Цель — Марс: большая ракета Илона Маска
Обсудить 0
В первые Илон Маск объявил о старте работ над ракетами большой грузоподъемности в 2010 году. В отличие от классической схемы «эскиз — чертеж — производство», создатели BFR словно ступают на ощупь, постоянно возвращаясь назад, пересчитывая и взвешивая новые варианты. В то время как в порту Лос-Анджелеса готовится площадка для строительства и обслуживания BFR, а производство некоторых компонентов уже началось, даже окончательный внешний облик ракеты остается не определен. Такой подход вызывает волну критики: дескать, в SpaceX просто не знают, что делают. Однако и привычные схемы отчего-то не слишком работают: сверхтяжелая ракета NASA SLS уже пятый год зависла на этапе строительства, сроки завершения постоянно сдвигаются, и наличие одобренных и подписанных чертежей в этой ситуации никак не помогает.
Кроме того, очередные изменения касаются в основном второй ступени BFR. Первая остается практически неизменной, для нее уже созданы и отработаны топливные баки и другие элементы. Главная новинка в архитектуре ракеты — сменные многоразовые вторые ступени. Так что нет ничего удивительного в том, что доработка их продолжается и во время постройки прототипа. Предполагается, что первый экземпляр BFR будет собран в порту Лос-Анджелеса и морским путем доставлен во Флориду для запуска: наземный транспорт не справится с таким масштабным грузом. Планируется, что после старта с мыса Канаверал отработавшие ступени сядут на морские платформы и будут отбуксированы обратно в Лос-Анджелес для проверок и подготовки к следующему запуску.
Сядут все
Ключевым отличием BFR от всех существующих в настоящее время ракет должна 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 будет вертикально, используя двигатели и раскладывающиеся опоры, на начальных этапах полета утопленные в корпус.
Однако второй ступени придется садиться не только на Земле, но и на Марсе, доставляя людей и грузы. Поэтому внешне она больше похожа не на обычную цилиндрическую ступень ракеты, а на космоплан из будущего — с небольшими наплывами дельтовидных крыльев в верхней и нижней частях и закрылками, необходимыми для маневрирования. Потребуется и больше топлива, из-за чего вторая ступень BFR лишь ненамного меньше первой. Большинство современных ракет производят из сплавов легких металлов, однако Илон Маск создает BFR из нержавеющей стали. Причин этому называется несколько: прежде всего «нержавейка» дешевле современных композитов, а кроме прочего, с таким корпусом BFR получит абляционный тепловой щит, работающий при торможении в плотных слоях атмосферы. Сквозь специальные клапаны остатки топлива, метана, будут поступать на поверхность ракеты, предохраняя ее от перегрева.
Big Falcon Rocket (BFR) (SpaceX) и Space Launch System (SLS) (Boeing, ULA, Northrop Grumman)
|
BFR |
SLS |
|
Высота: 118 м Полная масса с топливом: 4400 т |
Высота: 111,2 м Полная масса с топливом: 2490 т |
|
Первая ступень Super Heavy |
Первая ступень |
|
Габариты: 63×9 м Полная масса: 3065 т Двигатели: 7 Raptor Тяга: 61 800 кН Ускорители: отсутствуют |
Габариты: 64,6×8,4 м Полная масса: 979,5 т Двигатели: 4 водородно-кислородных Aerojet Rocketdyne RS-25 Тяга: 7440 кН Ускорители: 2 твердотопливных общей тягой 32 000 кН |
|
Вторая ступень Starship |
Вторая ступень Block 1 (Block 2) |
|
Габариты: 55×9 м Полная масса: 1335 т Двигатели: 31 метаново-кислородный Raptor Тяга: 13 900 кН |
Габариты: 13,7×5 (13,7×8,4) м Полная масса: 30,7 т Двигатели: 1 (4) водородно-кислородный Aerojet Rocketdyne RL10 Тяга: 110 (440) кН |
|
Полезная нагрузка |
|
|
На низкую околоземную орбиту: 100 т На Луну (с дозаправкой на орбите): 100 т К Марсу (с дозаправкой на орбите): 100 т |
На низкую околоземную орбиту: 130 т На Луну (с дозаправкой на орбите): 37 т К Марсу (с дозаправкой на орбите): 45 т |
На первой ступени, получившей название Super Heavy, будут использоваться двигатели Raptor на метане и кислороде — одной из самых эффективных и безопасных для окружающей среды топливных пар. 7 февраля 2019 года инженерам SpaceX удалось вывести прототип двигателя на проектную мощность. У второй ступени двигателей будет семь: разработчики объединили ее с космическим кораблем в одну структуру — Starship, получив огромный (на 18 м длиннее «шаттлов») космолет с возможностью дозаправки на орбите, посадки на Марсе и (после пополнения запасов топлива) даже взлета с его поверхности. Впрочем, «гибридная» вторая ступень сумеет взять на себя не только марсианские миссии. Инженеры SpaceX сообщили о разработке — пока что — трех специализированных модификаций.
Три гибрида
Ключевым вариантом как в грузовой, так и в пилотируемой версии станет, конечно, BFR Starship — ступень с космическим кораблем. Большое пространство обещает приемлемые условия для небольшого экипажа или даже группы колонистов: по последним данным, BFR Starship будет иметь от 850 до 1000 кубометров герметизированного объема и еще 88 кубометров для грузов и приборов, которые не боятся открытого космоса. Это сравнимо с пространством большого пассажирского самолета вроде Airbus A-380 — в космосе ничего подобного еще не бывало. Считавшиеся просторными для работы и полета восьми астронавтов космические челноки Space Shuttle имели лишь 86 кубометров загерметизированного пространства, разделенного на полетную палубу и пассажирский отсек.
Архитектура будущей миссии на Марс
Вторая версия второй ступени BFR будет вспомогательной: ее задача — обеспечить выполнение дальних космических миссий кораблями Starship. Заправщик BFR Tanker — видимо, беспилотный и с возможностью автоматической стыковки в космосе — позволит пополнить запасы топлива на орбите перед отлетом, а сам вернется для новой заправки на Землю. Наконец, модификация BFR Satellite Delivery Spacecraft с большими открывающимися створками (как у «шаттлов») предназначается для запуска спутников.
В настоящее время на строящемся космодроме Бока-Чика на юге Техаса уже готов макет будущей ступени Starship. В конце января его повалило ветром, но все удалось восстановить за несколько недель: Starhopper — просто пустой цилиндр, необходимый для тестирования двигателей Raptor. Похожий на обрубленный Starship, он будет садиться при помощи двигателей и совершать атмосферные прыжки — сперва невысоко, затем на несколько километров.
