Ön itt van. ⇡ Függőleges sugárhajtású leszállás. ⇡ Sikló leszállás, mint egy repülőgép

Március 30-án 22:27 UTC-kor, amikor Moszkvában március 31-én éjjel fél kettő volt, a Falcon-hordozó felszállt a floridai Cape Canaveral-i Kennedy Űrközpontban található történelmi jelentőségű LC-39A kilövőkomplexumból. ahol az Apollósok egykor a Holdra repültek.9 Ft. Ennek részeként a világűrhajózás történetében először ismét űrmisszióba indult folyékony hajtóművekkel felszerelt rakétafokozat (a CRS-8 első repülése a Dragon teherhajóval 2016. április 8-án történt) . A SpaceX rakéta sikeresen pályára állította a SES-10 kommunikációs műholdat, és az első fokozat, a „veterán” lágy landolást hajtott végre az automata bárkán „Persze, még mindig szeretlek”.

⇡ Félelmek, biztosítás és indítás

Az esemény „korszakalkotó” jellegét az elektronikus és nyomtatott sajtó reakciója alapján lehetett értékelni. Még mindig lenne! „Musk forradalmat tervez (és sokak szerint elkövet is) az űrszállítási műveletekben: újrafelhasznál egy hordozórakéta egy szakaszát, amely már egyszer teljesítette műholdak felbocsátását, biztonságosan visszatért a Földre, megmentették és helyreállították. "

Hivatalosan a küldetés fő feladata a SES-10 kommunikációs műhold geostacionárius pályára állítása volt. Azonban mindenki megértette, hogy ezzel a repüléssel a SpaceX azt tervezte, hogy bemutatja az első fokozat ismételt felhasználásának lehetőségét az űrből való visszatérés után. Segédfeladatnak tekintették a színpad leszállását (a fő feladat elvégzése után) egy távirányítós bárkára, amely a tengeren helyezkedett el az indítópálya mentén. Bónuszként egy kísérletet terveztek a fejvédő szárnyak megmentésére.

A rakéta- és űrtechnológia veteránjai azzal érveltek, hogy „a kilövési ügyfele soha nem egyezne bele a használt berendezések újrafelhasználásába, különösen a legintenzívebb kilövési helyszíneken”. A SES S.A. - egy luxemburgi székhelyű globális műhold-üzemeltető - nemcsak elment, hanem támogatásával lehetővé tette a SpaceX számára, hogy egy rakéta első újraindítását valós ("élő") hasznos teherrel hajtsa végre, nem pedig maketttel, ahogy egyesek. javasolta.

„Mint az első kereskedelmi műholdüzemeltető, aki 2013-ban küldetést repült a SpaceX-szel, nagy örömünkre szolgál, hogy ismét az űrbe vezető utat mutathatjuk be” – mondta Martin Halliwell, a SES műszaki igazgatója. "Úgy gondoljuk, hogy az újrafelhasználható rakéták az űrrepülés új korszakát nyitják meg azáltal, hogy hozzáférhetőbbé és olcsóbbá teszik."

A 1021-es farokszámú rakétafokozat közel egy évvel ezelőtti diadalmas visszatérése után a SpaceX szakemberei részletes elemzést végeztek ennek a rakétablokknak az állapotáról. Leginkább a hajtóművek miatt aggódtak - nyolc Merlin-1D, a kilencedik, középső körüli gyűrűben összeszerelve. A fokozatok újrafelhasználásához fontos volt, hogy több működési ciklus után 100%-os bizalommal rendelkezzenek használhatóságukban, valamint a befecskendezési pályáról való visszatérés során fellépő termodinamikai terhelések hatása miatt.

Az első 1021-es fokozatot egész élettartama során – egészen ma estig – többször „tűzpróbára” vetette, és ennek eredményeként a második indítás előtt a meghajtórendszer hat ki-be kapcsolóját teljesítette (ebből hármat). az első repülésben).

„Nem javítottuk át ezeket a motorokat, csak néhány tömítést akartunk cserélni...” – mondták a technikusok 2017. január végén, mielőtt tűztesztet végeztek a SpaceX texasi McGregor-i tesztállomásán. "De most eltávolítottuk ezeket a bizonyos motorokat, teszteltük, visszahelyeztük, és most elégetjük őket."

Meg kell jegyezni, hogy az SES képviselői az elmúlt néhány hónapban részt vettek a bevezetés előkészítésében. Halliwell szerint "a SpaceX a SES mérnökeinek... "teljes átláthatóságot" biztosított működésükben, betekintést engedett a motorok és repüléselektronikai előkészítési folyamatokba, valamint a teszteredményekbe."

Meglepő volt az is, hogy a „használt” szakasz első repülésének biztosítási díját nem emelték, mintha mindenki megértette volna, hogy erre a kilövésre különös figyelem irányul, és a SpaceX-nek nagy a tétje. Ennek eredményeként a missziós felkészülés szintje soha nem látott magas lesz. Megfigyelők szerint „a számított megbízhatóság szempontjából a fuvarozó nem lesz sokkal alacsonyabb, mint elődei”.

Ami a biztosítási növekedést illeti, „százalékos százalékokról beszélhetünk” – jegyezte meg Halliwell. "A biztosítási díjak lényegében nem változtak."

Tehát egy hatalmas - 70 m magas - „tészta” Falcon 9 FT került a kilövés előtti este a kilövőbe. A kezdőablak időtartama 150 perc volt. A rakéta orrkúpja alatt volt a SES 10, egy kommunikációs műhold, amelyet az európai Airbus Defense and Space konzorcium épített televíziós műsorok sugárzására és geostacionárius pályáról történő adatok továbbítására Latin-Amerika szerte.

Az alábbi idővonal leírja a SpaceX első küldetésének becsült kilövési szekvenciáját egy korábban repült, megmentett és helyreállított rakéta első fokozattal.

A rakéta első fokozatának kilenc hajtóműve néhány másodperccel az indítás előtt bekapcsolt, hogy elvégezze az automatikus teljesítmény-ellenőrzést. A teszt után a tartó bilincsek elengedték a rakétát, és a Falcon 9 felemelkedett az LC-39A alátétről és lefeküdt a repülési pályára.

Hamarosan egymás után áthaladtak a hangfalon és a maximális aerodinamikai nyomás zónán. A szükséges 158 másodperces munka után az első fokozat motorjai leálltak, majd három másodperc múlva a fokozatok elváltak egymástól.

A második fokozat egyetlen motorjának bekapcsolása után, amikor a hordozó már kibújt a légkör sűrű rétegei közül, egy hatalmas, 5,2 m átmérőjű szénszálas burkolatot dobtak le.

Amíg a második fokozat motorja még járt, az első fokozat bukfencet hajtott végre, kinyitotta a rácsos aerodinamikai kormányokat az első részben, és a kilenc motor közül hármat 20 másodpercre bekapcsolt, hogy lelassítsa a visszatérési sebességet és gázdinamikus hatást hozzon létre. „csengő” a farokrész körül.

A középső motor végső leégése a lágy leszálláshoz közvetlenül a leszállás előtt történt: a szakasz egy uszály felé tartott, amely az Atlanti-óceánban található, körülbelül 550 km-re a Canaveral-foktól keletre. Ebben a pillanatban a televíziós adás megszakadt, de a vezérlőteremben taps dühöngött, amikor egy színpad jelent meg a képernyőn, „lábakon” állva a drónhajó fedélzetén.

A második szakasz éppen ekkor fejezte be a közepesen alacsony pálya elérését. A motor leállt, és elkezdődött a pálya egy rövid, 18 perces passzív része (a „ballisztikus szünet”).

Ezt követte Elon Musk rövid beszéde, aki az „űrrepülés óriási forradalmáról” beszélt, és gratulált kollégáinak a mindenki által oly régóta várt győzelemhez.

A Merlin 1D Vacuum ezután újra működni kezdett, és a rakétát erősen elliptikus pályára állította, amelynek apogeusa közel geostacionárius volt. A műhold 32 perccel az indítás után vált el a második fokozattól.

⇡ Kikérdezés

Mennyire volt történelmi jelentőségű a rakétaszínpad újrarepülése? Ebben a kérdésben már a küldetés előtt megoszlottak a vélemények. Egyesek úgy vélték, hogy ez egy áttörés a hordozórakéták terén, ami radikálisan csökkentené az űrbe jutás költségeit. Valaki másként gondolta, a SpaceX kísérleteit „show-nak és cirkusznak” nevezte, aminek semmi köze a műszaki és gazdasági megvalósíthatósághoz.

De az objektív szemlélethez egyensúlyra van szükség. Az asztronutika történetében a gyakorlatban is beigazolódott a szilárd rakétaerősítők orbitális kilövéseknél (Space Shuttle) és folyékony rakétaszerelvények szuborbitális repüléseknél (Blue Origin's New Shepard) ismételt alkalmazásának műszaki megvalósíthatósága. Musk volt az első, aki megoldotta az orbitális hordozó folyékony szakaszának újrafelhasználásának technikai problémáját, amelyet a felhasznált üzemanyag-komponensek bonyolítottak (a kerozin folyékony oxigénben történő égetésekor a motoregységekben korom hullik ki, ami sok komoly problémát okoz). Ez technikai szempontból jelentős eredmény.

A költségek csökkentése érdekében azonban újrafelhasználhatóságra van szükség. De itt nem minden olyan egyértelmű. A SpaceX legalább négy hónapot és ismeretlen mennyiségű pénzt költött a már repülő színpad javítására, helyreállítására és tesztelésére. Az újrafelhasználásnak pedig akkor van értelme, ha a „repülések közötti karbantartás” költségei nem haladják meg az új szakasz gyártásánál keletkező megtakarítást. Azt mondják, hogy a SES-10 indítása körülbelül 40 millió dollárba került az ügyfélnek – harmadával kevesebbet, mint a normál ár. Ez egy speciális ár, figyelembe véve a lehetséges kockázatokat. Nagy kérdés, hogy Musk képes lesz-e megőrizni ezt a számot az első fokozatok újrafelhasználása során. Óvatos szakértők tíz százalékos esetleges árcsökkenést jósolnak. És ezek nem azok a számok, amelyek „drasztikusan” csökkentik az űrrepülés költségeit. Más szóval, Musk bebizonyította a rakétatechnológia újrafelhasználásának műszaki megvalósíthatóságát, de a gazdasági megvalósíthatóságot még nem bizonyították.

Halliwell azonban előre közölte, hogy ha ez a kilövés sikeres lesz, cége még ebben az évben még két műholdat – a SES 14-et és a SES 16-ot – tud felbocsátani korábban használt gyorsítókon. „A következő, a SpaceX-hez rendelt jármű, a SES 11 ezen a nyáron fog repülni egy nemrégiben felbocsátott rakétán” – mondta.

Ráadásul szerinte az újrafelhasználható rakétákra való átállást valószínűleg még baleset esetén sem mondják le.

⇡ Összehasonlítás

Hogy pontosabban megértsük, milyen új magasságokat ért el Musk, nézzük meg közelebbről a hordozórakéta alsó (első) fokozatainak megmentésének lehetséges lehetőségeit. Eddig három fő módszert tanulmányoztak részletesen:

1. Függőleges ejtőernyő (szükség esetén rakétamotorok használata a lágy leszálláshoz az utolsó szakaszban).
2. Vízszintes siklás szárnyakkal vagy siklóernyőkkel.
3. Függőleges sugárhajtású leszállás fő- vagy segédrakétahajtóművekre.

E módszerek fő előnyének tekinthető, hogy lehetővé teszik egy rendszer (alsó fokozat) létrehozását az anyagi rész ismételt felhasználásával a rakéta- és űrkomplexum részeként, és ez kettővel csökkenti a rakomány indításának költségét. háromszor (a használat gyakoriságától függően).

A módszerek fő hátrányai a színpad fejlesztésének, gyártásának, tesztelésének és üzemeltetésének bonyolultságában és megnövekedett költségeiben, a „passzív” tömegének növekedésében rejlenek, ami ennek következtében nem csökkenéshez, hanem növekedéshez vezethet. a rakomány elindításának fajlagos költségében.

⇡ Ejtőernyős és ejtőernyős leszállás

Eddig csak a Space Shuttle rendszerben valósították meg sikeresen az indító szilárd tüzelőanyag-erősítők vízre való leszálláskor történő visszaküldésére, és az Energia hordozórakéta első fokozatának oldalblokkjainak megmentésére is gondoltak (nem hozták gyakorlatba végrehajtás). A Falcon-1 hordozórakéta első szakaszainak ejtőernyős megmentésére tett kísérletek nem jártak sikerrel. Fel kell idéznünk az Ariane 5 hordozórakéta boostereinek megmentésére irányuló egyéni kísérleteket is. Elméletileg az Angara hordozórakéta ejtőernyős blokkjainak helikopteres felvételének módszerét tanulmányozták.

Az ejtőernyős leszállás előnyei:

1. lehetővé teszi a földi légkör felhasználását az első és a második szakasz szétválasztása utáni maradék sebesség csillapítására;
2. a robusztus és stabil rendszerek, például a szilárd hajtóanyag-fokozók viszonylag egyszerű kivitelezése;
3. viszonylag kis tömegköltségek számukra.

Hibák:

1. nagy felületű kupolák, amelyek normál kinyitása nehéz problémát okoz, ha a visszaküldött rakomány (ebben az esetben a kimerült szakaszok) tömege meghaladja a 20-30 tonnát;
2. a pontos leszállás biztosításának képtelensége a szél és egyéb légköri zavarok hatása miatt, valamint az aktív leszállásvezérlő vezérlés hiánya (tárcsás és ernyős ejtőernyőknél);
3. a törékeny folyékony rakétaszerelvények viszonylag nagy tömegköltségei a leszállás utolsó szakaszában a sebesség és a túlterhelés csillapítása érdekében további eszközök (lágy landolású hajtóművek, leszállótámaszok, merevítő elemek) felszerelésének szükségessége miatt. Így az Energia hordozórakéta A blokkjában a mentő- és leszállóeszközök tömege a végső tömeg jelentős részét tette ki, ami a rendszer fejlesztési és kiépítési költségeinek növekedéséhez vezetett. Az A blokk eldobható, mentési eszközök nélküli változatban 60%-kal kisebb tömeggel rendelkezett, ráadásul egy újrafelhasználható A blokk költsége 1990-ben 18 millió rubel volt, míg a Zenit hordozórakéta elindítása, beleértve a blokk eldobható analógját is. A, nem több, mint 6 millió rubel;
4. nagy túlterhelések a légkörben történő fékezés során, az ejtőernyős rendszer üzembe helyezésekor és a felület érintésének pillanatában (lágy landolású motorok hiányában);
5. a szerkezet (különösen a folyékony blokkok) biztonságára vonatkozó garanciák hiánya a leszállás során a nulla függőleges és vízszintes sebesség biztosításának lehetetlensége (vagy rendkívüli nehézségei), és ennek megfelelően az ütési terhelések jelenléte miatt;
6. közvetlenül a vízbe történő leszálláskor - viszonylag nagy lökésterhelés és a szerkezeti elemek korróziójának magas kockázata;
7. nagy nehézségekbe ütközik a nagy, hosszú szakaszok szállítása a leszállóhelyről egy javító üzembe vagy kozmodromba.

⇡ Repülőgép leszállás, mint egy repülőgép

Jelenleg viszonylag magas aerodinamikai minőséget alkalmazó vízszintes siklóleszállást repülõtéren valósítottak meg a Space Shuttle szárnyas pályafokozatán, a Buran orbitális hajón és a kísérleti X-37 rakétagépen. Az 1960-2000-es évek számos projektjében ezt a módszert tekintették a fő módszernek.

Előnyök:

1. lehetővé teszi, hogy a légkört ne csak a maradék sebesség csillapítására használja, hanem manőverezésre is (bizonyos határokon belül) a hosszanti és oldalirányú tartományban, hogy kiválasszon egy minimális üzemanyag-fogyasztású leszállóhelyet;
2. ideális esetben lehetséges a visszatérés és a leszállás a kilövési területen, ami csökkenti a kutatási, mentési és szállítási műveletek költségeit;
3. nagy leszállási pontosság (a kifutópályán belül) az aerodinamikai vezérlők megléte miatt;
4. alacsony túlterhelések fékezés közben a légkörben (körülbelül 1,5-2 egység);
5. alacsony lökésterhelések leszállás közben (a futómű lengéscsillapítói kb. 3 m/s függőleges sebességet képesek elnyelni).

Hibák:

1. a fejlesztés, a gyártás, a tesztelés és az üzemeltetés nagy bonyolultsága és költsége a repülőgép-rendszerek és szerelvények jelenléte miatt (szárny, farok, futómű, segédmotorok, aerodinamikai vezérlők, összetett hidraulikus rendszer stb.)
2. nagy terjedelműség és magas tömegköltségek a repülőgép-rendszerek jelenléte miatt (a megmentett egység végső tömegének 25-30%-a);
3. működési korlátozások lehetségesek (a program korlátai a támadási szögek megváltoztatásakor az induláskor és a légköri beillesztési szakaszban, valamint a légköri belépési paraméterek rendkívül pontos betartása és a szélsebesség korlátozása a visszatérési útvonalon és a leszállási helyen) ;
4. a vízszintes leszállás második megközelítésének lehetetlensége (ennek az esélynek a megvalósításához a visszatérő egységet kiegészítő meghajtórendszerrel és üzemanyag-ellátással kell felszerelni, ami tovább növeli a „tehetetlenségi” tömeget);
5. a tartályok és egyéb rekeszek megerősítésének szükségessége (az egység végső tömegének növekedéséhez vezet), amely nagy oldalirányú terhelésekkel jár, amelyek nem jellemzőek az eldobható rakétatechnológiára.

⇡ Függőleges sugárhajtású leszállás

A sugárhajtású leszállást a mai napig kellőképpen tesztelték a Falcon 9 hordozórakéta (SpaceX) és a NewShepard szuborbitális rendszer (Blue Origin) első fokozatán, valamint a bolygóközi (főleg Hold) szondák és kísérleti repülőgépek leszálló járművein. a DC-X típus és a Grasshopper. A kiegészítő turbóhajtóművekre történő sugárhajtású leszállást a vállalat „Podem” újrafelhasználható rakéta- és űrrendszerének projektjében vették figyelembe, amelyet ma Szamarai Progress Rocket and Space Center (RSC) néven hívnak.

Előnyök:

1. viszonylag alacsony fejlesztési és gyártási költség, mivel a fő tömegköltségek a rendszer legolcsóbb elemére - rakéta-üzemanyagra - esnek;
2. a túlterhelés korlátozásának képessége a légkörben történő fékezéskor;
3. a pontos leszállás lehetősége, beleértve a kilövési területet is (a kutatási, mentési és szállítási műveletek költségeinek csökkentése);
4. alacsony terhelés leszálláskor (közel nulla sebesség) és alacsony oldalirányú terhelés a légkörbe való süllyedés során;
5. a hasznos teher tömegének alacsony veszteségei a blokk normál esésének területén (vagy az óceánban lévő leszálló platformon) történő leszálláskor - 5-15%;
6. a rakétaegység újrafelhasználható és eldobható változatban való használatának képessége (bővül a működési rugalmasság).

Hibák:

1. a föld légkörének gyenge felhasználása a maradék sebességek csillapítására;
2. megnövekedett követelmények a vezérlőrendszerrel szemben (valójában olyan technológiákat alkalmaztak, amelyek jellemzőbbek a modern, nagy pontosságú fegyverekre, mint a rakéta- és űrrendszerekre);
3. a rakétaegység komplikációi további rendszerek telepítése miatt (kiegészítő rakétafúvókák vagy -hajtóművek, aerodinamikai vezérlők, leszállótámaszok);
4. nagy hasznos tehertömeg-veszteség, amikor a színpad visszatér az indítóhelyre (akár 30-50%);
5. az üzemeltetés korlátozásai (elsősorban a szél sebessége és iránya a süllyedési útvonalon és a leszállóhelyen);
6. a meghajtórendszerre vonatkozó szigorítási követelmények (gyors többszöri automatikus indítás szükségessége repülés közben, valamint a tolóerő mélyreható fojtásának lehetősége leszállás közben).

⇡ Holnap egy új világban ébredünk?

Jelenleg a SpaceX és a Blue Origin lenyűgöző sikerei után számos szakértő szerint a teljes rendszer üzemeltetési költségeinek szempontjából a függőleges sugárhajtású leszállás tűnik előnyösebbnek. A választást azonban többször megerősített, valós költségadatokkal alátámasztott példák alapján kell meghozni.

Ennek a módszernek az Elon Musk cége által bemutatott sikere például nagyrészt annak a lehetőségének köszönhető, hogy egy elakadt szakaszt önjáró hajóval egyszerűen, gyorsan és olcsón lehet szállítani egy tengerparti amerikai űrkikötőre: a bejelentett minimális veszteség a hasznos teher tömegében. minimális kutatási, mentési és szállítási költségekkel párosulnak. A „kontinentális” kozmodromok (Vosztocsnij, Bajkonur, Plesetszk) körülményei között a tajgában vagy a sivatagban történő színpad leszállása közlekedési infrastruktúra hiányában elfogadhatatlannak bizonyulhat, és az egyetlen lehetőség a kilövéshez való visszatérés. webhely. Ebben az esetben a repülőgépes módszer jövedelmezőbbé válhat (a hasznos teher tömegének kisebb veszteségei miatt).

A kontinentális űrkikötőkből rakéták kilövésekor elfogadhatatlan az újrafelhasználható színpad leszállása durva terepen

Kombinált visszatérési módok lehetségesek (és széles körben mérlegelnek), beleértve például a teljes szakasz aerodinamikai minőségének felhasználását a fékezési szakasz során a légkörben, kombinálva a tanktól elválasztott blokk ejtőernyős sugárhajtású leszállásával. rekeszek a legdrágább és legösszetettebb berendezésekkel - hajtómotorokkal és vezérlőrendszerrel.

Mindenesetre meg kell jegyezni, hogy az eldobható hordozórakéták fejlesztésének jelenlegi kritériumai nyilvánvalóan elfogadhatatlanok (vagy jelentős módosításokat igényelnek) az újrafelhasználható rakéta- és űrrendszerek létrehozásakor, még akkor is, ha egy (első) fokozatot tartalmaznak függőleges sugárhajtású leszállással.

Alig tíz éve, 2008. szeptember 28-án a SpaceX először - a könnyű Falcon 1 rakéta segítségével - tudott műholdat pályára állítani, azóta a cég nagy teljesítményű Falcon 9 és Falcon Heavy hordozórakétákat fejleszt, ill. segítségükkel elfoglalta a globális kereskedelmi kilövési piac felét, óriás BFR rakétát épít, és további tíz éven belül saját lakható bázisra számít a Marson. A cég fantasztikus sikerei sok kérdést vetnek fel: hogyan történhetett meg, hogy egy „magántulajdonos” rövid időn belül képes megkerülni a jól megérdemelt űrhatalmakat is? És mi az ára Elon Musk ígéreteinek, hogy eljut a Holdra és a Marsra? Szerkesztőségi N+1 felkért szakértőket - az Űrpolitikai Intézet igazgatóját, Ivan Moiseev -t és a „Cosmonautics News” magazin szerkesztőjét, Igor Afanasjevet, hogy ismertesse a SpaceX gyors fejlődését és értékelje a jövőre vonatkozó terveit.

Sárkány teherszállító űrhajó dokkoló az ISS-hez

A „muszofóbok” azzal magyarázzák a SpaceX sikerét, hogy a vállalat a NASA-tól kapott finanszírozást és technológiát. Erről van szó?

Ivan Moiseev : A NASA fizetett a Falcon 9 rakétáért, ahogy mondják, „egyből”. Ez azt jelenti, hogy a rakétát még nem építették meg, és az amerikai űrkutatási hivatal már elkezdett pénzt fizetni a SpaceX-nek a Nemzetközi Űrállomásra szállított rakományok keretében. A SpaceX-nek ezt a pénzt hatékonyan sikerült felhasználnia és tevékenységét kibővítenie – kapott megbízásokat műholdak felbocsátására más országokból, az amerikai hadseregtől és távközlési cégektől.

Természetesen ezek az előrelépések nem jöhettek volna létre az Egyesült Államokban eddig felhalmozott technológiai tőke nélkül. A NASA feladata pedig akkor és most is pontosan az volt, hogy bemutassa az ügynökség által koncentrált szellemi tulajdont. Ez nagyban hozzájárult a SpaceX sikeréhez.

Igor Afanasjev: Kétségtelen, hogy a NASA és más kormányzati szervek (különösen a DARPA) külső finanszírozása a hordozórakéták és űrhajók fejlesztésének korai (de nem az első) szakaszában jelentősen befolyásolta a SpaceX sikerét.

Nem szabad azonban figyelmen kívül hagyni azt a tényt, hogy Musk a cég pénzéből (mondhatnánk a sajátjából) és/vagy olyan alapokkal kezdett dolgozni, amelyeket külső forrásokból és kockázati alapokból sikerült bevonnia. Ezeket az összegeket pedig hat-hét számjegyben mérték, és színpadról színpadra nőttek. Különösen a könnyű Falcon 1 rakéta fejlesztésekor Musk rájött, hogy saját megtakarításai aligha elegendőek egy kicsi, viszonylag egyszerű hordozó létrehozásához, és a SpaceX-nek a megalakulás pillanatától kezdve jó kapcsolatokat kellett kialakítania a kormányzati szervekkel - NASA és a Pentagon – leginkább a kutatás és az űrkutatás iránt érdeklődik.

Miután elkészítette az első rakétát, és bemutatta cége képességeit a potenciális ügyfeleknek, Musk állami támogatást kapott, és lehetőséget kapott egy erős Falcon 9 megépítésére, amelyet követően az új hordozóval felvértezett SpaceX nemcsak egy újabb szereplővé vált. az indítási szolgáltatások piacán, de egyben a rakéta- és űrtechnológia fejlesztésének erőteljes motorja az Egyesült Államokban és szerte a világon.

Vállalatok és országok részvényei a kereskedelmi bevezetési piacon

Tim Hughes, SpaceX

Ugyanez mondható el a szellemi tulajdonról is. Sőt, itt nem a NASA-hoz tartozó technológiák megszerzéséről beszélünk, hanem konkrét emberekről, akik nagy tapasztalattal rendelkeznek a rakéta- és űriparban. Musk pontosan ezeket az embereket igyekezett minden szükséges eszközzel megszerezni; ők alkották a SpaceX szellemi gerincét.

Vannak azonban olyan összeesküvés-elméletek is, amelyek szerint Muskot a NASA „nevelte és nevelte” (akár önállóan, akár a Pentagon támogatásával), versenytársat teremtve a mai legnagyobb repülőgép-óriásoknak, a Boeingnek és a Lockheed Martinnak, amelyek a Számos szakértő álláspontja szerint „kapzsi lett, és beleharapott a költségvetési tortába, amely túl zsíros, nem megfelelő az általa hozott előnyökhöz”.

A Falcon Heavy rakéta első kilövése

Mi a Falcon rakétafejlesztők fő technikai vívmánya?

Ivan Moiseev : Két fő eredményt azonosítanék, ezek egy kicsit változatosak.

Az első az, hogy még a jövőbeli Falcon 9 rakéta fejlesztési szakaszában is hozzáigazították a piaci követelményekhez. Különösen egyszerű, nyitott áramkörű motorokat használtak. Ezekben a turbószivattyúkat forgató generátorgázt egyszerűen leeresztik, nem pedig az égéstérbe vezetik, ahol további tolóerőt tud létrehozni.

Az ilyen motorokat elavultnak tekintik, kevésbé hatékonyak, mint a zárt áramkörűek. De mivel olcsóbbnak és egyszerűbbnek bizonyultak, a SpaceX nagy hasznot húzott ebből.

Másodszor, kidolgoztak egy visszatérési szakaszt. Ez már a SpaceX saját kezdeményezése, nem a NASA-val kötött szerződésekből származó források terhére történt, de így a cég meglehetősen sokat spórolhat a kilövéseken - akár 20-25 százalékot is.

Igor Afanasjev: Számos igazi eredmény van.

Először is: egy kétlépcsős közepes/nehéz osztályú hordozórakéta létrehozása, tömeggyártása és üzemeltetése, amely ma a legmagasabb tervezési hatékonysági mutatókkal rendelkezik oxigén-hidrogén üzemanyag felhasználása nélkül. A fokozatok számát és a hasznos teher tömegéhez viszonyított arányát tekintve a Falcon 9 hatékonyabb, mint az olyan hasonló osztályú hordozórakéták, mint az Ariane-5, a Long March 5, a Zenit, a Proton és hasonlók.

Másodszor: a leszállási technológia fejlesztése és a rakéta- és űrszállító rendszer legdrágább és általában elveszett elemének - a többmotoros első szakasz - újrafelhasználásának első szakaszai. Ha a leírt jellemzők beigazolódnak, ez a modern rakéta- és űrtechnológia trendjévé válhat.

Harmadszor: a kiugróan magas (a 2010-es évek amerikai hordozórakétáira nem jellemző) indítási arány és jó költségmutatók, amelyek lehetővé tették a kilövési piac jelentős részesedésének megszerzését, kiszorítva (vagy jelentősen mérsékelve a hagyományos szereplőket) hordozórakétáikat az 1960–1980-as évek technológiai felhasználásával készítettek.

Falcon Heavy oldalsó boosterek leszállása

A SpaceX rakéták első fokozatainak újrafelhasználása valóban költséghatékony lesz?

Ivan Moiseev : Nekem nagyon kétesnek tűnik, hogy azok az ígéretek, miszerint a használt első szakaszok visszatérés után azonnal, szinte előkészületek nélkül újra az űrbe kerülhetnek. Komoly ellenőrzésekre, tesztekre és az új bevezetésre való felkészülésre továbbra is szükség lesz. A SpaceX természetesen csökkentheti ennek költségeit, de vannak alapvető dolgok, amelyeket nem lehet csökkenteni.

De tény, hogy az indítási költségek akár 25 százalékos csökkentése is sok a rakétaipar számára, ez nagyon jó mutató. Ha sikerül mondjuk egy százalékkal csökkenteni az árat, az már komoly pénz, mert a dobások dollármilliókba kerülnek, itt pedig egyszerre 25. Elon Musk pedig bizonyos értelemben forradalmat csinált, mert a fejlesztők tehetetlensége a gondolkodás arra kényszerítette őket, hogy a leghatékonyabb motorokat készítsenek, és ne törődjenek annyira a színpad sorsával. De ő az ellenkezőjét tette, és eredményeket ért el.

Igor Afanasjev: Az első szakaszok ismételt felhasználása már kialakult. Igaz, ez a folyamat egyelőre a rakétablokkok kettős használatán múlik (de hamarosan még valamivel többet ígérnek, a Falcon 9 Block 5 hordozórakéta legújabb verziójának segítségével). Ez valódi költségmegtakarítást eredményezett? Nehéz megmondani - a cég (mint a legtöbb bevezetési szolgáltató) nem ad konkrét „árcédulákat”, vagy Musk szavát kell fogadni, vagy „kitalálni az ujjain”, a hivatalos képviselők által korábban megjelölt arányokkal. SpaceX.

Ha feltételezzük, hogy az első fokozat a teljes kétfokozatú Falcon 9 rakéta 60-80 százalékába kerül, akkor kétszeri használat esetén (a repülések közötti karbantartást nem számítva) az indítási költség egy hasonló rakéta költségének 60-70 százaléka. eldobható rakéta, háromszori használat esetén pedig 47-60 százalék. Musk mérnökeinek célja a költségek nagyságrendekkel történő csökkentése. Ezt rendkívül nehéz lesz megtenni, tekintettel arra, hogy a többszöri indítás során elkerülhetetlenül megjelennek a fent említett költségek a kilövésközi műveletek során, ideértve az elhasználódott mechanizmusok javítását, az újrabelépéskor elveszett hővédő területek helyreállítását, tisztítását. hajtórendszerekből származó korom stb. A Space Shuttle rendszer működése során egyébként ezek a költségek lényegesen magasabbnak bizonyultak, mint amire a fejlesztők számítottak...

A BFR szupernehéz rakéta becsült megjelenése

Mennyire reális a 150 tonnás BFR rakétaprojekt?

Ivan Moiseev : Ez a rakéta papíron marad, mint az előző projekt - a marsi transzporter. Az tény, hogy nincs rá vevő. Egy ilyen osztályú rakéta, a Saturn V szupernehéz holdrakéta osztályának kifejlesztése több tízmilliárd dollárba kerül, még akkor is, ha sokat spórolunk. Analógja, az SLS rakéta megalkotására már 30 milliárd dollárt költöttek.

A SpaceX-nek nincs ennyi pénze, és nincs más megrendelője ennek a rakétának, mert a NASA bolygóközi projektjei során saját SLS rakétája használatára koncentrál. Nincs ügyfél - nincs rakéta.

Igor Afanasjev: A BFR projekt méreteit tekintve nem nagyobb, mint a fél évszázadon át repült Saturn V, kilövési súlyát tekintve pedig könnyebb, mint a papíron maradt szovjet „Vulcan” hordozó, aminek az kellett volna. az „Energia” alapján kell létrehozni. A BFR oxigén-metán Raptor hajtóművei közel állnak a szovjet N-1 holdrakétán használt Kuznyecov NK-33-hoz. Az elemzők megjegyzik, hogy a projekt pénzügyi oldala már nem olyan reménytelen, mint korábban, és nem okoz tartós elutasítást a potenciális befektetők körében. Elképzelhető, hogy egy bizonyos forgatókönyv szerint a NASA is érdekelt lesz a projektben, mert a BFR egyik célja az ISS-t kiszolgáló Dragon űrszonda leváltása.

A projekt gazdaságosságától eltekintve elmondhatjuk, hogy a BFR megvalósíthatóságával kapcsolatban általában nincs különösebb kétség (mint a gyakorlat azt mutatja, szinte minden mérnöki megfogalmazású probléma megoldható, amely nem mond ellent a mechanika törvényeinek). De sok kérdés marad mind az egész koncepcióval kapcsolatban általában, mind pedig a részletekkel kapcsolatban. A szakaszok tökéletességének megállapított mutatóit továbbra is nehéz elérni. Nem tudni, mit kezdjünk az akusztikus terhelésekkel, amelyek a BFR első szakaszában majdnem kétszer olyan magasak, mint a Szaturnusznál. A megnövekedett akusztika megerősíti a szerkezetet, így sokkal nehezebb. A szkeptikusok felhívják a figyelmet az „egy univerzális rendszer, amely képes leszállni a Földre, a Holdra és a Marson, valamint minden más égitestre” elképzelés utópisztikusságát, ahogy Musk kijelenti. Nagyon nagy kétségek merülnek fel a „szállítószalag-kilövések” végrehajtásának lehetőségével kapcsolatban - és a Mars jövőbeni gyarmatosításához évente több ezer kilövésre van szükség!

Sok kérdést vet fel a rendszer tervezett működése, amely a BFR repülések utáni minimális javítási és helyreállítási munkákat, vagy azok teljes elhagyását, akár karbantartását biztosítja. Eközben még senki sem tudott eladni karbantartást nem igénylő felszerelést (kalapács, fejsze és egyéb felszerelés) – még az autók (repülőgépekről nem is beszélve) rendszeres karbantartáson esnek át. Teljesen érthetetlen, hogyan lehet jóval nagyobb terhelésnek kitett, nem javítható rakétarepülőgépet létrehozni?

Nem világos, hogyan oldják meg a BFR személyzetének és utasainak sürgősségi mentését egy rendellenes kilövés során. Musk mindent az utasszállító repüléssel való analógiára bont le, ahol sem a személyzetnek, sem az utasoknak nincs menekülési lehetősége vészhelyzetekben és katasztrófahelyzetekben. Ha akarod, ezekben az érvelésben találhatsz racionális szálakat, de figyelembe kell venni, hogy a „repülés vérrel írt története” több mint 100 éves múltra tekint vissza, miközben még egyetlen bolygóközi utasrepülést sem hajtottak végre. ki (szakemberek repültek a Holdra, és számukra a kockázat mindennapos jelenség volt), ezért a repülési tapasztalatok és kritériumok kiterjesztése a távolsági űrrepülésekre alaptalannak tűnik.

Ivan Moiseev : Ez tiszta fantázia. Először is, ki lesz ennek a projektnek a megrendelője? Ennek az ügyfélnek nem csak egy szupernehéz rakétára kell pénze lennie, hanem egy hajóra is, és a teljes infrastruktúrára, ennek a bázisnak a folyamatos ellátására. Egyes becslések szerint 500 milliárd dollárra van szükség ahhoz, hogy mindössze két űrhajóst leszálljanak a Marson, és visszaküldjék őket (és Musk, hadd emlékeztessem önöket, több száz ember küldését tervezi). A legnagyobb vásárló ezen a területen a NASA, évi 20 milliárd dolláros költségvetéssel. Vagyis ha a NASA csak a Marssal foglalkozik és semmi mással, akkor 25 évbe telik ennek a projektnek a megvalósítása.

Ezért ez a Marsról szóló beszéd beszéd marad. Amint elkezdik számolni a pénzt és megkérdezni, hogy „ki fizet?”, rögtön kiderül, hogy nincs kinek fizetni. Ráadásul a gépek egész jól működnek és rengeteg információt továbbítanak a Marsról, így tudományos szempontból nem lesz indokolt az emberes expedíció. Mi értelme van egy lakható bázisnak, ha a rover évekig utazhat és információkat gyűjthet?

Igor Afanasjev: Itt túl sok az „ha”... Ha a BFR projekt „beindul”, ha Musk megtalálja a szükséges pénzt, ha a rakéta repülési tesztjei a tervek szerint mennek, stb. De abból ítélve, hogy a SpaceX kiterjedt programjának megvalósítása mennyit késik a korábban közzétett tervekhez képest, valószínűleg nem.

De ez természetes: az asztronautikában minden következő lépés sokkal nehezebb, mint az előző, mintha egyre meredekebb létrán másznánk fel. Egy BFR méretű óriásrakéta megépítése nagy lépés, embereket küldeni a Marsra óriási lépés, a bázis építése pedig, sőt a következő évtized végére utópiának tűnik. Ráadásul a SpaceX elmúlt tíz évében elért összes jelentős sikere valamilyen módon a kormányzati szervek érdekeit szolgáló problémák megoldásához kapcsolódik. A NASA azonban azt tervezi, hogy a Marson (legalábbis egyelőre) önállóan száll le embereket, bár nem zárható ki teljesen a „magánbefektetők” bevonásának lehetősége (gondoljuk a SpaceX-et és esetleg a Blue Origin-t). A program. A probléma legtöbb technikai aspektusa megvalósíthatónak tűnik, bár a fejlődés mértéke elképesztő.

Grigory Kopiev interjút készített

© CC0

Amikor a Falcon 1 repül, akkor beszélünk.

Ha lesz szerződés a NASA-val, akkor beszélünk.

Amikor felépítik a hajót, akkor beszélünk.

Amikor rájönnek, hogyan kell rakétákat leszállni, akkor beszélünk.

Amikor felteszik a bárkára, akkor beszélünk.

Ön itt van.

De az „itt” természetesen nem jelent semmit. Röviden jellemezzük ezt a helyet.

Ön a harmincadik Irkutszki hadosztály utcában, a 8-as épület 219-es lakásában található.

Van a házában egy Magnolia bolt, tegnapelőtt állítólag marokkói mandarint hoztak, de még csak nem is olyan ízűek, mint az abházé. Egy percig még azon is töprengtél, hogy hol lehet ilyen savanyú húst termeszteni, de nincsenek verziói.

Az emeleti szomszéd folyamatosan fúr valamit, a lenti szomszéd a radiátort dörömböli. Először azt hitted, hogy túl hangos a tévéd, amikor tévéműsorokat nézel, de aztán a szomszédod úgy ébresztett fel, hogy hajnali háromkor megkopogtatta a radiátort, és valahogy megnyugodtál.

A tévében komoly vita folyik arról, hogy felelősségre kell-e vonni egy papot egy sikertelen rakétakilövés miatt. Előtte azt is komolyan megvitatták, hogy milyen filmeket lehetne készíteni a cárról, de nem emlékszel, milyen következtetésre jutottak. Abból ítélve, hogy a mauzóleum és a Voikovskaya állomás még mindig velünk van, valószínűleg bármelyik.

Ön itt van, ahol az egész világnak össze kell gyűjtenie a pénzt a súlyos betegek gyógyítására, és akkor ezeket a betegeket egy másik országban kell kezelni, mert itt, a harmincadik irkutszki osztály utcáján a pénz nem garantál semmit. .

Ahol az elnökválasztás annyira értelmetlen, hogy a jelöltek nyíltan beszélnek róla.

Ahol a nyugdíj-megtakarításait évek óta befagyasztották (és nem érti, mi az, de úgy érzi, hogy egy jó dolog nem nevezhető befagyasztottnak), és 8,5 milliárd rubelt találtak az ezredes lakásában.

Tegnap pénzt is találtál, kétszáz rubelt a télikabátod zsebében. Eleinte nagyon örültünk, aztán az ezredesről olvastunk.

Itt vagy, ahol a városnak mennie kell. És az az elképesztő, hogy miután leszűkítették az úttestet a központban, több torlódás alakult ki, ki gondolta volna.

Ahol végül is hatszáz rubelbe kerül a gombóc. Igen, valójában ez az ár sem garantál semmit, kivéve persze, hogy a gombóc vásárlása után hatszáz rubel kevesebb lesz.

Nos, vagyis figyelembe véve azt a tényt, hogy kétszázat talált, akkor a gombóc megvásárlása után mínusz négyszáz rubel lesz. Itt ez az aritmetika nem tűnik furcsának, itt a történelem, a matematika és a fizika törvényei másként viselkednek.

Úgy tűnik, hogy a kapott egy kicsit túljárt a lejárati dátumán, és bármi lehetséges benne, különösen, ha ez az egész valahogy felborítja.

Reggelente megnézed magad a tükörben, és látod feletted a tüzes betűket: „nem vonatkozik rá a garanciális javítás”.

Biztosan van itt valami jó is. De amúgy itt vagy. Nem ebben a fenti listában, hanem itt. Így kerültél a listára, látogatni, álmodozni.

Ami a jó dolgokat illeti, magadnak kell hozzátenned. Ezért esténként erős kávét főz, hosszú ideig néz tévéműsorokat fejhallgatóval, grillszószos galuskával eszi őket - még így sem nagyon hasonlítanak a galuskára.

2.45-kor felállsz a székből. Minden összekeveredett a fejemben az alváshiánytól és a tévésorozatoktól, a Flash ismét megmentette a bolygót, és álgombócot vacsorázott.

Felvesz egy kalapácsot, és megközelíti az akkumulátort. Eleinte ritkán kopogtatsz, várod, míg elhal a visszhang, aztán egyre gyakrabban. Az alábbi szomszéd válaszol először, de fokozatosan csatlakoznak a többiek is. Hajnali háromra az egész ház énekel.

Félreteszed a kalapácsot, és odamész a foglalathoz.

– Itt vagy – kiáltod a konnektorba.

„Itt vagyunk” – kiáltod a szellőzőbe.

- Itt vagyok! - kiáltod a nyitott ablakon keresztül, hogy a szomszéd ház ablakai is világítsanak.

Amikor felbocsátják az űrhajót a Holdra, akkor beszélünk.

Amikor leszáll a Marson, akkor beszélünk.