Starship проверит сможет ли SpaceX избежать проблем космических шаттлов
Starship, как и шаттл, строят вокруг одной идеи: космический корабль должен взлететь, вернуться и снова пойти в полет. Но SpaceX хочет сделать систему полностью многоразовой. Это значит, что возвращаться должны не только отдельные ступени, как у Falcon 9, а весь ракетно-космический комплекс.
Источник: SpaceX via X. Космический корабль Starship.
МОСКВА, 27 апреля. /Новости науки/. Новый корабль Starship V3 компании SpaceX Илона Маска может впервые отправиться в испытательный полет уже в мае. Главным испытанием для него станет возвращение в атмосферу Земли. Именно этот этап когда-то сделал многоразовые шаттлы NASA слишком сложными и дорогими в обслуживании, пишет Science.
Starship, как и шаттл, строят вокруг одной идеи: космический корабль должен взлететь, вернуться и снова пойти в полет. Но SpaceX хочет сделать систему полностью многоразовой. Это значит, что возвращаться должны не только отдельные ступени, как у Falcon 9, а весь ракетно-космический комплекс.
Проблема в том, что при входе в атмосферу корабль сталкивается с огромной энергией. По словам инженера-аэрокосмика Университета штата Юта Стивена Уитмора, аппарат возвращается с низкой околоземной орбиты на скорости около 25 Махов, то есть почти 30 тыс. км/ч. Вся энергия, которую ракета получила при старте, должна рассеяться за короткое время. От входа в плотные слои атмосферы до посадки проходят примерно 15 минут.
Самая опасная зона — передние кромки и участки корпуса, которые первыми встречают поток воздуха. Уитмор отметил, что температура в таких местах может достигать 5000–7000 °C. Ни один обычный материал не способен долго выдерживать такие условия.
Инженеры используют два основных подхода к защите. Первый — накопить тепло и затем медленно отдать его. Так работали теплозащитные плитки шаттлов. Второй — абляция, когда материал постепенно сгорает или испаряется и уносит с собой часть тепла. По оценке экспертов, теплозащита Starship, вероятно, сочетает оба принципа, хотя точный состав SpaceX не раскрывает.
Шаттлы NASA показали, что многоразовость сама по себе не гарантирует дешевый доступ в космос. Их плитки были легкими и жаростойкими, но хрупкими. После каждого полета аппарат приходилось тщательно проверять и во многом фактически заново готовить к старту. После катастрофы Challenger в 1986 году требования к безопасности стали еще жестче, а обслуживание — еще дороже.
Starship должен решить эту проблему за счет другой архитектуры и более быстрого обслуживания. Но полная многоразовость имеет цену. Для управляемой посадки нужно оставить топливо, а это уменьшает полезную нагрузку. Кроме того, возвращаемые элементы становятся слишком ценными, поэтому инженерам приходится осторожнее подходить к риску.
Считается, что коммерчески такой путь может быть оправдан, но надежные полностью многоразовые ракеты станут обычной технологией не сразу. По его оценке, на это может уйти около 30 лет.
По данным Space.com, SpaceX уже провела полноразмерное огневое испытание верхней ступени Starship V3. Следующий полет должен стать 12-м испытанием Starship в целом и первым для версии V3. Сервис Next Spaceflight также указывает, что Flight 12 намечен не ранее мая 2026 года.
Starship, как и шаттл, строят вокруг одной идеи: космический корабль должен взлететь, вернуться и снова пойти в полет. Но SpaceX хочет сделать систему полностью многоразовой. Это значит, что возвращаться должны не только отдельные ступени, как у Falcon 9, а весь ракетно-космический комплекс.
Проблема в том, что при входе в атмосферу корабль сталкивается с огромной энергией. По словам инженера-аэрокосмика Университета штата Юта Стивена Уитмора, аппарат возвращается с низкой околоземной орбиты на скорости около 25 Махов, то есть почти 30 тыс. км/ч. Вся энергия, которую ракета получила при старте, должна рассеяться за короткое время. От входа в плотные слои атмосферы до посадки проходят примерно 15 минут.
Самая опасная зона — передние кромки и участки корпуса, которые первыми встречают поток воздуха. Уитмор отметил, что температура в таких местах может достигать 5000–7000 °C. Ни один обычный материал не способен долго выдерживать такие условия.
Инженеры используют два основных подхода к защите. Первый — накопить тепло и затем медленно отдать его. Так работали теплозащитные плитки шаттлов. Второй — абляция, когда материал постепенно сгорает или испаряется и уносит с собой часть тепла. По оценке экспертов, теплозащита Starship, вероятно, сочетает оба принципа, хотя точный состав SpaceX не раскрывает.
Шаттлы NASA показали, что многоразовость сама по себе не гарантирует дешевый доступ в космос. Их плитки были легкими и жаростойкими, но хрупкими. После каждого полета аппарат приходилось тщательно проверять и во многом фактически заново готовить к старту. После катастрофы Challenger в 1986 году требования к безопасности стали еще жестче, а обслуживание — еще дороже.
Starship должен решить эту проблему за счет другой архитектуры и более быстрого обслуживания. Но полная многоразовость имеет цену. Для управляемой посадки нужно оставить топливо, а это уменьшает полезную нагрузку. Кроме того, возвращаемые элементы становятся слишком ценными, поэтому инженерам приходится осторожнее подходить к риску.
Считается, что коммерчески такой путь может быть оправдан, но надежные полностью многоразовые ракеты станут обычной технологией не сразу. По его оценке, на это может уйти около 30 лет.
По данным Space.com, SpaceX уже провела полноразмерное огневое испытание верхней ступени Starship V3. Следующий полет должен стать 12-м испытанием Starship в целом и первым для версии V3. Сервис Next Spaceflight также указывает, что Flight 12 намечен не ранее мая 2026 года.
