Через поломки к звездам

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

Сверхтяжелая ракета-носитель Starship компании SpaceX совершила после многих лет переносов первый орбитальный полет. И хотя и в этот раз не все прошло идеально, его все равно можно уверенно считать вехой в развитии космонавтики.

Первое, что обращает на себя внимание в системе Starship/Super Heavy (Super Heavy — название первой ступени комплекса, роль второй ступени играет, собственно, Starship),— это размеры. Более 120 метров высоты в сборе и 5 тыс. тонн стартовой массы. Из-за достаточно гладкой конструкции и нового стартового комплекса глазу трудно зацепиться за что-то на видеокадрах и снимках, и габариты чувствуются с трудом. Однако достаточно наглядным сравнением может служить то, что она в два с половиной раза тяжелее и выше Space Shuttle, собранного в стартовой конфигурации.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

28 сентября на орбиту поднялась самая тяжелая ракета-носитель в истории: ранее рекорд принадлежал ракете программы «Аполлон» — Saturn V, масса которой приближалась к 3 тыс. тонн. Подобные размеры коррелируют и с массой выводимой полезной нагрузки — в перспективе в одноразовом использовании (то есть когда обе ступени используют все топливо при подъеме, не оставляя на торможение и возврат на Землю) масса полезной нагрузки, выводимой на низкую околоземную орбиту, может приближаться к 200 тоннам.

Вероятно, подобные миссии будут крайне редки — в большинстве случаев Starship/Super Heavy будет использоваться многоразово, и в этом еще одно отличие от существующих систем. И Space Shuttle, и «Энергия-Буран», и Falcon 9, и Falcon Heavy это частично многоразовые системы. Даже в самом оптимальном случае часть комплекса у них используется однократно — например, у ракет семейства Falcon это верхняя ступень, которая, собственно, и выводит полезную нагрузку на орбиту.

Starship, в отличие от них, должен будет выгружать полезную нагрузку из грузового люка, а потом выдавать тормозной импульс и совершать мягкую посадку. Первая ступень Super Heavy должна будет совершать посадку подобно первым ступеням ракет-носителей семейства Falcon, но, в отличие от них, прямо на свой стартовый комплекс, где ее будут подхватывать «руки» так называемой «Мехазиллы».

В совокупности резкое увеличение массы полезной нагрузки, полная многоразовость и — в теории — простота в эксплуатации должны позволить совершить Starship/Super Heavy крупнейшую революцию на рынке пусковых услуг, даже большую, чем ту, которую привнес Falcon.

Однако создание самой амбициозной ракеты-носителя в истории, будто сошедшей с картинок ретрофантастики, идет довольно непросто. Прошедший полет стал четырнадцатым для испытаний ракеты-носителя в сборе с 2023 года и первым орбитальным. Ранее тестировали отдельные моменты, например трижды Super Heavy успешно садился на стартовом комплексе. В этом полете, несмотря на то что он носил испытательный характер, Starship «попутно» развернул на орбите 26 спутников Starlink новой серии V3. Более крупных, чем раньше,— примерно по 2 тонны каждый: больше 50 тонн на низкой околоземной орбите, это почти предельная нагрузка для Falcon Heavy!

Однако сохраняются и проблемы с надежностью. На этапе вывода отказал один из двигателей ступени Super Heavy и еще один отказал при посадке. К счастью, в общей сложности их 33, что дает известную терпимость к отдельным отказам.

Куда более серьезной проблемой было то, что отказал на этапе вывода один из шести двигателей Starship.

Хотя более долгой работы остальных двигателей было достаточно для вывода на расчетную траекторию, отказ двигателя сначала поставил под вопрос довывод Starship на орбитальную траекторию (в случае перестраховки, как и предшественники, он бы сел в Индийском океане, совершив суборбитальный полет), а потом привел к решению значительно сократить его длительность: вместо планировавшихся шести оборотов вокруг Земли было совершено два неполных.

Дело в том, что по-настоящему кошмарным сценарием является полный отказ силовой установки на орбите — если не удастся выдать расчетный тормозной импульс, то Starship упадет на Землю из-за медленного торможения о верхние слои атмосферы через какое-то время сам… но в случайном месте и не разрушившись полностью при даже неуправляемом прохождении атмосферы.

Starship/Super Heavy предстоят еще долгие испытания. Например, не отработано еще возвращение самого корабля, только заход на посадку. И тем более не отработано повторное многократное использование. Однако в следующем году параллельно испытаниям SpaceX начнет постепенно использовать его для вывода своих спутников — не только связных Starlink, но и прототипов орбитальных дата-центров.

К коммерческой эксплуатации для сторонних заказчиков он будет готов еще не скоро, но на обозримую перспективу компании более чем достаточно будет и своих грузов. Особенно учитывая, что относительно ее планов создание системы довольно затянулось. Компания подчеркивает, что планирует скоро выводить из эксплуатации ракеты Falcon. Хотя еще неясно, насколько универсальным средством вывода полезной нагрузки сможет стать Starship и насколько он будет удобен для вывода чего-то отличного от похожих на чемоданы спутников компании, под которые и явно спроектирован отсек полезной нагрузки.

Также не стоит забывать, что Starship является одним из центральных компонентов американской лунной программы «Артемида». Один из посадочных модулей программы не только создан на его основе, но и требует полноценного ввода системы в регулярную эксплуатацию («лунный» Starship после взлета с Земли должен заправляться от Starship-танкера, который, в свою очередь, будет заправлен от обычных Starship, «по капельке», в ходе десятков полетов). В следующем году в ходе миссии Artemis III в полете на околоземной орбите пилотируемый корабль Orion должен состыковаться с имитатором лунного Starship. Имитатором, потому что даже «прототипом» его не назвать — это будет обычный Starship с приделанным стыковочным модулем, который никуда не ведет: заранее сказали, что сделать «начинку» пилотируемого корабля не успевают.

Как в таком сценарии планировать высадку на Луну в 2028 году, конечно, непонятно — есть параллельный проект лунного модуля Blue Moon компании Blue Origin, но с ним свои сложности.

В первую очередь SpaceX, конечно, думает о своих коммерческих перспективах и продолжении развития собственных спутниковых группировок и предложения пусковых услуг. Falcon позволили им стать лидерами на несколько лет, но в этом году в затылке почувствовалось дыхание конкурентов — компания Blue Origin в прошлом году посадила, а в этом повторно использовала ступень своей тяжелой ракеты-носителя New Glenn, а позднее сразу две успешные мягкие посадки совершили китайские ракеты. Так что SpaceX и шире американской космической отрасли введенный в эксплуатацию Starship позволит вновь оторваться от нагоняющих конкурентов. Китай открыто заявил о разработке аналогов Starship, но наверняка ему потребуется значительное время.

Хотя нельзя сказать, что космонавтика буквально изменилась за вчерашний день, но с исторической точки зрения это, несомненно, этапное событие.

Александр Ермаков, научный сотрудник Центра международной безопасности ИМЭМО РАН