Как известно, компания SpaceX Илона Маск разрабатывает транспортное средство, которое может изменить правила игры в космосе. Это транспортное средство, получившее название Starship, будет полностью многоразовой транспортной системой, способной за один полет доставить на Красную планету до 100 человек.

В этом апреле, а именно 20 апреля 2023 г., компания SpaceX также проводила очередной пуск Starship, который закончился частичной неудачей, после успешного старта и достижения высоты 39 километров, корабль был уничтожен командой с Земли в связи с отказом системы отделения и входа ракетоносителя в неконтролируемое вращение.

Центральная англоязычная служба новостей Британской вещательной корпорации BBC на днях (а именно 17 апреля с.г.) выпустила подробный обзор, посвященный проекту Starship. Обзор вышел под заголовком «Что такое космический корабль Илона Маска Starship?» Предлагаем вашему вниманию изложение в нашем переводе этого обзора.

«На пути к «межпланетной цивилизации»

Одним из основополагающих принципов, которым следует компания SpaceX, желание сделать жизнь многопланетной. В компании SpaceX говорят, что расселение людей на других планетах, таких как Марс, могло бы сохранить цивилизацию, если Земля испытает такой катаклизм, как падение большого астероида.

Илон Маск заявлял в 2016 году:

«История может разветвится в двух направлениях. Один путь — мы останемся на Земле навсегда, а затем может произойти вымирание. Альтернатива состоит в том, чтобы стать цивилизацией, освоившей дальний космос, и многопланетным видом, и я надеюсь, вы согласитесь, что этот второй путь — правильный путь».

Основатель SpaceX часто говорил о своей мечте построить города на Марсе. Маск считает, что этим поселениям потребуется большое количество жителей, прилетевших с Земли, чтобы такие поселения стали самодостаточными.

Для реализации заявленной мечты построить города на Марсе требуется транспортное средство, которое сможет соответствовать поставленной масштабной задаче. Starship — это комбинация ракетоносителя и звездолета, которая может доставлять на Красную планету более 100 человек за один раз.

Система предназначена для полного и быстрого повторного использования. Но что это значит?

А вот что:

1). Возможность полного повторного использования означает, что основные элементы оборудования не выбрасываются в море или не сгорают, как это происходит в случае ряда других пусковых систем, а возвращаются на землю, чтобы их можно было снова запустить.

2). Быстрое повторное использование означает, что после возвращения из космоса Starship может быть снова заправлен топливом и готов к запуску за короткий промежуток времени — как самолет. Это снижает стоимость всего предприятия.

Звездолет и ракетоноситель

Размеры Starship (звездолет и ракетоноситель вместе имеют 120 метров в высоту) по сравнению с другими ракетными проектами США. 1) Space Shuttle (первый полет 1981 г.- последний полет -2011 г.) — американский многоразовый космический корабль космического агентства США НАСА. 2) Falcon Heavy (первый полет с 2018 года)  — американский ракетоноситель сверхтяжёлого класса с возможностью повторного использования первой ступени и боковых ускорителей, спроектированная и произведённая компанией SpaceX Илона Маска. 3) Space Launch System (первый полет с 2022 года) — американская двухступенчатая сверхтяжёлая ракета-носитель, разработанная НАСА 4) Сатурн-5 — американская сверхтяжёлая ракета-носитель семейства Сатурн (первый полет 1967 г. — последний полет 1973 г.) НАСА. В частности, использовалась для реализации пилотируемой посадки на Луну. Иллстарция Британской вещательной корпорации BBC из цитируемого нами обзора. Прим. к иллюстрации Green.Obob.tv.

Система звездолета и ракетоносителя, последний имеет и собственное название Super Heavy (что можно перевести как «Супертяж» Прим. Green.Obob.tv), в общем называется Starship (т.е. «Звездолет» Прим. Green.Obob.tv). Starship-ом также именуют модуль-звездолет, который собственно и отправляется в космос, в отличие от ракетоносителя, который только выводит звездолет на орбиту. Звездолет и ракетоноситель вместе имеют 120 метров в высоту.

При запусках звездолет  Starship располагается в носовой части ракетоносителя Super Heavy. Носовой обтекатель и посадочные стабилизаторы из нержавеющей стали Starship напоминают ракеты, описанных в лучших образчиках жанра научной фантастики.

Задняя часть звездолета имеет длину 50 метров, в которой установлены шесть высокоэффективных двигателей Raptor, которые разрабатывались SpaceX в течение последнего десятилетия. Конструкция двигателя предусматривает сокращение количества расходуемого впустую топлива, а само топливо двигатель вырабатывает поэтапно.

Двигатели Raptor, которыми оснащен Starship, работают на металоксе (комбинации метан+кислород). Как и двигатели Super Heavy.

Ближе к середине звездолета расположены топливные баки. Из них в двигатели Raptors поступает жидкий метан (CH4) и жидкий кислород (O2). Метан в данном случае — это топливо, а кислород действует как окислитель — химическое вещество, которое заставляет топливо гореть. Комбинация получила название металокс (methalox).

Такой выбор топлива необычен для ракетных двигателей, но метан может сгенерировать достаточную тягу. И этот выбранный вид топлива можно назвать очень разумным выбором, учитывая заявленные планы Илона Маска по освоению Марса. Маск ранее заявлял, что CH4 можно будет синтезировать, с помощью химического процесса, известного как реакция Сабатье, из марсианских подземных вод и из углекислого газа (CO2), который присутствует в марсианской атмосфере. Заправка Starship для обратного пути на Землю, с использованием марсианских ресурсов, обеспечит кораблю определенный уровень самодостаточности и сделает такие перелеты экономически более эффективными.

Ближе к передней части звездолета, — т.е. той части, которую иногда называют разгонным блоком, находится огромный отсек полезной нагрузки, который предназначен для перевозки большого количества людей и грузов в пункты назначения, находящиеся в дальнем космосе.

Теперь подробнее поговорим о сверхтяжёлом ракетоносителе Super Heavy. Он имеет длину длиной 70 метров. Внутренности ракетоносителя почти полностью заняты баками, заполненными криогенным (охлажденным) металоксом (напомним, металокс — это метан+кислород Прим. Green.Obob.tv).

Ракетоноситель Super Heavy, оснащенный, примерно, 33 двигателями Raptor (эта спецификация менялась несколько раз), должен будет развивать максимальную тягу более 70 меганьютонов. И он должен быть в состоянии поднять на низкую околоземную орбиту не менее 100 тонн полезной нагрузки, а возможно, и до 150 тонн.

Такие возможности делают Super Heavy более мощным, чем огромная пусковая установка Saturn V, использовавшаяся для лунных миссий Apollo Moon в 1960-х и 1970-х годах.

Процесс запуска Starship

По мере того, как Starship начнет выводиться ракетоносителем в космос, комбинированная система Starship начнет нацеливаться на соответствующую орбиту.

Затем, фактически представляющий собой первую ступень Starship, ракетоноситель Super Heavy, отделится и развернется, начав свой обратный путь к Земле. При этом стальные конструкции, называемые «решетчатыми ребрами», прикрепленные к бокам ракетоносителя, должны будут помочь направить Super Heavy к стартовой площадке на Земле — с тем чтобы его можно было снова использовать при будущих стартах.

На фото: Cтальные конструкции, называемые «решетчатыми ребрами», прикрепленные к бокам ракетоносителя, должны будут помочь направить Super Heavy (после того он выведет на орбиту Starship) обратно к стартовой площадке на Земле — с тем чтобы его можно было снова использовать при будущих стартах.

И здесь должен быть задействован амбициозный план SpaceX по поимке возвращающегося ракетоносителя с помощью башни, расположенной на площадке, откуда до того осуществлялся старт. Вообще то посредством этой башни инженеры обслуживающей команды и члены экипажа имеют доступ к космическому кораблю и ракетоносителю в часы, пока Starship готовится к космическому старту. Но при возвращении ракетоносителя башня должна исполнить иную функцию. Пара стальных рычагов-«рук» должны вытянуться и башни и захватить возвращающийся из космоса ракетоноситель. Из-за своей такой специфичной функции башня получила название «Мехазилла» — из-за ее сходства с существом из фильмов о Годзилле.

Тем временем, пока отделившийся ракетоноситель Super Heavy возвращается на Землю, собственно звездолет Starship должен достичь т.н. «стояночной орбиты». Пребывание Starship на «стояночной орбите» позволит заправить звездолет. Для дозаправки звездолет Starship будет состыковываться с другим космическим кораблем, уже вращающимся вокруг Земли, который должен будет задействован исключительно как склад топлива.

Продолжение следует…