ИЛОН МАСК
И ЕГО STARSHIP

КАК ПОПАСТЬ НА ЛУНУ

Может ли частная компания соперничать в космической отрасли с государственным агентством? Компания SpaceX и ее основатель Илон Маск показали, что она может быть даже более успешной и эффективной

Лонгрид 9

Компания SpaceX, созданная миллиардером Илоном Маском, пришла в космонавтику, кажется, совсем недавно, но уже успела громко заявить о себе, как об одном из лидеров индустрии. Еще десять лет назад вряд ли кто-то мог представить себе частную компанию, делающую такое же количество запусков, как и лидирующие государства — США, Россия, Китай.

Однако уже сейчас SpaceX — мировой лидер по количеству выводимой на орбиту коммерческой нагрузки. Компания создала успешную пилотируемую программу для доставки астронавтов на Международную космическую станцию, единственную в настоящее время действующую сверхтяжелую ракету Falcon Heavy и огромными темпами выводит на орбиту самое большое созвездие спутников — систему широкополосной спутниковой связи Starlink.

Запуск ракеты Falcon Heavy и сумасшедшая реакция Илона Маска

Огромное количество направлений для одной частной компании. Казалось бы, причем тут Луна? Все дело в том, что в настоящее время Илон Маск разрабатывает космическую систему, способную изменить положение дел в мировой космонавтике и вполне возможно доставить человечество на Луну раньше, чем это сделает любое из государств.

На пути к Марсу

Илон Маск, основатель компании SpaceX, никогда не скрывал, к чему затевалась вся история с частной космонавтикой. Еще в 2002 г. он поделился грандиозными планами по заселению других планет, а чуть позже выделил основную цель — Марс.

Смоделированный вид Марса с космического корабля Mars Global Surveyor

Правда, современная космонавтика еще не готова к пилотируемым полетам на Красную планету:

Нет достаточно мощных ракет
Не разработаны пилотируемые космические корабли достаточного размера

Про колонизацию и говорить не приходится: с современными технологиями сделать это просто невозможно. Но, по мнению Маска, готовиться к переселению на Марс человечеству требуется уже сейчас.

«Следующий шаг человечества — создание межпланетной цивилизации. Есть сильный аргумент в поддержку этой идеи. Заселение других планет необходимо для защиты человечества на случай серьезной катастрофы. Представьте себе такие заголовки: „Хорошие новости: мы победили болезни и бедность, но все человечество погибло!“ Если посмотреть на современный уровень технологий, то можно уверенно сказать: нечто странное должно произойти с цивилизацией. И я имею в виду странное в плохом смысле. Колонизация Марса подстрахует нас. Не все любят человечество. Некоторые считают, что люди только вредят Земле. Но я с этим не согласен. Я думаю, мы обязаны поддерживать существование нашего будущего»

Илон Маск

А раз человечество еще не создало требуемых инструментов, Илону Маску пришлось самостоятельно изобрести необходимое. Как говорится, «хочешь сделать что-то хорошо — сделай это сам». Естественно, что начинать сразу с создания ракеты для полетов на Марс было бы не самой лучшей затеей: слишком уж сложное и дорогостоящее производство. Поэтому SpaceX пошла по пути нормальных космических стартапов, создав вначале ракету Falcon-1, затем Falcon-9. Falcon-9 пережила уже несколько модификаций и к настоящему моменту это самая запускаемая ракета в мире, если брать статистику за последние 10 лет.

Cемейство ракет Falcon

К тому же это первая серийно выпускаемая ракета с возможностью посадки первой ступени на собственные двигатели. Вернувшаяся на Землю, первая ступень может использоваться до десяти раз повторно. И к настоящему времени некоторые из них уже близки к этому показателю.

Затем компания SpaceX создала сверхтяжелую ракету Falcon Heavy

Эту ракету собрали словно из конструктора — из трех первых ступеней Falcon-9. Нельзя сказать, чтобы такая схема не применялась в космонавтике до этого, но Илон Маск стал первым, кто из трех тяжелых ракет получил таким образом сверхтяжелую. К настоящему времени Falcon Heavy насчитывает уже три успешных запуска, а впоследствии стало известно, что эта ракета станет частью американской лунной программы Deep Space Gateway и, возможно, «Артемиды».

Ракета-носитель Falcon Heavy компании Илона Маска SpaceX во время запуска с мыса Канаверал во Флориде

В марте 2020 г. NASA анонсировало подписание контракта со SpaceX в рамках программы Gateway Logistics Services по снабжению будущей окололунной орбитальной станции Deep Space Gateway. Контракт предусматривает как минимум две миссии, в ходе которых грузовой космический корабль Dragon XL будет выводиться на транслунную орбиту ракетой-носителем Falcon Heavy.

Большая чертова ракета, или Рождение Starship

Но Илону Маску и этого было мало. Он мечтает о Марсе, о возможности межпланетных полетов, и для этого ему нужна не только сверхтяжелая ракета. Он хочет создать космическую систему, способную выводить на орбиту очень большие объемы грузов дешево, которую также можно использовать в качестве межпланетного корабля.

В современной космонавтике ракеты и корабли используются отдельно: ракеты-носители выводят корабль как полезную нагрузку на орбиту, а дальше полет совершает уже сам корабль, самостоятельно или вместе с разгонным блоком

Компания SpaceX решила создать систему, кардинально отличающуюся и действующую словно против этих принципов. 29 сентября 2017 г. в рамках 68-го ежегодного Международного конгресса астронавтики в австралийской Аделаиде Илон Маск анонсировал планы по разработке новой космической системы под кодовым названием BFR. Расшифровать эти три буквы можно как Big Falcon Rocket или даже Big Fucking Rocket («Большая чертова ракета»). Илон Маск — фанат компьютерных игр и явно позаимствовал это название из игр серии Doom, где самое мощное оружие называлось Big Fucking Gun («Большая чертова пушка»).

ПРИМЕЧАНИЕ

Автор курса прекрасно знает, как должно переводиться слово fucking, но считает, что ругаться в процессе обучения не стоит.

Молодой Илон Маск за компьютером

Ключевым отличием BFR от всех существующих в настоящее время ракет должна была стать полная многоразовость. Но если возвращение первой ступени в исполнении Falcon 9 за последние несколько лет стало обыденностью, то посадка второй ступени — задача нетривиальная: ей потребуется гасить гораздо большую скорость. Как и первая, спускаться она должна вертикально, используя двигатели и раскладывающиеся опоры, на начальных этапах полета утопленные в корпус.

Спустя всего год концепция и нейминг немного поменялись, теперь вся система стала поменьше размером (BFR, судя по проекту, должна была стать вообще хтонической и мегаломанской) и получила название Starship. Причем самое интересное, что система Starship состоит из двух частей: первой ступени Superheavy и второй ступени, собственно, Starship, что похоже на старый анекдот о рекурсии: «Салат состоит из помидоров, огурцов, салата».

Starship

Высота

122 м

Диаметр

9 м

Стартовая масса

5 000 т

Полезная нагрузка (НОО)

100 т

Тяга

75 315 кН

Экипаж

100 человек

Причем строительство системы Starship было начато прямо на космодроме Бока-Чика, расположенном возле небольшой общины в округе Камерон, штат Техас, США. Еще три года назад там не было ничего, сейчас же это место похоже на огромную строительную площадку для ракет.

Текущее состояние космодрома в Бока-Чика

Первый прототип, названный Starhopper, создавался под открытым небом строителями с болгарками и сварочными аппаратами в руках. Это было совсем не похоже на привычную в наше время ракетостроительную отрасль. Никаких «чистых комнат» и светлых фабрик, только строительная площадка, только листы стали, только хардкор.

КАК ПОСТРОИТЬ РАКЕТУ НА СВАЛКЕ

Кстати, о листах стали. Современная космонавтика создает ракеты из тонкого, но прочного алюминиевого сплава. Ракета должна быть максимально легкой, чтобы быть наиболее эффективной. Если стоять рядом с ракетой «Союз», когда ее перевозят от монтажного цеха к стартовой площадке на железнодорожной платформе, то можно услышать, как она звенит — тонкие стенки корпуса словно гудят при перемещении.

Вывоз и установка ракеты-носителя «Союз» на космодроме «Байконур»

Но обычной ракете и не надо возвращаться обратно из космоса целиком, не нужно ей и тормозить в плотных слоях атмосферы. А для Starship это обязательно, поэтому инженеры компании SpaceX выбрали для корпуса совсем другой материал — толстую нержавеющую сталь. Да, она тяжелая, зато хорошо переносит нагрев и прочна на разрыв.

«Со сталью вы получаете конструкцию, прекрасно чувствующую себя при 800 вместо 150 °С… Это значит, что при вхождении в атмосферу стальной структуры задняя сторона корпуса вообще не будет нуждаться в дополнительной теплозащите. При достижении криогенных температур большинство видов стали становятся слишком хрупкими… Но не нержавеющая сталь, особенно богатая хромом и никелем. Она увеличивает прочность и сохраняет высокую пластичность. И нет проблем с трещинами»

Илон Маск

Специально для системы Starship были разработаны новые двигатели Raptor, работающие на топливной паре — метан (природный газ) и кислород. На первой ступени Superheavy их будет установлено 9 штук, а на Starship — 3. Топливная пара метан — кислород выбрана не случайно.

Смоделированное изображение двигателя Raptor

Кроме того, что это один из самых экологичных вариантов, есть еще одна очень важная причина. На Марсе можно легко добыть метан и кислород из углекислого газа, которым насыщена марсианская атмосфера, и воды, которая там есть в виде льда. А значит, Starship, прилетевший на Марс, можно будет заправить при минимальной инфраструктуре и отправить обратно.

Starship станет самой мощной ракетой в истории, способной доставить людей на Луну, Марс и другие места

Подсмотреть у программистов

Естественно, что создавать Starship Илон Маск тоже стал не так, как это принято в современной космонавтике. Прорывным технологиям — прорывные методы создания. Для создания Starship команда SpaceX использует технологию, больше всего похожую на AGILE (ее сейчас используют программисты при работе над большими и сложными проектами).

В AGILE процесс разработки разбит на большое количество маленьких частей, и нет цели сразу создать финальный продукт. Вместо этого идет разработка минимально работоспособного изделия, после чего его доводят до соответствия первоначально заявленным требованиям

Что-то подобное сейчас происходит на сборочной площадке Бока-Чика, где один за одним появляются все новые прототипы будущего Starship. Многие из них не совсем похожи на финальный вариант космической системы, так как служат только для проверки баков для топлива и окислителя на прочность или других технологических тестов.

В настоящее время конструкторы добрались до полетов на высоту более 10 м, переходов в горизонтальный режим и попыток посадки при помощи собственных двигателей. Прототипы SN8, SN9 и SN10 уже летали, но пока процесс посадки не очень дается: все образцы закончили свою недолгую жизнь, взорвавшись при приземлении или почти сразу после него.

Естественно, что последующие полеты и посадки тоже потребуют прототипов, поэтому наверняка впереди Starship ждет еще много взрывов и падений. Главный вопрос только один: получится ли у SpaceX создать такую сверхтяжелую и при этом многоразовую ракету? Если да, то стоимость килограмма груза, доставляемого на орбиту, может очень сильно упасть. И кроме того, со Starship многократно проще строительство орбитальной лунной станции Deep Space Gateway.

А уж если Starship будет именно таким, как этого хочет Илон Маск, то, в принципе, он может и сам без спускаемых аппаратов слетать на Луну, сесть там, выгрузить оборудование и вернуться обратно. И все это едва ли не быстрее, чем будет запущена любая другая из создающихся в настоящее время миссий. Если этот проект получится, то он изменит всю мировую космонавтику. Пока же остается только наблюдать. По крайней мере это очень интересно.

Дополнительные материалы

Вы пролетели лонгрид 9!

Вперед

Все уроки

Присоединяйтесь к космочату в Telegram!

Как попасть на луну

В ближайшие годы нас ждет удивительное зрелище: сразу несколько государств и частных компаний поставили своей целью новую высадку на поверхность Луны. Почему так произошло и что мешало поставить такую цель раньше? Кто первым достигнет Луны и зачем человечеству нужно такое достижение?