Запуск Starship Super Heavy — самой большой ракеты в истории человечества

Остались считанные часы до первой попытки запуска Starship Super Heavy — самой большой ракеты в истории человечества и ключевого дисраптора в космонавтике XXI века.

Где и когда смотреть, что стоит ждать от пуска в целом, возможные сценарии и интересные подробности

Если это первый пуск, за которым вы решили следить, то учтите: переносы — обычное явление и, скорее всего, будет несколько попыток.

Этот пуск станет кульминацией многолетней работы над самым амбициозным проектом в истории ракетостроения. Перед нами не просто самая большая и мощная ракета, а, скорее всего, прародитель первой многоразовой системы — такого еще никому не удавалось сделать.

Этот полет в каком-то смысле даже важнее, чем первый пуск лунной ракеты Saturn V или «Шаттла», потому что, вне зависимости от результата, история разделится на до и после. Возможно, концепт и вовсе окажется недееспособным, но такой результат тоже важен.

На данном этапе программа Starship получила разрешение на полеты в ближайшие 5 лет и отдельное разрешение на сегодняшний пуск.

Для запуска понадобились:

1. Лицензия на пуск от FAA.
2. Все временные ограничения на полеты в зоне.
3. Перекрытие дороги к площадке.
4. Уведомление об опасности в воде.
5. Уведомление об эвакуации.

То есть юридически Starship полностью готов к полету — было даже получено разрешение на запуск двигателей у воды, чтобы не сильно тревожить рыб (это не шутка, да).

А готов ли корабль технически?

На данном этапе есть полная уверенность, что да. Ускоритель B7 и сам корабль S24 более года поэтапно проходили все необходимые тесты, ломались и шли дальше. Более того, на обоих даже сняли предохранители с систем самоуничтожения, а это самый последний этап.

2 самых сложных этапа — полная заправка с отсчетом (успешно пройдена несколько раз) и полный прожиг 33 двигателей (завершился «почти полным» успехом). По сути, финальная проверка пройдет за секунду до старта, и SpaceX должна будет проявить максимальную аккуратность.

Какими бы ни были результаты полета, СМИ и хейтеры окрестят его неудачным по ряду причин (так уже было с Falcon 9). Поэтому ниже разберем основные критерии успеха и этапы этого пуска. Спойлер: нюансов очень много.

При идеальном сценарии Starship Super Heavy успешно взлетит, на высоте 64 км корабль отделится от ускорителя (и сам сядет в океане в 30 км от площадки), «Старшип» на высоте 121 км выключит свои двигатели, сделает почти полный виток и упадет в воду в 100 км от Гавайев.

Но, по сути, каждый отдельный этап этого полета — важный тест и проверка всей системы и концепта в целом. Самое страшное, что может произойти, — это взрыв на старте, корый почти уничтожит площадку. В заправленном состоянии в ракете 4600 тонн топлива, это очень большая бомба.

Сама площадка для пуска Starship уникальна примерно во всем, и несмотря на то, что их уже несколько и готовится оборудование еще для двух, потеря такой комплексной системы отбросит программу на 1,5 года. Так что поводов для беспокойства много.

А теперь давайте разбираться, какие этапы программы действительно важны, на что обращаем внимание и что в целом можно считать успехом. Важно: этот пуск называется орбитальным, хотя замкнутой орбиты не будет по соображениям безопасности, хотя топливо и запас скорости есть.

У Super Heavy уникальная и очень сложная конфигурация из 33 двигателей Raptor 2. Каждый двигатель по отдельности — произведение искусства, которое очень сложно запустить (но это отдельная тема). А зажечь на полную сразу 33 двигателя — это суперзадача.

Более того, во время ключевого прожига технически работал лишь 31 двигатель и не на полную мощность. Во время старта Super Heavy выдаст 7950 тонн тяги — это в 2 раза мощнее ракеты Saturn V, которая отправила людей на Луну. Так что мы идеем дело с абсолютным рекордом в истории.

20 двигателей внешнего контура запускаются с помощью подключаемой системы внутри стартового стола, а центральные 13 — через другую систему, имеют вектор тяги и могут перезапускаться во время полета. Так что успешно зажечь все 33 будет большим достижением.

По сути, через эту же систему сама ракета крепится к стартовому столу. Поэтому если ей удастся запуститься, оторваться от стола и пролететь башню, это можно будет считать частичным успехом очень сложной системы.

Стартовый стол для Starship Super Heavy имеет и другое важное отличие — в последствии он будет предназначен для быстрого переиспользования в течение нескольких месяцев, недель и дней. На данном этапе у него нет части систем подавления огня (только система защиты от детонации).

Сам стол ждут апгрейды после первого полета: на данном этапе он минимально защищен и ущерб будут внимательно анализировать, так как Starship умеет превращать огнеупорный цемент в цементный дождь. Еще недавно внешним пластинам добавили водяное охлаждение.

После того, как Starship пролетит башню, нас ждет самый опасный период полета, а именно — зона максимальных аэродинамических нагрузок, более известная как Max Q. Ее прохождение в целом считают ключевым достижением.

Примерно на высоте 12 км ракета наберет достаточно большую скорость, но атмосфера будет все еще очень плотной, что вызовет наибольшие перегрузки во время полета. С точки зрения всей конструкции это самый сложный этап, под который и закладывается вся прочность с запасом.

В целом прохождение Max Q будет ключевым успехом первого полета. Все, что дальше — приятный бонус. Если «Старшип» развалится в этот момент (а шанс велик), то значит у системы есть фундаментальные проблемы, которые будут анализировать и долго решать. Скрестим пальцы.

На высоте примерно в 64 км произойдет разделение ускорителя и корабля. Этот этап должен пройти без особых проблем, система стыковки там намеренно упрощена, насколько это вообще возможно. Starship продолжит набор скорости для орбиты, а Super Heavy выполнит сложный маневр.

Очень грубо говоря, Super Heavy сделает то, что буквально вчера делала первая ступень Falcon 9 (привет посадке на 3 двигателях). Бустер развернется, перезапустит центральные двигатели, чтобы замедлиться, чуть пролетит и начнет вход в атмосферу на достаточно высокой скорости.

Пусть вас не обманывает тот факт, что Super Heavy будет возвращаться не с орбиты — прогреет его нормально. И это еще одна из причин, по которой его делают из стали. Есть хороший референс от маленькой ракеты Electron, которая возвращается тоже в огне (простите за качество).

Технически бустер должен будет протестировать мягкую посадку в океан (будто садится на башню). Для этого он замедлится перед поверхностью воды в 30 км от стартовой площадки и аккуратно сядет на воду, если не взорвется. Если он останется цел, то откроются все клапаны, чтобы его затопить.

И если это не поможет, то есть официальное разрешение на использование огнестрельного оружия, чтобы продырявить Super Heavy. «Это не шутка, это Техас!» Но, отметая шутки в сторону, тащить через океан 70-метровый ускоритель с остатками горючего — не лучшая идея.

Возникает вопрос: а ведь кто-то может поднять ускоритель со дна и использовать для исследований? И это будет грубым нарушением закона, так как технически затонувшие части ракеты все еще принадлежат SpaceX и охраняются федеральными законами. Так что для трюка понадобится разрешение.

А вот сам Starship ждут долгие минуты набора скорости почти до орбиты. Но почему тогда просто его не вывести в космос? Потому что никто не хочет, чтобы на орбите болтался гигантский корабль, который неизвестно где войдет в атмосферу, если что-то пойдет не так.

При этом на орбите будут тестироваться и различные системы внутри самого корабля. Более того, груз тоже есть — несколько несчастных спутников Starlink V2, которые остались внутри отеска, люк которого заварили из соображений структурной целостности.

Безопасная утилизация «Старшипа» в нужном месте — часть плана. Более того, этот же план предусмотрен и для двух последующих полетов, для которых, видимо, будут использовать S26 и S27, даже не имеющих тепловой защиты. Но всяко лучше, чем бросать ступени на орбите как Китай.

Ну и, пожалуй, лучшая визуальная репрезентация входа Starship в атмосферу от @AlexSvanArt. Стоит уточнить, что текущая версия корабля имеет минимальные шансы пережить вход в атмосферу, так что кому-то повезет увидеть невероятное шоу.

Обломки Starship раскидает примерно в 100 км от побережья Гавайев. То, что останется от корабля, затонет на глубине 3 км. Но даже если «Старшип» переживет вход в атмосферу, то мягкая посадка все еще не входит в планы — из все тех же соображений утилизации.

Так что какой бы ни была следующая неделя — как минимум она будет очень захватывающей. Лично для себя я решил, что прохождение Max Q будет важной победой и хорошим фундаментом. SpaceX уже 2 года активно готовится к первому орбитальному пуску и была проделана колоссальная работа.

И даже если что-то пойдет не так, то ошибки — это тоже важные уроки, благодаря которым на раннем этапе можно будет исправить множество проблем. Главное — чтобы не случилось взрыва на стартовой площадке, остальное менее критично.

Это действительно начало новой эпохи и тест для всего ракетостроения. Я не говорю про Марс, а в первую очередь имею в виду, что Starship в теории сможет многократно увеличить массу и объем выводимых грузов и делать это часто. Нас ждут новые станции, миссии, телескопы и спутники.

Ну и самое главное — а где смотреть-то? Официальная трансляция начнется 17 апреля 2023 года в 15:15 по московскому времени. Пожалуйста, учтите, что наверняка будут задержки и переносы, но явно будет что рассказать детям. Сверхтяжелые ракеты появляются раз в десятилетия.

По материалам @KYKYPY3A_B