SpaceX Starship. Зачем и почему

Новый корабль Spacex, Starship, сейчас у всех на слуху. Почему же он задуман таким непохожим на современные космические корабли и что о нём известно?

Сама форма Старшипа вытекает из идеи полета на Марс и обратно на одном и том же космическом корабле. Идеи, которой давно горит Илон Маск. Он давно начал думать о корабле, который будет и надёжным, и недорогим, по сравнению с современными системами.

Итак, основная идея — это многоразовый космический корабль, который может доставить несколько десятков тонн на Марс и улететь обратно на топливе, которое будут производить прямо на красной планете. Уже звучит фантастично, не правда ли? Но чем глубже прорабатывается проект, тем более фантастичным он становится. Вы сейчас наглядно в этом убедитесь.

Изначально проект назывался ITS (Interplanetary Transport System, межпланетная транспортная система), затем его переименовали в BFR (Big Falcon Rocket), теперь же первая ступень называется Super Heavy, а вторая — Starship. Об этом Илон Маск сообщил в Twitter.

Земная гравитация настолько велика, что одноступенчатый аппарат на химических двигателях делать нет смысла: топлива потратит много, а полезной нагрузки на орбиту выведет мало. При современных возможностях космической отрасли для полёта на Луну или на Марс нужно вообще три ступени.

Обычно все ступени ракет выбрасывают, а на Землю возвращается только небольшой корабль, как правило с людьми. Но SpaceX не любит выбрасывать дорогостоящую технику. Поэтому первая ступень — Super Heavy — будет возвращаться на место старта, а вторая ступень, Starship, сможет входить в атмосферу со второй космической скоростью (11,2 км/с или 40320 км/ч) и будет приземляться на двигателях на специально подготовленную площадку.

На этом общее описание фантастической идеи не заканчивается. Как мы уже отметили, для полёта на Луну или Марс нужна третья ступень. Так вот, Starship будет и второй, и третьей ступенью. После выхода Starship на низкую околоземную орбиту, он исчерпает всё топливо. Первая ступень, вернувшись на стартовый стол, подхватит другую модификацию Starship — корабль-заправщик, в котором полезной нагрузкой будет дополнительная масса топлива. Заправщик выйдет на ту же орбиту, что и первый корабль, состыкуется с ним и частично заполнит его баки. Потребуется несколько рейсов заправщика, чтобы корабль с техникой или людьми смог отправиться к другому небесному телу.

Один из ранних концептов Starship в представлении художника. Версия ITS.

По прилёту на Марс первым делом будет развернута добыча водяного льда, находящегося под поверхностью. И завод по производству метана и кислорода из местной воды и углекислого газа, добываемого из атмосферы. Кстати, кислорода будет получаться больше, чем нужно для работы двигателей, поэтому излишки будут использовать люди для дыхания.

Гравитация Марса меньше Земли, поэтому для возвращения одноступенчатого корабля будет достаточно. И всё это при том, что раньше никто не делал серийного ракетного двигателя, работающего на метане с кислородом. Другие виды топлива, например керосин, либо сложнее производить на Марсе, либо (водород) сложнее хранить: он диффундирует сквозь любые материалы и делает их при этом хрупкими.

Причём бак с жидким метаном будет наддуваться газообразным метаном, а бак с жидким кислородом, соответственно, газообразным кислородом. Сейчас баки у Falcon 9 наддуваются гелием, который на Марсе не достать.

В предыдущих итерациях проекта Starship хотели сделать из углепластика, даже начали делать 9-метровые секции под тентом в порту Лос-Анджелеса. К углепластику планировали добавить привычную термозащиту, аблятор на основе фенолформальдегидных смол. Такой тип термозащиты используется в корабле Dragon. Для Starship предполагалась улучшенная версия.

Но если вам проект уже кажется несколько сумасшедшим для технологий сегодняшнего дня, то SpaceX на этом не останавливается. Они решили делать корпус Starship из нержавеющей стали, с охлаждением нагреваемой части корабля, входящего в атмосферу, жидким метаном. То есть мы можем ожидать множество трубопроводов в стальной стенке корабля, по которым жидкий метан будет прокачиваться мощными насосами. Нагретый газообразный метан, скорее всего, придется сбрасывать за борт. Такое инженерное решение позволит быстрее и легче готовить корабль к повторному старту.

Орбитальные тесты планируют начать через год-полтора, а сейчас в Бока Чика (Техас) строят первый прототип для прыжковых испытаний. Как его только не называют: Starhopper, Big Foil Ship, Big Falcon Hopper. Прототип, внешний вид которого вызывает как минимум удивление, будет взлетать вверх не более чем на несколько километров и приземляться обратно. Планируется тестировать новую систему позиционирования и совместную работу двигателей Raptor. Аналогичные испытания SpaceX производила при разработке возвращаемой ступени Falcon 9, прототип назывался Grasshopper (кузнечик).

У прототипа будет 3 таких двигателя, а у финальной версии корабля их должно быть 7. В ближайшие несколько недель планируют провести огневые испытания новой версии Raptor в Макгрегоре в Техасе. Если всё будет хорошо, то эти двигатели установят на прототип и будут готовить его к тестам. Если же потребуются доработки двигателей, то первый полёт будет отложен.

Посмотрим на историю создания Starhopper. 14 декабря 2018 года в Бока Чика, в том самом месте, где SpaceX планируют построить новый космодром, космические энтузиасты заметили, что на бетонном основании строится цилиндрическая конструкция из металла:

Было много шуток про водонапорную башню и бочку для теслакилы

 

Затем к ней стали крепить трубы, похожие на опоры:

 

Рядом начали собирать циллиндрическую секцию, обшивая её блестящими листами:

 

Под тентом сварили носовую часть:

 

У основной конструкции добавляли опоры:


 

Различные секции готовят к сварке друг с другом:






 

Внутрь нижней секции устанавливают треугольный элемент каркаса

 

Нижнюю часть прототипа снимают с бетонного основания и ставят рядом:

 

На бетонном основании строят ещё одну цилиндрическую секцию:

 

В нижней части прототипа появляются три сопла:

 

Цилиндрические секции всё растут и растут, в одной из них появляются сквозные отверстия:

 

Свободное пространство в опорах начинают закрывать листовым металлом:

 

На блестящей цилиндрической части появляется флаг:

 

А вместе с флагом и шутки про синюю изоленту:

 

Две большие секции переставляют по площадке:

 

Отклеивают синий скотч:

 

Носовую часть сваривают с цилиндрической:

 

Нижнюю часть начинают обшивать блестящими листами:

Илон Маск пообещал сделать полную техническую презентацию Starship весной 2019 года, после того как начнёт летать Starhopper. А пока этого не случилось, мы можем пофантазировать о том, как будет воплощён этот космический корабль. 

В ближайшее время, скорее всего, мы увидим установку баков для метана и кислорода в нижнюю часть Starhopper, а затем две большие секции объединят в одну конструкцию.

Starship будет более похож на этот рендер, чем на Starhopper:

Сделать корпус корабля единой деталью невозможно, поэтому он точно будет состоять из секций, которые будут сварены между собой. Сварные швы, конечно же, зашлифуют, но идеальную поверхность не стоит ожидать.
Можно предположить, что отдельные части будут изготавливаться либо центробежным литьём тонкостенных деталей с охлаждением жидким азотом, либо ковкой. Эти два процесса обеспечат наибольшую прочность деталей из сплава на основе железа. Чем меньше будет сварных швов в конструкции, тем лучше. Только вообразите если в SpaceX появится форма для центробежного литья деталей диаметром 9 метров…
Будем ждать шокирующих видео от Илона в ближайшие месяцы!

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

45
Войдите, чтобы читать и оставлять комментарии.
Sergiy Fakas
Участник
Sergiy Fakas

Типичное для Маска решение проблемы в лоб с неспособностью выйти из плоскости банальных идей. Жаль.

Oleg Lo
Участник
Oleg Lo

Уже готов был согласиться с Вами, Сергей, в тупости всех («типичное для Маска»)
решений Маска, но как-то совершенно случайно вспомнил, что ракеты и автомобили
Маска реально ездят и летают, а вот про изделия нетрадиционалиста Факаса никто
в мире не слышал.
Бида…

Sergiy Fakas
Участник
Sergiy Fakas

Ну ясно — а ты смоги. Как же эти мигранты из одноглазников утомляют свроей глупостью.

Sergiy Fakas
Участник
Sergiy Fakas

И да — решения Маска всем нравятся потому что очевидны для профанов.

Oleg Lo
Участник
Oleg Lo

Сергей, ну что Вы вот так вот сразу и в атаку… Я же ж почти что с Вами согласился
об никчёмности как самого Илона Эрролыча, так и всех евойных решений. Ну да,
тут вдруг на меня нахлынули воспоминания в виде исторической правды.
Бывает ведь такое, правда? Так что невиноватый я, чесслово.
И уж если Вы считаете себя не-профаном, в отличие от всех прочих, будьте так
благолюбезны, скажите мне, какие небанальные идеи Вы использует в разработках
своих спейсовых шипов и прочих электрических мобилей?
Клянусь, что в целЯх сохранения коммерческой тайны я не буду передавать Ваши
слова этому казнокраду и баналисту, дядюшке Маску. И тётушке Гвин тоже.
Заранее спасибо!
Ага.

Сергій Сич
Участник
Сергій Сич

А какие неочевидные и непонятные для профанов решения от конкурентов вы можете привести в пример?

Сергій Сич
Участник
Сергій Сич

Тут или шашечки (небанальные идеи), или ехать.
Любителей заниматься «изящными решениям проблем» уже довольно много (см. госкосмические агенства, правда не все). Какие там бюджеты известно.

Oleg Lo
Участник
Oleg Lo

Категорически согласен!
Можно, конечно, изящно брызгать слюнями про корпуса из литого (хи-хи) карбида гафния-титана
или двигатели на основе ядерного синтеза, но ведь почти все мы понимаем, что если бы братья
Райт поставили своей целью полёт сразу со сверхзвуковой скоростью, то вряд ли сейчас хоть
что-нибудь летало.

Oleg Lo
Участник
Oleg Lo

Спасибо, Василий, за прекрасную подборку!

Maksym Bezruk
Участник
Maksym Bezruk

Зореконик (Starhopper) звучить гарно 🙂

Andrey Tkachenko
Участник
Andrey Tkachenko

Тут не очень-то корректно делить на 2 ступени и в принципе называть это ракетой. Super Heavy это скорее опциональный ускоритель, чем первая ступень ракеты, а Starship сложно назвать заурядным КА (Космический аппарат), мне кажется, что сейчас мы видим первый в истории космический корабль. Подумайте сами (забудьте про Илона Маска, SpaceX и тд) данная концепция применима в любой звёздной системе с твёрдыми планетами и их спутниками. На каждой планете есть заправочная станция и там где сильная гравитация есть ускоритель, корабли курсируют между планетами и заправочными станциями, если нужна большая нагрузка или полет на дальнее расстояние без дозаправки, то масштабируемость ракету: ставим… Подробнее »

Сергій Сич
Участник
Сергій Сич

Никаких фантазий.
Это на самом деле первый в истории космический корабль создаваемый не узкоспециализированно под одну-две конкретные миссии.

Андреев Дмитрий
Участник
Андреев Дмитрий

будущие корабли будут строить в космосе

Sergio Burlaka
Участник
Sergio Burlaka

Ща пацані я свои пять копійок теж встромлю.)) Почитав коменты диву даюсь «решение проблемы в лоб» да че вы себе возомнили?? Вы имеете право говорить только после того как ваша ракета покинет диван. Как в собачьем сердце — вы с образованием в три класса даете советы космического масштаба!! Молчать и слушать молчать и слушать!!

Alex Rez
Участник
Alex Rez

Може тут другий Корольов сидить, а ти його гнобиш відразу

Карасёв Александр
Участник
Карасёв Александр

Мало слушать! Ещё более необходимо — слышать!

Mihail Kulyk
Участник
Mihail Kulyk

Класна стаття, нарешті «куски» зібрали в одну історію!

Taras Boiko
Участник
Taras Boiko

Трохи лячно від маштабу даноі конструкціі. Щось більшe схожe на муляж, ніж на ракeту

Карасёв Александр
Участник
Карасёв Александр

Да уж! Нержавейку не от формируешь! «Гармошки» конечно останутся, но на данные испытания они не влияют! Хотя, конечно, некий эстетический осадок присутствует! Лишь бы технически всё получилось! Маск — мой кумир, тратящий, своим трудом и здоровьем, заработанные деньги на «НАДЕЖДЫ И МЕЧТЫ ВСЕГО ПРОГРЕССИВНОГО ЧЕЛОВЕЧЕСТВА «!!!

Max Minchenko
Участник
Max Minchenko

Так это и есть муляж, точнее — габаритный (и то на 2/3) макет для отработки вертикального взлета и посадки на «рапторах».
Хотя я вот не очень понимаю, как они собираются разглаживать неминуемо мнущуюся нержавейку — ну разве, предположить, что для «настоящего» Starship будут использоваться не листы такого размера, а готовые кольцевые сегменты.

Borys Poshyvak
Участник
Borys Poshyvak

Що ви всі причепились до форми випробувального зразка? Його й так підірвуть в процесі випробувань, як і при стрибкових випробуваннях прототипу перших соколів 9, щоб визначити критичні режими роботи. Так що сенсу його робити мега рівним немає.

Valdis Gerasymiak
Участник
Valdis Gerasymiak

Классно все объединил!

Hopi Ar
Участник
Hopi Ar

Дякую за статтю, тепер все зрозуміло, а Маску і Ко тільки успіху у поставлених цілях

Vlad Zinchenko
Участник
Vlad Zinchenko

Была у меня в детстве советская детская энциклопедия 1960-го года. И там был раздел про космос. В нем были нарисованы космические корабли будущего, на которых как на поезде можно будет полететь на луну и Марс.

Так вот те рисунки в точности повторяли то что ща творит Маск! Блестящая ракета с тремя опорами!!!

А еще там были поезда будущего которые летали в огромных трубах в которых создавался вакуум 🙂

Sam Griffin
Участник
Sam Griffin

Спасибо за сбор фотографий! Ждем фотографии сделаные 7-10 января.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

[X]
Если не получается зайти отсюда, попробуйте по ссылке.