был не очень положительным. Разрушенные стальные обломки были разбросаны по всей стартовой площадке и далеко за её пределами. На первый взгляд это выглядело плохо. Но при ближайшем рассмотрении не всё казалось потерянным. Стартовая площадка оказалась в значительной степени неповрежденной.
SN1 не суждено было летать. План для этой конструкции, если бы она выдержала испытание на герметичность, заключался в установке двигателя Raptor и проведении статического огневого испытания. Инженеры, работающие над программой решили так: терять SN1 – это отстой, но следующий прототип уже почти готов. Прототип SN2 активно собирается и скоро будет готов к испытаниям баков.
Не то чтобы Маск чувствовал себя особенно счастливым из-за потери SN1. В субботу и воскресенье он вместе со своими инженерами находился в здании центра Stargate. Год назад несколько комнат, которые SpaceX арендовала на втором этаже здания, были их единственными помещениями на этой территории, кроме нескольких строительных трейлеров. Теперь SpaceX занимает всё здание, превратив его в смесь офисов и складских помещений.
В воскресенье днём Эрик встретил Маска в конференц-зале Stargate, где тот сидел за длинным столом, одетый в футболку с надписью Occupy Mars и пил диетическую колу.
Эта часть пролетела более 100 метров и пересекла шоссе Бока-Чика.
“Ну, у меня было много разговоров с командой об этом сегодня”, – сказал он о разрушении SN1. “Проблема в том, что мы называем шайбой – это перевёрнутый конус, под которым устанавливаются три двигателя. На самом деле, она нарисована вон на той доске”, – сказал Маск. Он подошёл к ней и указал на хмурое лицо. “Это мой рисунок”, – сказал он с ухмылкой. Затем, с маркером в руке, Маск продолжил лекцию о ракетах. “Там грустное лицо, потому что мы имеем дело с этим перевёрнутым конусом”, – сказал он. “Это такая тупая конструкция. Это одна из самых глупых вещей во всей ракете, потому что она тяжёлая, дорогая и ненадёжная”.
В основном причины неудачи с SN1 сводились к плохим сварным швам в слабой секции рядом с двигателем. При воздействии давления сварные швы разрывались. Маск был недоволен, потому что он не слышал об этой конкретной проблеме до неудачных тестов.
“Мы послали записку команде, что это было плохо спроектировано, плохо построено и плохо проверено”, – сказал он. “Это просто констатация факта. Я встретился со всей командой специалистов по качеству и сказал: Вы думаете, что это было хорошо? – Они сказали: Нет. Я сказал им, что в будущем они будут обращаться с этой ракетой, как с собственными детьми, и не отправят её на испытательный полигон, пока не решат, что с их ребёнком всё будет в порядке. Они сказали, что передали эту информацию одному из инженеров. Но этот инженер ничего не сделал. Хорошо, – сказал я, – Тогда вам нужно написать мне напрямую. Если вы напишите мне напрямую, и если я пойду на этот риск, то всё в порядке. Что не в порядке, так это то, что они знают, что сварка некачественная, при этом они не говорят мне, берут её на площадку и взрывают её”, – сказал Маск.
Что вам нужно знать о Маске, так это то, что он главный инженер SpaceX – и это не какая-то условная должность. Маск ранее говорил, что в самом начале становления SpaceX ни один выдающийся инженер не согласился бы на эту работу, и какой смысл нанимать кого-то на должность главного инженера, который не является великим? Так он стал главным инженером SpaceX. Почти каждое техническое решение, принятое в SpaceX, в конечном счёте проходит через него. Особенно трудные. Он провёл много, если не большую часть своих дней с декабря месяца в Южном Техасе. Во время Рождества, говорят сотрудники, он работал всю ночь вместе с ними, чтобы отработать создание переборки баков и сварных швов для SN1.
И всё же Маск не проводил так много времени в Южном Техасе только для того, чтобы просто построить Starship. Скорее, он пытается построить производственную линию для Starship. “Серийное производство по меньшей мере на 1000% сложнее, чем создать что-то в единственном экземпляре”, – сказал он. И Маск знает об этом не понаслышке. Он пережил “производственный ад” в Tesla в 2017 и 2018 годах, строя линии, меняя производственные процессы, проводя много бессонных ночей и проходя через всевозможные душевные муки. Сейчас Tesla производит до 10 000 автомобилей в неделю.
Он хочет внедрить подобную систему в Южном Техасе. Маск, по сути, стремится достичь точки, когда компания будет строить один Starship в неделю к концу этого года. А после этого? Может быть, они ускорятся. SpaceX проектирует здесь свой завод, чтобы строить Starship каждые 72 часа.
Заклепочная машина
В дополнение к найму, SpaceX быстро расширила свои возможности в Южном Техасе в последние месяцы. Компания построила два больших ветролома, которые будут служить “ангарами-укрытиями” для совмещения в них частей Starship. Всего за последние шесть недель SpaceX завершила строительство двух палаток размером с футбольное поле и сейчас работает над третьей. Маск хочет, чтобы через палатки проходили части прототипов как через конвейер, в результате чего части ракеты попадают с одного конца комплекса и перемещаются от палатки к палатке, пока сваренные фрагменты Starship не окажутся в высоком ангаре для соединения в одну конечную конструкцию.
Процесс постройки Starship начинается с больших колец. Каждое из них около двух метров в высоту и девяти метров в диаметре. Чтобы сделать кольцо, разматывается лист 301-й нержавеющей стали, разрезается в одном месте и сваривается по этому шву в цилиндр. Кольца довольно громоздки, так как каждое весит около 1600 кг. Чтобы создать внешнюю оболочку Starship, 17 колец складываются и свариваются вместе с носовым обтекателем. С самого начала производственных операций в Boca Chica около 11 месяцев назад, компания построила 50 таких колец. Но процесс ускоряется. Теперь компания может производить два кольца в день, и стремится достичь темпов производства в 4 кольца в день.
Первая из больших новых палаток, возведённых в январе, заполнена элементами баков для SN2 и SN3. Днища и крышки баков сложны в изготовлении, потому что они должны сдерживать охлаждённое ракетное топливо: метан и жидкий кислород при высоком давлении. Поэтому они должны быть сделаны крепкими. Текущий процесс создания занимает около недели, затем 1 или 2 дня, чтобы закрепить и подогнать стальные листы, 4 дня, чтобы сварить листы вместе, и от 1 до 2 дней для рентгеновского контроля и ремонта. Но, в представлении Маска, изготовление такой сложной части корабля даже за неделю – это непозволительно медленно.
Поэтому Маск поставил перед своей командой задачу найти способы ускорить работу, сократить время производства и улучшить качество сварки. И они уверены, что уже близки к решению этой проблемы, с помощью инструмента, называемого “заклёпочная машина”. Прототип, которой уже построен во второй палатке.
Вот вид с восточной стороны.
Заклёпочная машина похожа на гигантскую застёжку-молнию, изогнутую в передней и задней части купола, как оболочка вокруг её содержимого. В передней части стальные листы выравниваются вдоль молнии, чтобы быть точно подогнанными во время сварки. Затем, примерно через 10 минут, автоматическая сварочная горелка включается и, подстраиваясь под изгиб листов, обеспечивает точную сварку. После этого крышка начинает поворачиваться, подставляя для сварки новые участки листов.
Другие инженеры построили собственную экранированную машину для рентгеновского сканирования сварных швов. В настоящее время рабочий процесс происходит следующим образом – появляется рентгенологическая бригада, объявляется карантин в рабочей зоне, помещения освобождаются, а затем в ходе радиационных тестов ищут дефекты. С помощью этого нового рентгеновского аппарата SpaceX надеется сократить процесс, который сейчас может занять день, всего до нескольких часов.
Всё на площадке происходит очень быстро. Это оборудование существовало только в головах инженеров ещё четыре недели назад. Палатка, в которой оно было установлено для тестирования, была построена менее трёх недель назад. Маск всегда умел нанимать блестящих молодых инженеров, и те, кто работает в палатках в Бока-Чика, в основном двадцатилетние ребята, амбициозные и неустанно преследующие поставленную цель. Почему? Потому что Маск даёт им возможность быстро продвигаться, делать крутые вещи и очень скоро наблюдать результаты своей работы.
Абсолютное безумие
И вообще, какого чёрта Илону Маску понадобилось строить столько Starship?
Потому что он действительно серьёзно настроен колонизировать Марс. Это не шутка. Это не афёра на большие государственные деньги (хотя Маск не откажется от них). Нет, Марс – это смысл существования SpaceX. А теперь, в Южном Техасе, Маск подобрался к Марсу настолько близко, что почти ощущает вкус его красного грунта.
Давайте на минутку отступим назад и признаем, насколько это безумно. Starship – это только верхняя ступень для сверхтяжёлой ракеты SpaceX, но это, возможно, самый оригинальный космический корабль, когда-либо построенный. Никто никогда не создавал полностью многоразовую ракету, и вторая ступень, которая отправляется в космос, является самой сложной её частью. SpaceX ещё далеко до того, чтобы сделать интерьер Starship пригодным для людей во время путешествия на Марс. Но даже создание полностью многоразового корабля, способного поднять 150 тонн на низкую околоземную орбиту, было бы чудом. Это больше, чем у ракеты “Сатурн-V” программы “Аполлон”. И Маск хочет строить такие каждую неделю.
Сравните это с NASA и его SLS, большой ракетой, которую космическое агентство разрабатывает в течение десятилетия и для которой Boeing только недавно завершил одну центральную ступень. Эта центральная ступень примерно на 15 метров выше Starship, но NASA, по сути, будет выбрасывать каждую такую ступень SLS в океан после одного использования. И Boeing даже не нужно делать двигатели, так как ракета использует 40-летние маршевые двигатели космического челнока. Несмотря на это, и с годовым финансированием в $2 млрд. со стороны NASA, цель Boeing по строительству центральных ступеней составляет от одной до двух в год… когда-нибудь в середине 2020-ых…
Цель же SpaceX – выйти на темпы строительства от одного до двух Starship в неделю в этом году и сократить расходы на производство каждой ракеты до $5 миллионов.
Eric Berger:
— “Да это ж, бл*ть, просто безумие”
|
Elon Musk:
— “Да, это безумие”
|
Eric Berger:
— “Я имею ввиду, что это действительно так”
|
Elon Musk:
— “Да, это безумие”
|
Eric Berger:
— “Когда я смотрю на аэрокосмический отраслевой ландшафт, то делаю вывод, что никто не делает ничего отдалённо похожего на это”
|
Elon Musk:
— “Нет, это совершенно безумно, я согласен. Обычные ракетостроительные парадигмы неприменимы к тому, что мы здесь делаем. Мы пытаемся построить огромный флот, чтобы сделать Марс пригодным для жизни, чтобы сделать жизнь мультипланетарной. Я думаю, что нам понадобится, вероятно, порядка 1000 кораблей, и каждый из этих кораблей будет нести больше полезной нагрузки, чем Saturn V – и при этом будет многоразовым”
|
Elon Musk:
— “Точка зрения, которая утверждает стремление сделать жизнь многопланетной, означает, что нам нужен автономный город на Марсе. Этот город должен выжить, если корабли снабжения перестанут приходить с Земли по какой-либо причине. Не имеет значения почему. Если эти корабли с припасами перестанут прибывать, вымрет город или нет? Чтобы сделать что-то самоподдерживающимся, вам нельзя ничего упустить. У вас должны быть все ингредиенты. Это не может быть похоже на то, что эта штука автономна, за исключением одной маленькой вещи, которой у нас нет. Это так не работает. Это всё равно что сказать: “Ну, мы отправились в это долгое морское путешествие, и у нас было всё, кроме витамина С”. А теперь ты заболеешь цингой и умрешь – кстати, очень болезненно. Это будет отстойно. Вы умрёте медленно и мучительно из-за недостатка витамина С. Поэтому мы должны убедиться, что у нас есть витамин С на Марсе. Тогда, грубо говоря, какой тоннаж вам нужен, чтобы сделать его самоподдерживающимся? Это, наверное, не меньше миллиона тонн”.
Это, конечно, не точная цифра. Это приблизительная оценка. Но марсианским поселенцам потребуется огромное количество материала. Поселенцам нужно будет построить целую промышленную базу для добычи полезных ископаемых на Красной планете, а в добыче полезных ископаемых есть много этапов. Для производства потребительских товаров требуется огромная инфраструктурная база, позволяющая перерабатывать и формировать материалы.
“Я, вероятно, буду мёртв задолго до того, как на Марсе сформируется полностью автономная колония, но я хотел бы, по крайней мере, застать момент, когда увижу кучу кораблей, приземляющихся на Марсе”, – заключил Маск.