1 МАЯ 2020, TIM DODD, EVERYDAY ASTROUNAVT
ВЕБ-ВЕРСИЯ: FLORIAN KORDINA И JOEY SCHWARTZ
Видео, выпущенное Everyday Astronaut на этой неделе, рассказывает о SLS и Starship. В видео и в этой статье рассказывается, как они связаны с планами НАСА по возвращению на Луну к 2024 году.
Видео по которому написана статья
ВВЕДЕНИЕ
НАСА только что объявило свой выбор лунных кораблей для программы Artemis. К всеобщему удивлению, огромный космический корабль Starship SpaceX стал одним из трех кораблей, выбранных НАСА наряду с Blue Origin и Dynetics.
Понятно, что это вызывает много вопросов. На некоторые из них мы ответим в моем следующем видео/статье: «Должно ли НАСА просто отменить SLS и использовать Starship и/или другие коммерческие ракеты-носители для Artemis?»
Но сначала, я думаю, нам нужно рассмотреть множество спорных вопросов об этих двух ракетах. Сейчас, как никогда, пришло время по-настоящему сравнить их напрямую друг с другом.
ПОЧЕМУ ДВЕ МЕГА-РАКЕТЫ?
Это может войти в учебники истории как исторический курьёз, что эти две ракеты существовали одновременно. Несмотря на то, что они имеют очень похожие возможности, вы не сможете придумать более противоположные варианты. Воплощение двух принципиально уникальных инженерных подходов.
Boeing и НАСА строят свой проект на протяжении многих лет с опытными специалистами по ракетостроению. В отличие от этого, Starship строится на поле в Техасе «разномастной командой космических ковбоев». Некоторые из которых ранее строили водонапорные башни.
КАК СРАВНИТЬ ЭТИХ ЗВЕРЕЙ?
Давайте сегодня рассмотрим историю и развитие Starship и SLS. Кроме того рассмотрим космический корабль Orion и все остальное, необходимое для миссий «Артемиды», включая их конструктивные особенности и возможности.
Как только мы сделаем это, я думаю, мы сможем ответить на поставленный вопрос. Как это возможно, что две ракеты, такие как SLS и Starship, существуют одновременно? Должны ли они существовать одновременно? При этом одна из них — самая амбициозная ракета из когда-либо задуманных. А другой проект живёт прошлым. Это буквальное повторное использование старых частей от эпохи «космических челноков».
Как мы вообще оказались в такой ситуации? Две самые мощные ракеты из когда-либо сделанных, и они выходят в мир одновременно. Нам есть, что рассказать об этом. Давайте начнем.
ЧТО ТАКОЕ СВЕРХТЯЖЕЛАЯ РАКЕТА-НОСИТЕЛЬ?
Вы, ребята, знаете меня. Как только я погрузился в тему «SLS vs Starship», я слишком увлёкся, отвечая на свои вопросы. Я глубоко вник в тему и изменил многие свои предположения, в которых ошибался. И все, что «сварил», мы рассмотрим детально и глубоко! Это безумие!
НАСА И SPACEX НЕ КОНКУРЕНТЫ!
Сразу же, мы должны уточнить одну вещь. НАСА и SpaceX не являются конкурентами. Если вы любите SpaceX, вы можете поблагодарить НАСА за это. НАСА — самый большой клиент SpaceX и их самый большой сторонник. Помните об этом.
Это стало совершенно очевидным сейчас, чем когда-либо прежде, после начала инвестирования НАСА Starship по программе «Артемида». Доказательством тому могут быть логотипы НАСА по всей ракете SpaceX Falcon 9 для миссии Commercial Crew. Нелишне вспомнить, что отношения между НАСА и SpaceX продолжаются с основания компании.
SpaceX 'Falcon 9 с ретро-логотипом НАСА на боку. Эта конкретная ракета предназначена для DM-2. (Предоставлено: НАСА)
Если бы не первоначальные инвестиции НАСА в размере около 400 миллионов долларов для космических аппаратов Falcon 9 и Dragon, SpaceX не было бы сейчас. Плюс, многомиллиардные контракты CRS и Commercial Crew помогли SpaceX подняться туда, где они находятся сегодня.
НАСА делает невероятные вещи. Они занимаются жизненно важными исследованиями и наукой, которые ни одна частная компания не сделала бы и не могла бы сделать. Они многое делают «за кадром», вещи, которые часто остаются незамеченными. В моем предыдущем видео, в котором сравнивались SLS и Starship, я объяснил, почему несправедливо сравнивать НАСА, как организацию, непосредственно с частной компанией SpaceX.
ДАВАЙТЕ ВМЕСТЕ!
Как вы, ребята, знаете, я в основном за командную работу. Мне нравится побуждать мою аудиторию бороться с трайбализмом, а не просто думать, что одно лучше, а все остальное — отстой. Но с учётом того, как НАСА строит и эксплуатирует ракеты, мы можем правильно сравнить плюсы и минусы этих двух систем. Я уже знаю, что для многих из вас — «Оранжевая ракета» «плохая», а «Блестящая ракета» «хорошая», или наоборот. Так что давайте соберёмся вместе, споём «Kumbaya» и просто примем тот факт, что у нас есть несколько мега-ракет!
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВЕРХТЯЖЕЛОЙ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ
Теперь, когда погасили эмоции, давайте определимся с термином «Ракета-носитель сверхтяжёлого класса» (SHLLV). Я просто хотел объяснить, почему мы не включили в это сравнение такие ракеты, как грядущий New Glenn от Blue Origin или другие тяжелые пусковые системы. Аэрокосмическая промышленность рассматривает SHLLV как ракету, которая может вывести более 50 метрических тонн на низкую околоземную орбиту (LEO).
Сверхтяжелые ракеты-носители могут выводить на орбиту ещё более тяжёлые объекты. Это означает, что они обладают возможностью отправлять потенциально огромные аппараты на Луну. Или они способны отправлять межпланетные аппараты по прямым траекториям к объектам солнечной системы без традиционных гравитационных манёвров. Это означает, что полёт до далеких объектов системы будет в три раза быстрее!
ВСЕ РАКЕТЫ SHLLV: ПРОШЛОЕ И НАСТОЯЩЕЕ.
Исторически, было только пять ракет сверхтяжёлого класса, построенных для полёта. И только четыре системы запуска были успешными в полете. Это американская ракета-носитель Saturn V эпохи 1960-х годов, которая могла поднять 140 тонн на LEO. Также в 1960-х, начале 70-х годов, в Советском Союзе была неудачная ракета-носитель Н-1, предназначенная для выведения 95 тонн на LEO. В 1980-х годах в Советском Союзе была также дважды запущенна ракета-носитель «Энергия», которая могла выводить 100 тонн на LEO.
На сегодняшний день единственная летающая ракета SHLLV — Falcon Heavy от SpaceX. Официально она может вывести около 64 тонн на LEO в одноразовом варианте. Если запускать в многоразовом режиме, она все равно может вывести более 50 тонн на LEO. До сих пор Falcon Heavy не нужно было летать в одноразовом варианте, и это может никогда не потребоваться.
КОСМИЧЕСКАЯ ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА STS: ПРОГРАММА SPACE SHUTTLE
И, наконец, у нас был «космический челнок» Space Shuttle —или, как это официально названо НАСА, — Космическая Транспортная Система (STS). Если мы добавим орбитальный аппарат в качестве части полезной нагрузки, технически STS может вывести на орбиту 122,5 тонны. Теперь мы должны указать, что следуя этой логике, если вы включите, скажем, базовую ступень SLS, которая может выйти на орбиту, если этого захотеть, добавит ещё 80 тонн к своей полезной нагрузке.
Но STS была просто другим «зверем», и вы должны учитывать орбитальный аппарат как полезную нагрузку, которая выходила на орбиту, но фактическая полезная грузоподъёмность составляла всего 27 тонн. Хотя и было предложение Shuttle-C, чтобы сделать STS сверхтяжёлой пусковой системой, мы проигнорируем её и продолжим.
Если люди хотят вернуться на Луну как можно скорее, или, особенно, если мы хотим попасть на Марс, нам абсолютно необходимы серьёзные возможности по выведению на орбиту. Я думаю, что давно наступило время для таких миссий. Я снова хочу людей на Луну! В 4к! Или 8K, что ещё лучше! Отправить туда MKBHD!
ПРОГРАММЫ ARTEMIS И GATEWAY
Прежде чем мы начнём изучать факты о SLS и Starship, мы рассмотрим возвращение на Луну с помощью программы Artemis НАСА. НАСА уже выполнила значительный объем работы, выдели средства и наметила цели для превращение «Артемиды» в реальную программу.
В этой статье вы еще услышите, как «Артемида» часто «разбрасывается» без меры. Мы могли бы объединить будущую лунную космическую станцию Gateway с Artemis. Вместо этого мы ограничимся рассмотрением SLS, Orion и Human Lander Systems. Чтобы было ясно, Artemis для SLS, как Apollo был для Saturn V. Это название программы, а не ракета или космический корабль.
На данный момент Gateway не предусмотрен для первой или двух первых миссий, которые запланированы для высадки астронавтов на лунную поверхность. Хотя строительство Gateway планируется для будущих миссий, мы просто сосредоточимся на полете к Луне и на оборудовании, непосредственно относящегося к этому.
ИСТОРИЯ SLS И ORION
Мы расскажем некоторые факты прямо перед тем, как столкнём эти две ракеты лоб в лоб! Во-первых, я думаю, что многие люди имеют неправильное представление о том, как и почему НАСА разрабатывало SLS и Orion. Или как эти программы вписываются в планы «Артемиды». Во-вторых, мы перейдём к истории Starship с его быстрым развитием.
ПОСТ-КОЛУМБИЙСКАЯ ТРАГЕДИЯ, ПРОГРАММА «СОЗВЕЗДИЕ»
После трагедии космического корабля Columbia (Колумбия) НАСА пересмотрело свои дальнейшие планы. Начались поиски замены средств доступа на низкую орбиту в программе Space Transportation System (Космическая транспортная Система). НАСА сменило свои приоритеты на исследование дальнего космоса, и для этого им нужно было построить большую ракету.
Первоначальным планом НАСА для дальнего космоса и LEO была программа Constellation (Созвездие). Пилотируемый корабль с ракетой Ares I заменял Shuttle в миссиях на LEO. НАСА запланировала ещё большую ракету под названием Ares V для своих миссий по исследованию Луны и Марса. После медленного прогресса и огромного перерасхода средств, как все указано в докладе Augustine Commission (Комиссии Августина) за 2009 год, программа «Созвездие» была закрыта.
Ракета Ares-1X взлетает 28 октября 2009 года. (Источник: NASA)
SLS: СИСТЕМА КОСМИЧЕСКОГО ЗАПУСКА, АКА «СИСТЕМА ЗАПУСКА СЕНАТА»
Закон об авторизации НАСА 2010 года дал указание НАСА разработать Space Launch System («Систему Космического Запуска). Она должен была поднимать от 70 до 100 метрических тонн на LEO, а позже — до 130 тонн и более. Ракета-носитель должна быть в состоянии поднять пилотируемый корабль Orion Crew, так как его разработка продолжалась, а Конгресс потребовал, чтобы НАСА работало с существующими партнёрами, которые уже работают по теме.
Первоначально НАСА надеялась быстро и эффективно запустить сверхтяжёлую ракету, как того требовала директива от Конгресса. Они должны были полететь до 31 декабря 2016 года! НАСА выполнило анализ показателей качества проекта и сократило его до пяти различных вариантов ракеты-носителя. Некоторые из них выглядели захватывающе, с диаметрами базовой ступени в десять метров и двухступенчатым двигателем с дожиганием генераторного газа, обогащённым кислородом. Анализ проводился по следующим критериям: реализуемость 55 процентов; график работ 25 процентов; грузоподъёмность 10 процентов и программное обеспечение 10 процентов.
Сравнение того, что было бы ракетой Ares V и SLS. (Источник: НАСА)
SLS С НАСЛЕДИЕМ STS
НАСА остановилось на варианте, известного теперь как SLS. Хотя SLS и Ares V выглядят очень похоже, SLS на самом деле был довольно новой конструкцией. Это определенно было связано с ранним предложением ракеты под названием Direct (Прямой). SLS максимально использовала оставшиеся части и средства (буквально) от Space Shuttle. Их умозрительный подход заключался в том, что такой подход должен облегчить быстрое создание прототипа и испытания самой мощной ракеты из когда-либо созданных.
НАСА постаралось максимально приблизить проект к прошлой Space Transportation System. Тем самым осчастливив некоторых подрядчиков, их сотрудников и членов Конгресса. Это проектное решение гарантировало (или так предполагало), что средства будут продолжать поступать к подрядчикам Shuttle.
КОНТРАКТ «СТОИМОСТЬ-ПЛЮС»
В отличие от «Коммерческого Экипажа», НАСА будет продолжать работать с подрядчиками эпохи «Шаттлов», используя схему финансирования по принципу «затраты-плюс». На практике это означает, «вот сколько денег мы вам дадим, чтобы сделать это, но мы также оплатим счета на все, что выходит за рамки бюджета».
Финансирование разработки SLS колеблется в пределах около 1,5 миллиардов долларов в год начиная с 2011 года. Космический корабль Orion получает чуть более 1 миллиарда долларов в год, также с 2011 года. НАСА заверило подрядчиков, что у них будет достаточно ресурсов для реализации этих проектов. Подрядчики остались в рамках реалистичного бюджета НАСА, который соответствовал уровням финансирования НАСА в эпоху Space Shuttle.
Тем не менее, проблема, связанная с заключением контрактов с оплатой издержек, заключается в том, что у них очень мало стимулов оставаться в бюджете и придерживаться графика работ. Фактически, «проскальзывание» графика работ буквально означает больше денег для подрядчиков. Основной подрядчик по программе SLS, Boeing, получает больше всего денег по проекту. НАСА периодически проводит обзоры эффективности своих подрядчиков. Тем не менее, правительственные чиновники все ещё ругают НАСА за то, что оно слишком легко обращается с некоторыми из этих подрядчиков. Об этом позже.
СХОДСТВО SLS С SHUTTLE ТОЛЬКО ВНЕШНЕЕ
Хотя SLS буквально выглядит как гигантский бескрылый «космический челнок», НАСА внесло множество изменений в конструкцию ракеты. Например, они увеличили его грузоподъёмность и снизили расходы. Вот краткое изложение изменений.
SLS будет иметь SRB (боковые твёрдотопливные ускорители) с пятью сегментами в отличие от SRB с четырьмя сегментами, которые были у STS. В отличие от Space Shuttle, у этих ускорителей отсутствует возможность повторного использования. Они имеют другую конструкцию сочленений, которая не позволяет газам выходить во время полёта. Редизайн гарантирует, что мусор не повредит сопла двигателей RS-25 расположенных рядом.
Solid Rocket Booster (SRB) для SLS во время теста. Фрагменты, летающие вокруг, — это недавно разработанная пробка. (Источник: НАСА)
Базовая ступень выглядит как внешний топливный бак Space Shuttle. Кроме внешнего вида, в нем нет практически ничего общего с внешним баком Shuttle, кроме его цвета и диаметра в 8,4 метра. Используется новый материал — алюминий AL 2219. Сама конструкция отличается от внешнего бака Shuttle. Используются различные методы сварки, и даже новая напыляемая теплоизоляция. SLS будет иметь конструкцию с распределением нагрузок, приложенных к верхней части резервуара, а к боковинам бака.
Aerospace-Rocketdyne доработал двигатели RS-25, которые использовали в программе STS. Они увеличили выходную мощность с 104,5 процента до 109 процентов или 111 процентов в чрезвычайной ситуации. При этом, как и для SRB, RS-25D, а затем и варианты RS-25E, имеющиеся в наличии, можно использовать в SLS.
Просто забавное примечание, я основываю эти процентные числа на исходной номинальной тяге 1,6 MN (375 000 фунтов силы) на уровне моря. После некоторых изменений в главных двигателях они смогли выйти за пределы своих первоначальных конструктивных параметров для программы Shuttle. Для SLS их модернизировали на большую мощность.
ПРОМЕЖУТОЧНАЯ КРИОГЕННАЯ ВЕРХНЯЯ СТУПЕНЬ
Ещё одно решение, которое помогло сэкономить средства и сократить сроки, заключалось в решении сначала использовать SLS с верхней ступенью от Delta IV и Delta IV Heavy ULA. НАСА изменило ступень Delta Cryogenic Second Stage (DCSS) так, чтобы она механически соответствовала верхней части базовой ступени диаметром 8,4 метра. Эта Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS) имеет резервуары с водородом другой конструкции и больше топлива, чем версия для Delta IV.
Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS) ULA для SLS.
НАСА планирует, что у SLS в дальнейшем будет намного более мощная верхняя ступень, известная как Exploration Upper Stage. Модернизированная ступень, которая является частью обновления Block 1B, сделает SLS намного более грузоподъёмной. Хотя эта конструкция не увидит свет до 2025 года.
Сравнение ICPS и EUS. (Источник: НАСА)
КОСМИЧЕСКИЙ КОРАБЛЬ «ОРИОН». «АПОЛЛОН» НА СТЕРОИДАХ?
Далее нам нужно поговорить о космическом корабле Orion (Орион), который находится на вершине ракеты для миссий Artemis (Артемида). Orion — традиционный пилотируемый корабль конической формы. В некотором смысле это более новая и расширенная версия командного модуля Apollo.
Параллельное сравнение командного и сервисного модулей Orion и Apollo.
Хотя Orion выглядит похожим, он больше, чем может показаться. По сути, это просторное транспортное средство диаметром пять метров по сравнению с диаметром командного модуля Apollo в 3,9 метра. Orion также имеет колоссальные 9 кубометров герметичного объёма по сравнению с 6,2 кубометрами Apollo. Это позволяет кораблю Orion вместить до шести астронавтов по сравнению с обычным экипажем из трех астронавтов Apollo. Стоит вспомнить и Skylab для которого изменили командный модуль Apollo, чтобы он мог вместить пять астронавтов в чрезвычайной ситуации.
Первоначальное название космического корабля Orion было Crew Exploration Vehicle (Пилотируемая Исследовательская Машина). Именно так он назывался в разработке для программы Constellation. Но с тех пор оно изменилось. Теперь в нем реализована еще одна мера экономии средств: используется сервисный модуль на основе европейского ESA Automated Transfer Vehicle.
ЛУННЫЙ ПОСАДОЧНЫЙ АППАРАТ? КТО-НИБУДЬ?
Есть ещё одна вещь, которую мы должны упомянуть. Что-то новое для системы, которая все ещё находится в стадии разработки. Если программа Artemis должна прилуниться на Луну, ей потребуется посадочный аппарат.
Это подводит нас к текущей ситуации. Пока все, о чем мы говорили и обсуждали, было для выведения людей на лунную орбиту только с помощью SLS и Orion. Без возможности установить дополнительно посадочный лунный аппарат на SLS Block 1 как часть общего пакета при полете к Луне. Это невозможно даже с модернизированным Block 1B.
НАСА официально выбрало три совершенно разных лунных корабля для программы Artemis. У каждого из претендентов есть время до 2021 года, чтобы точно продемонстрировать, как они попадут на Луну. Причём, некоторые предложения могут отправить лунные модули вместе с Orion на обновленной SLS Block 1B.
Для того, чтобы миссия Artemis III добралась до Луны в 2024 году, ей придётся использовать SLS Block 1. Посадочный лунный аппарат должен будет лететь на одной или двух коммерческих ракетах. Может быть, даже на трёх? Это будет зависеть от того, насколько большим он окажется. Аппаратные средства Atremis огромны по современным стандартам пилотируемых полётов.
ЗВОНОК ДЛЯ КОММЕРЧЕСКИХ ПОСАДОЧНЫХ АППАРАТОВ
Эта часть программы Artemis ближе к программе Commercial Crew, чем к остальным программам SLS и Orion.
НАСА разработало ряд требований, чтобы подрядчики могли участвовать в торгах по контрактам на лунную посадку. При этом они надеются, что это будет быстрый процесс, чтобы уложиться в свои амбициозные сроки — к 2024 году доставить астронавтов на Луну. НАСА не будет владеть космическим кораблём и управлять им, как они это делают для SLS и Orion.
Artemis потребуется по крайней мере две ракеты на миссию с посадкой экипажа на поверхность Луны. Мы рассмотрим варианты, предложенные в программе Human Lander Systems во второй части этой статьи. Рассмотрим, какие еще варианты есть у НАСА, если они примут решение об отмене SLS в пользу Starship и других коммерческих предложений. По этой причине давайте поговорим о Starship.
ИСТОРИЯ STARSHIP
Если вы новичок в истории «Звездного корабля», вы можете не понимать, как далеко зашла эта шутка. По сути, с момента создания SpaceX ходили разговоры о создании «BFR» или «Big F * + # ing Rocket». В отличие от SLS, фактическое проектирование и разработка с первых дней были в основном за закрытыми дверями.
ТОМ МЮЛЛЕР, ПАРЕНЬ С РАКЕТНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
Возвращаясь к созданию SpaceX, инженер по двигателям и работник номер один, Том Мюллер, построил ракетный двигатель «BFR» в своем мощном ракетном клубе, Research Research Society. И да, это имя взято от BFG в Doom.
Заметим, что двигатель Tom BFR представлял собой инжекторный двигатель с штифтовыми форсунками, который мог создать тягу в 45 KN/с. Он сражался с Дэвидом Крисалли, который построил более традиционный двигатель с плоским инжектором. Конструкция Тома победила и в итоге стала основой для современного двигателя Merlin!
Но ракета BFR не получала публичное освещение примерно до 2012 года, когда Илон упомянул огромную ракету, получившую название Mars Colonial Transporter, которую SpaceX добавил в свою линейку будущих планов.
SpaceX по-прежнему была относительно небольшой компанией, только запустившей три Falcon 9 к концу 2012 года. После этого ходили слухи о ракетах Falcon X, Falcon X Heavy и Falcon XX, которые станут их следующими мега-ракетами.
МАК-2016, ИЛОН И ЕГО ITS
Только в 2016 году — на Международном авиационном конгрессе (МАК) в Гвадалахаре, Мексика — Илон взорвал «бомбу». Мир наконец-то понял, над чем работает SpaceX. И да, это была супер странная пресс-конференция, где все задавали смешные вопросы. Но не все понимали…
Планы, которые представил Илон, были смехотворными, может быть, даже безумными. Нечто, что мир никогда не видел в виде практического проекта. Ракета полностью многоразовая, диаметром в 12 метров, высотой в 122 метра с 42 двигателями закрытого цикла с полной газификацией компонентов на метановом топливе на первой ступени. Шесть вакуумных двигателей и ещё три двигателя уровня моря на верхней ступени. Она использовала усовершенствованную конструкцию корпуса из углеродного композита и имела грузоподъёмность 300 тонн на LEO. Мы узнали её как «Межпланетная Транспортная Система» или ITS.
Выступление Илона Маска на МАК-16
После 2016 года мы наблюдали изменения конструкции из года в год. Самое большое изменение — уменьшение размера. Внезапно ракета сжалась до диаметра в девять метров, а её грузоподъёмность уменьшалась вместе с размером.
Около 2018 года SpaceX снова начал называть его BFR и объявил о планах отправить японского миллиардера Юсаку Маэзаву в путешествие к Луне. Между тем, возможно, другим большим изменением стало решение отказаться от конструкции корпуса из углеродного композита и вместо него использовать нержавеющую сталь.
STARSHIP, ТРИ В ОДНОМ!
Тогда, наконец, и появилось имя Starship (Звездный Корабль). Чтобы не путаться, SpaceX называет всю систему Starship. Но это также название, используемое для верхней ступени! Они называют ступень ускорителя Super Heavy. Поэтому мы можем свободно сказать Starship, что означает Starship и Super Heavy. Тем не менее, мы могли также иметь в виду только верхнюю ступень.
Это похоже на то, как вы можете показать на кукурузу и сказать: «Эй, смотри, это кукуруза! Если она в початках или в тарелке, вы все равно будете называть его кукурузой. Но когда она находится в початках, вы можете сказать, что это кукуруза в початках». Боже, вы хотите сказать, что я из Айовы, не так ли?
В 2019 году SpaceX провёл пресс-конференцию перед полноразмерным прототипом Starship в Бока-Чика. Позже мы узнали, что его имя Mk 1, сокращение от «Mark One». К этому моменту проектирование пришло к тому, что верхняя ступень должна была иметь только два «ребра», которые действуют как гигантские воздушные тормоза. Я снял видео с объяснением причин, по которым они, скорее всего, выбрали два «плавника» вместо трёх, и это интересно смотреть!
Это в значительной степени помогло понять конструкцию Starship, поскольку большая часть фактической разработки велась за закрытыми дверями SpaceX. Я думаю, что сейчас будет отличное время, чтобы пройти через прогресс этих двух программ. Давайте сложим в точности то, что они построили, и посмотрим, сможем ли мы лучше понять их дико уникальные философии конструирования.
Видео о принципиальных изменениях конструкции BFR/Straship
ПРОГРЕСС SLS VS ПРОГРЕСС STARSHIP
Эта часть, над которой я думал некоторое время. Скептики Starship укажут на все взорванные тестовые прототипы и скажут: «Они даже не могут построить бак». В то время как скептики SLS говорят: «Прошло десять лет, и ничего не произошло».
Давайте рассмотрим все оборудование, которое было построено. Это будет всеобъемлющий, но не полный список абсолютно всего. По крайней мере, мы отметим основные вехи. Начиная с SLS и Orion, оборудование, которое подрядчики построили и/или протестировали, намного больше, чем вы думаете.
Инвентаризация SLS и Orion, состоящая из тестовых образцов и летного оборудования.
ARTEMIS I, ORION И ТЕСТОВЫЕ SLS
До сих пор мы видели более десятка Orion, используемых на Ares 1-X, в различных тестах САС, с макетами и тестами на приземление. В 2014 году состоялся полнофункциональный, в основном, полет прототипа Orion на Delta IV Heavy в миссии EFT-1. В 2019 году в Космическом центре им. Маршалла даже проводились испытания полноразмерного водородного бака SLS на разрушение. Испытание длилось более пяти часов при нагрузках до 260 процентов превышения номинального режима.
Все оборудование для первого комплексного тестирования SLS и Orion к миссии Artemis 1 в основном готово к окончательной сборке. Базовая ступень находится на испытательном стенде, готовится к продолжительному статическому прожигу двигателей. Сборка пяти сегментов каждого ускорителя SRB произойдёт в ближайшее время. Система аварийного спасения готова. Лётный экземпляр космического корабля Orion завершил все свои испытания. Он вернулся в Космический Центр Кеннеди в ожидании своего предстоящего запуска вокруг Луны!
Верхняя криогенная ступень была готова к работе уже несколько лет. Сервисный модуль корабля Orion, поставляемый EAS, готов. Буквально — оборудование для Artemis I в полном комплекте! Осталось только завершить тестирование, а затем произвести окончательную сборку.
Есть 16 двигателей RS-25D. 14 из 16 двигателей ранее летали на Space Shuttle. Они уже установили четыре двигателя в двигательный отсек базовой ступени Artemis I. Произведено достаточно сегментов твердотопливного ракетного ускорителя, чтобы собрать 16 ускорителей для восьми полётов SLS. Даже 4 двигателя RL-10 готовы к использованию на следующих этапах программы.
ЗАДЕЛЫ ДЛЯ АРТЕМИДА II И III
Сейчас, когда производственные линии и места сборки освободились, части для Artemis II собираются вместе. Это включает в себя кислородный бак, бак для водорода, промежуточный бак, переходную верхнюю секцию, секцию двигателя на базовой ступени. Резервуар для Ориона, его сервисный модуль, теплозащитный экран, вышка САС и другие элементы оборудования находятся на месте. И, как уже упоминалось, RS-25 и бустерные сегменты тоже готовы.
Это ещё не все, аппаратное обеспечение Artemis III также уже собрано вместе! Это включает в себя детали корабля Orion, части сервисного модуля, водородный бак SLS, двигатели и твёрдотопливные ракетные ускорители.
Итак, вы можете видеть, что SLS и Orion добились многого за последнее десятилетие. Даже если учесть более длительный срок разработки Orion. Но как это выглядит по сравнению с прогрессом Starship?
ПРОГРЕСС STARSHIP
Прогресс Starship существенно отличается от SLS и Orion. Большая часть ранней разработки Starship была очень закрытой. Они даже загадочно скрывали программу разработки двигателя Raptor, пока Илон не показал видео об этом на МАК-2016.
Разработка двигателя Raptor началась около 2012 года. С тех пор он прошёл множество испытаний. На сегодняшний день построено 26 двигателей Raptor, многие из которых сейчас проходят тестирование. Но, скорее всего, есть только горстка, которая действительно способна летать на данный момент. Это число меняется, так как SpaceX построил большинство из них только в 2019 году.
Инвентарь SpaceX, состоящий из тестовых элементов, прототипов и Starhopper.
РЕАЛЬНАЯ СТАЛЬ
Если мы проигнорируем все построенное из углеродного композита и/или для Starship диаметром 12 метров, SpaceX построили почти все, что мы собираемся перечислить только в прошлом году. Начиная со Starhopper, этого единственного прототипа Starship, который продвинулся вперёд в тестах. Его 20-метровый, а затем и 150-метровый перелёт — пока единственные полёты прототипов. Мы видели, что полномасштабный прототип Mk 1 полностью собрали, но затем сняли верхушку.
SpaceX одновременно строил аналогичный прототип в Кокоа, штат Флорида. Это была возможность для двух команд одновременно работать над разными методами строительства в дружеском соревновании. SpaceX отказался от строительства прототипа Mk 2, и он все ещё стоит там, во Флориде.
2020: ОДНА ЛУЧШЕ, ЧЕМ ДВЕ
Затем мы увидели, как две команды собрались вместе в конце 2019 года и яростно приступили к достройке следующего прототипа, Mk1. Как мы и ожидали, во время тестирования он потерпел неудачу. Илон чирикнул перед тестом, что прототип не будет выполнять «прыжки». А SpaceX уже работает над следующим прототипом.
Это было не единственное изменение. Примерно в это же время SpaceX также перешёл от использования Mk к номенклатуре SN. Было три образца для испытаний под давлением, на которых проверяли сварные швы и способность резервуаров выдерживать давление при криогенных температурах. Затем было ещё одно полномасштабное испытание бака с SN-1, который взорвался, взорвался, а затем снова взорвался, когда его крышка упала. Наконец, у нас есть SN-3, который также потерпел неудачу из-за неправильных процедур тестирования. Несмотря на эти неудачи, их следующий прототип, SN-4, уже готов и прошёл испытания на давление при криогенных температурах.
SpaceX построил и взорвал в три раза больше баков за последние шесть месяцев, чем SLS за последние шесть лет! Именно здесь мы видим огромные различия в построении, тестировании и общей философии разработки! Время сжимается в секунды.
ФИЛОСОФИЯ STARSHIP VS ФИЛОСОФИЯ SLS
К настоящему времени у вас, вероятно, уже есть понимание конструктивных различий проектов и философии разработки. Просто посмотрев на то, как развивались эти две программы, различия становятся очевидны. Но есть несколько вещей, которые уверенно подтверждают, насколько они действительно разные.
SLS, ДАВАЙТЕ ПЛАНИРОВАТЬ ВСЕ ЗАРАНЕЕ
Давайте начнём с того, что поставим себя на место НАСА. НАСА, финансируемое правительством, должно действовать иначе, чем частная компания с частным финансированием. Возможно, самая фундаментальная вещь, которую они не могут сделать, — это рисковать.
При создании чего-то столь масштабного, сложного и амбициозного, как проект SLS, вам действительно необходимо учесть все, прежде чем отправлять задания подрядчикам. Если вы скажете подрядчикам что-то построить, а потом что-то изменится в плане, вся их работа будет напрасной. Это неизбежно получается, когда у вас есть десятки подрядчиков и государственных служащих, которые все полагаются друг на друга, чтобы выполнить свои задачи вовремя.
Представьте себе, если ключевая часть проекта задерживается на год, что должны делать государственные служащие, разрабатывающие эту систему? Вы не можете уволить их на год, а затем вернуть в проект. Они ушли бы в поисках новой работы. И вы не можете перевести их на что-то другое. Маловероятно, что инженер по двигателям просто перейдёт к другой ракете, над которой работает НАСА. Ежегодно существует много затрат, которые являются обременительными затратами на реализацию программы такого масштаба.
НАСА, РАЗДАВАЙ ДЕНЬГИ
Хотя это по своей природе менее рискованно и неэффективно, распределение денег и подрядов в разные места работает на политическую поддержку. Существует также система обеспечения безопасности проекта благодаря финансированию нескольких подрядчиков и космических центров по всей стране. Такой децентрализованный подход помогает сделать его более привлекательным для принятия бюджета Конгрессом. Даже если это неэффективно, это помогает обеспечить финансирование программы на политическом уровне.
Это особенно верно, когда вы понимаете, что проект Europa Clipper, предназначенный для исследования Европы, спутника Юпитера, должен по закону летать на SLS. Возможно, самый сумасшедший факт в том, что они дополнительно добавили 250 миллионов долларов хранение в программу! Ракета SLS для него не будет готова, по крайней мере, до 2025 года. Несмотря на то, что зонд будет готов к 2023 году. И этот закон поможет в долгосрочной перспективе, поддерживая программу. Кроме того, он будет финансироваться в течение потенциально неопределённого времени при смене администрации.
Такая ситуация явно далека от идеала. Но если вы беспокоитесь о выживаемости программы, а не о том, что ваши цели смещаются на 180 градусов каждые четыре-восемь лет, то подобные вещи — часть игры.
Не забывайте, что бюджет НАСА составляет всего около половины процента нашего национального бюджета, а программы по космическим полётам — даже не половина этого.
ОТКАЗ, НЕ ВАРИАНТ ДЛЯ SLS
Следовательно, основная философия построения SLS — это планирование и снижение рисков реализации программы. В ней действительно не так много мест, где можно потерпеть неудачу, когда вы должны ответить налогоплательщикам, почему их деньги буквально «испарились». Не забывайте ещё раз, что бюджет НАСА составляет всего лишь полпроцента нашего национального бюджета, а программы полёта человека в космос — только часть этого.
STARSHIP. ОТВЕТ — 42!
Теперь сравните это со Starship. Развитие космического корабля в буквальном смысле слова настолько быстро, насколько это возможно. SpaceX не начинался с подробных чертежей. Буквально, это началось с того, что просто узнали, какие вопросы задавать. Затем, как сформулировать ограничения того, что должен делать их аппарат.
В этом процессе родились две главные цели. Во-первых, быть полностью многоразовым. Во-вторых, обладать достаточной мощностью, чтобы быть полезными для доставки людей на другие планеты. Это действительно суть. Затем можно вернуться назад, чтобы найти ответы на эти поставленные задачи.
Следующий самый важный пункт помогает ответить на вопрос о разработке двигателя, который был бы эффективен и мог быть использован многократно. Как я уже говорил в своём видео о двигателе SpaceX Raptor, двигатель закрытого цикла с полной газификацией компонентов, работающий на метане, идеально соответствует этим целям.
Топливо Raptor обеспечивает горение без сажи и сохраняет двигатель в чистоте для лёгкого повторного использования. А его высокая эффективность улучшает использование топлива на борту. Высокая тяга двигателя и небольшая занимаемая площадь позволяют быстро масштабировать ракеты с несколькими двигателями.
С этого момента все телодвижения проекта были в «песочнице». Не удивляйтесь, когда увидели внезапный поворот от углеродного волокна к нержавеющей стали. Вы понимаете, насколько важно для SpaceX просто начать полёты, чтобы у них была отправная точка для повторения, когда вы услышите, как Илон объясняет, почему было так важно сменить конструкцию Starship.
Презентация Starship осенью 2019 года
СКОРОСТЬ ИТЕРАЦИИ STARSHIP
Поэтому скорость итерации определяет почему мы видим, как в Бока-Чика происходит так много случайных вещей. По этой причине глупо даже беспокоиться о планах на будущее. В этом я заблуждался, как и все остальные, потому что все последующее зависит от того, что произойдёт сейчас с их текущим вариантом. Затем они будут разрабатывать следующий шаг после этого по результатах предыдущего шага и т. д.
Это философия, аналогичная «каскадной модели» или, возможно, гибкого модельного стандарта в разработке программного обеспечения. Это оригинальный подход Илона. По сути, вы не работаете над вторым шагом, пока не сделаете первый шаг. Планируйте на долгий период, и вы, вероятно, отмените всю работу.
Это буквально противоположность SLS, где все должно иметь точный план. Если в итоге вы построите ракету на три метра короче чертежей, внезапно вам также придётся менять всю систему наземной поддержки! Именно этот казус произошёл с SLS и её мобильной башней обслуживания.
ГИБКОСТЬ И СКОРОСТЬ
Все для Starship ещё находится в неопределённости в данный момент. Я имею в виду, мы натурально наблюдаем, как они строят завод вокруг ракеты, а не наоборот. И, честно говоря, это очень рискованно, но это также гораздо проще сделать. Поскольку компания предельно вертикально интегрирована, она может двигаться быстрее и гибче. Это означает, что изменения в решениях не имеют такого сильного волнового эффекта для проекта, как более традиционный метод.
Мы увидим ещё больше сбоев оборудования и прототипов. Там будут неудачи. Мы, вероятно, увидим взрывы! Но, в отличие от SLS, аварии являются шагом к цели. Этот подход способствует обучению посредством создания прототипов с меньшими затратами и большей скоростью. Илон повторяет снова и снова: «Неудача — это признак развития, если что-то не выходит из строя, вы недостаточно инновационны».
Это очень похоже на философию разработки Советского Союза во времена расцвета Сергея Королева. Создайте что-нибудь как можно дешевле, протестируйте его, если он взорвётся, посмотрите, что пошло не так, внесите улучшения, повторите! И это определенно дало им фору на ранних стадиях разработки. Скажем, вы взорвали ракету, которую построили за два месяца. Извлечём из этого уроки. Построим другую ракету за меньшее время, чем потребуется НАСА, чтобы заправиться и испытать SLS один раз. Это просто монументальное различие в философии.
STARSHIP VS SLS
Я думаю, что пришло время нам действительно столкнуть эти ракеты лоб в лоб. Это поможет понять, насколько они действительно доступны для сравнения, когда мы рассмотрим их «болты и гайки». После первоначального столкновения мы заглянем в некоторые «кроличьи норы» показателей и возможностей. Приготовься!
Параллельное сравнение ракет сверхтяжёлого класса по параметрами: тяги [MN], грузоподъёмности LEO [t], грузоподъёмности TLI [t], цены [$] и цены за кг на TLI.
Мы уже затрагивали размеры каждой ракеты, поэтому здесь они приведены. А пока мы просто сравним начальные сборки каждой ракеты. Block 1 и Block 1B SLS, а также грубой версии Starship в его нынешнем виде.
Обязательно имейте в виду, что Starship сильно изменится в будущем. Практически каждый раз, когда строят новый, он будет отличаться от предыдущего. Ожидайте, что этот темп изменений закончится когда-то в 20-е годы или даже после SN30. SLS также может немного измениться, когда Block 1B выйдет на реальные полёты.
ДАВАЙТЕ СРАВНИМ ДВИГАТЕЛИ
Пока мы здесь, давайте сравним Saturn V и Falcon Heavy! Просто у нас есть некоторые дополнительные взгляды на то, как эти ракеты действительно сравниваются. SLS большой, но Starship будет огромным. Он будет больше, чем Saturn V по общей высоте, и лишь немного уже, чем первые две ступени Saturn V, но он почти не сужается, как Saturn V.
Теперь поговорим о двигателях и их топливе. Falcon Heavy имеет 27 двигателей Merlin для работы на уровне моря и один Merlin оптимизированный для работы в вакууме на верхней ступени. Все они работают на керосине RP-1 и жидком кислороде. Есть Saturn V, у которого было пять двигателей F1 на первой ступени, которые использовали керосин RP-1. Пять двигателей J2 на второй ступени и один J-2 на третьей ступени работали на водороде.
Как мы знаем, SLS имеет в основном ту же конструкцию, что и Space Shuttle. Есть два твёрдотопливных ускорителя SRB и четыре двигателя RS-25 работающие на водороде. В конфигурации Block 1 будет только один двигатель RL-10B2 на верхней ступени, также работающий на водороде. В отличие от этого, его следующая версия, Block 1B, будет иметь четыре двигателя RL-10, также работающих на водороде.
Наконец, Starship имеет 37 двигателей Raptor на Super Heavy Booster и, скорее всего, шесть Raptors на Starship. Это число может быть изменено, и SpaceX сделает это относительно легко из-за небольшого размера двигателя Raptor.
ПОДЪЕМНАЯ ТЯГА
Далее, давайте посмотрим на их тягу при старте. Как всегда, это весело. Falcon Heavy — ребёнок со своими 22.8 MN. Затем переходим к мощным ракетам с Saturn V с его 35.1 MN. SLS немного превосходит его на старте с 39,1 MN, но именно Starship будет здесь королем с 72 MN в его нынешней конфигурации.
ПОЛЕЗНАЯ НАГРУЗКА НА ЛУННОЙ ОРБИТЕ
Мы уже рассмотрели некоторые возможности полезной нагрузки этих ракет при выводе на LEO, поэтому давайте вернёмся к SLS и Starship. Но на этот раз покажем, какую массу они могут отправить на Луну. Мы называем это «транс-лунной инъекцией» (TLI), поскольку в любом случае здесь речь идёт о лунных миссиях. Обратите внимание, мы покажем грузоподьёмность для SLS Block 1 и Block 1B. Тем не менее, их возможности на LEO практически одинаковы, так как именно базовая ступень выводит их на орбиту.
Заметьте, это не масса, которую ракетная система может вывести на траекторию полёта к Луне. Это масса, который система может доставить к Луне. Вы должны выйти на лунную орбиту с вашим космическим кораблём. Для Orion или Apollo сервисный модуль позаботится об этом. Требуется дополнительная энергия для достижения характеристической скорости (дельта-v), чтобы добраться до определенной точки в пространстве.
Falcon Heavy в режиме многократного использования может доставить на лунную орбиту около девяти тонн. Это также означает, что все три первые ускорителя приземляются на кораблях-дронах, в отличие от двух ускорителей, приземляющихся назад на площадку LZ-1. Сравните эту массу с 15-ю тоннами на TLI в одноразовом режиме.
SATURN V ПРОТИВ SLS
Далее у нас есть Saturn V, который может доставить 48,6 тонн орбиту Луны. Затем SLS Block 1, который может доставить 27 тонн. Обновлённая версия Block 1B поднимет до 43 тонны в TLI. Вы можете спросить, как более мощная ракета может получить только половину полезной нагрузки на Луне от той, что могла Saturn V? Что ж, эта результат из-за переходной криогенной ступени c низкой тягой для ракеты такого размера. Как ни странно, даже с SLS Block 1B с ее четырьмя двигателями RL-10 на верхней ступени может доставить только 43 тонны на орбиту Луны. Меньше того, на что был способен Saturn V. Честно говоря, это сбивает меня с толку.
У Starship все немного запутаннее для лунной орбиты. Starship сам по себе не может лететь на орбиту TLI. Его огромная 120-тонная сухая масса не позволяет ему покинуть LEO. Перелёт всего этого мёртвого груза на Луну не получится без его дозаправки. Заправка является безусловной частью плана полёта для Starship. Но об этом мы поговорим в следующем видео. В этом видео будет обсуждаться, должен ли Starship использовать дополнительные разгонные ступени или дозаправку.
ПОВТОРНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИЛИ ОДНОРАЗОВОЕ. ПО КАКОЙ ЦЕНЕ?
Сейчас я покажу, какие из этих ракетных систем являются одноразовыми, частично многоразовыми и полностью многоразовыми. Вот где мы собираемся нырнуть в глубокую «кроличью нору», так что берегите свои задницы. Мы поговорим о цене, и говорить об этом не легко. Вы поймёте через мгновение, почему. Для сравнения я скорректировал все цифры, которые вы увидите в долларах США к ценам 2020 года.
Начнём с того, что я назову «ценником ракеты». Это цена, за которую вы, вероятно, можете купить запуск. На данный момент мы игнорируем затраты на разработку. Но мы рассмотрим стоимость разработки в следующей статье. Пока просто имейте их ввиду. Мы также пока будем смотреть только на ракеты, без космических кораблей, такие как Appolo или Orion.
ЦЕННИК РАКЕТЫ
Давайте начнём с Falcon Heavy примерно за 90 миллионов долларов. Saturn V был около $ 1,2 млрд за запуск. После запуска производства SLS Block 1 и его более поздней версии Block 1B, они будут стоить 875 миллионов долларов. Остаётся Starship. Ну, Илон утверждает, что они могут запустить его за 2 миллиона долларов. Давайте предположим, что они когда-нибудь смогут сделать за 2 миллиона долларов, но какое-то время будет разумно брать 100 миллионов долларов, пока рынок не догонит их. Так что давайте просто добавим туда 100 миллионов долларов в качестве ценника для наихудшего сценария.
Теперь с этими числами мы можем рассчитать базовое соотношение доллар/килограмм. Поскольку мы говорим о Луне, давайте посмотрим, сколько стоит отправить 1 кг на лунную орбиту для каждой из этих ракетных систем.
СООТНОШЕНИЕ КИЛОГРАММ/ЛУНА
Falcon Heavy может доставить на Луну килограмм примерно за 10 000 долларов США в режиме многократного использования или одноразовом варианте. Saturn V доставит за приблизительно 25 600 долларов за кг. SLS для Block 1 после запуска производства возьмёт около 31 500 долларов за кг. Для Block 1В ценник выглядит значительно лучше, примерно 20 000 долларов за кг. Starship при единственном запуске за 100 миллионов долларов не может достичь лунной орбиты. Ему потребуется два дополнительных запуска для дозаправки корабля на орбите Земли, чтобы выполнить такой перелёт. Это будет стоить 300 миллионов долларов. Заправившись, он может отправить 156-тонную полезную нагрузку на лунную орбиту. Таким образом, стоимость Starship за килограмм обойдётся примерно в 2000 долларов.
Это некоторые очень предварительные оценки, и они сделаны на предположениях. Это для случая, если вы хотите сказать, что мы намеренно «мешаем» Starship. На всякий случай, цена за запуск слишком оптимистична. Но по-прежнему Starship самый экономичный вариант из возможных.
Предварительные расчёты сделаны на основе произвольных предположений. Например, они не учитывают затраты на разработку. Нам ещё многое предстоит узнать о бюджетах и затратах. А пока просто примите эту тему. Мы будем исследовать все «кроличьи норы» в следующей статье о расходах.
ВЫВОД
Как мы сюда попали? Как получается, что у нас одновременно разрабатываются две супер-пупер-мега-ракеты?
Я думаю, что история говорит сама за себя. Когда НАСА начало работать над SLS, мысль о такой ракете, как Starship, была совершенно нелепой. Даже сегодня многие люди думают, что это безумие и затея потерпит неудачу. Starship «невозможен» — пока его нет. А потом, внезапно, буквально все меняется в секунду.
ПОВЕРИТ ЛИ НАЧАЛЬНИК?
НАСА работает над SLS и Orion уже почти десять лет. Если бы SpaceX обратился к НАСА со Starship в 2011 году, это было бы аналогично попытке продать фермеру в 1870 году четырёхцилиндровый трактор 8RX 410 John Deere с 9-литровым турбодизельным двигателем под управлением GPS. Однако все, что фермер искал, — это купить плуг для своей лошади. Он просто не поверил бы вам, если бы вы упомянули трактор. О, чуваки, из меня снова вылезла Айова, извините.
НАСА много раз спотыкалась на этом пути. Было так много программ, которые они завели в тупик. При разработке программы страдали от изменения приоритетов миссии, персонала и руководства. Они повторили это несколько раз, прежде чем программа действительно началась воплощаться в железе.
Они сделали то, что должны были сделать для SLS. НАСА избрало разумный путь, опираясь на существующие технологии, партнёров и схемы финансирования программ. Все это для создания ракеты, способной работать в дальнем космосе, которую поддерживают политики. Все это, чтобы восстановить способность к полётам, которую они потеряли почти 50 лет назад.
Слушайте к чему я пришёл, и это самый большой шок. Это не Звездолёт! Но у человечества есть «Звездный Корабль». Starship является логическим продолжением, если необходимо сократить расходы на космические полёты. Честно говоря, имеет смысл производить ракеты многоразового использования. Каждый хочет сделать это! Никто не думает, что это ужасная идея. Мало кто из инженеров или менеджеров думает, что это никогда не случится.
50 СПОСОБОВ РАССТАТЬСЯ С ЛЮБОВНИКОМ
Я думаю, что самым большим сюрпризом является то, что потребовалось 50 лет, чтобы построить ещё одну ракету с возможностями Saturn V. После миссии Apollo 17 в 1972 году никто из людей не покинул LEO. Если бы вы сказали это Джину Сернану, последнему астронавту, который ходил по Луне, он бы не поверил. Услышав эту новость, он, возможно, поставил бы тебе «фингал» под глазом.
С тех пор ракетные технологии стали зрелыми. Теперь это достижимо не целым нациям, а горсткой блестящих и отважных корпораций. Эти предприятия могут переосмыслить все, что связано с ракетами и космическими полётами. Они могут открыть коммерческие возможности и возможности, которых раньше просто не было.
МАРС ИЛИ В УТИЛЬ
Я знаю, что цель жизни Илона — долететь до Марса. Но по пути к нему он полностью изменит доступ человечества в космос в лучшую сторону. Чтобы добраться до Марса, вам нужна ракета многоразового использования, обладающая огромными возможностями. Это безумное предложение приведёт к революции в экономике космического полёта на несколько порядков.
Причина, по которой мы перестали лететь на Луну, заключалась в том, что она была слишком дорогой. Соединённые Штаты измерили свои «член» времён холодной войны против Советского Союза с помощью проекта «Аполлон». Но это не было устойчивым способом исследования Луны.
Задумаемся об устойчивых способах исследования Луны. Это именно то, что мы расскажем в следующей статье. Случайно, мы уже исследовали и записали. Будьте готовы, и мы ответим на ваш вопрос: «Должно ли НАСА просто отменить SLS и использовать Starship и другие коммерческие пусковые системы?»
Посмотрим, будет ли «Артемида» шагом в правильном направлении или нет.
На мой взгляд, «Оранжевая ракета» достаточно хороша на данный момент. Но «Блестящая ракета» скоро станет невероятной. Мы, как «командное пространство», можем отметить тот факт, что мы живём во время, когда у нас будет две супер-мега-ракеты, стартующие в космос примерно в одно и то же время! ДА!!!
Источники:
Гарри Лайлс говорит о SLS в 2011 году
SLS C0 — варианты манифеста от НАСА
Руководство пользователя по полезной нагрузке SLS от NASA
Расчёт расходных характеристик FH TLI
3 расчёта высадки десантного корабля
Отчёт OIG по SLS/Orion
Информационный бюллетень SLS по ICPS и EUS
Первоисточник: статья на сайте Everyday Astronaut
Этот текст в pdf формате
ВЕБ-ВЕРСИЯ: FLORIAN KORDINA И JOEY SCHWARTZ
Пару слов от меня зачем и почему.
Мне нравится американский космический журналист — Тим Додд. За его энтузиазм и дотошность при рассмотрении темы. Можно критически относиться к его оценкам и выводам, но его материалы интересны и всегда вызывают резонанс. Но очень-очень большие по размеру. Адаптировал гугло-перевод его новой статьи (выпущенной к одноименному видео). При всех косяках такого перевода (заранее прошу прощения за это) лучше читать первоисточники, чем пересказы c цензурой и искажениями и, бывает, без упоминания автора.
Видео, выпущенное Everyday Astronaut на этой неделе, рассказывает о SLS и Starship. В видео и в этой статье рассказывается, как они связаны с планами НАСА по возвращению на Луну к 2024 году.
Видео по которому написана статья
ВВЕДЕНИЕ
НАСА только что объявило свой выбор лунных кораблей для программы Artemis. К всеобщему удивлению, огромный космический корабль Starship SpaceX стал одним из трех кораблей, выбранных НАСА наряду с Blue Origin и Dynetics.
Понятно, что это вызывает много вопросов. На некоторые из них мы ответим в моем следующем видео/статье: «Должно ли НАСА просто отменить SLS и использовать Starship и/или другие коммерческие ракеты-носители для Artemis?»
Но сначала, я думаю, нам нужно рассмотреть множество спорных вопросов об этих двух ракетах. Сейчас, как никогда, пришло время по-настоящему сравнить их напрямую друг с другом.
ПОЧЕМУ ДВЕ МЕГА-РАКЕТЫ?
Это может войти в учебники истории как исторический курьёз, что эти две ракеты существовали одновременно. Несмотря на то, что они имеют очень похожие возможности, вы не сможете придумать более противоположные варианты. Воплощение двух принципиально уникальных инженерных подходов.
Boeing и НАСА строят свой проект на протяжении многих лет с опытными специалистами по ракетостроению. В отличие от этого, Starship строится на поле в Техасе «разномастной командой космических ковбоев». Некоторые из которых ранее строили водонапорные башни.
КАК СРАВНИТЬ ЭТИХ ЗВЕРЕЙ?
Давайте сегодня рассмотрим историю и развитие Starship и SLS. Кроме того рассмотрим космический корабль Orion и все остальное, необходимое для миссий «Артемиды», включая их конструктивные особенности и возможности.
Как только мы сделаем это, я думаю, мы сможем ответить на поставленный вопрос. Как это возможно, что две ракеты, такие как SLS и Starship, существуют одновременно? Должны ли они существовать одновременно? При этом одна из них — самая амбициозная ракета из когда-либо задуманных. А другой проект живёт прошлым. Это буквальное повторное использование старых частей от эпохи «космических челноков».
Как мы вообще оказались в такой ситуации? Две самые мощные ракеты из когда-либо сделанных, и они выходят в мир одновременно. Нам есть, что рассказать об этом. Давайте начнем.
ЧТО ТАКОЕ СВЕРХТЯЖЕЛАЯ РАКЕТА-НОСИТЕЛЬ?
Вы, ребята, знаете меня. Как только я погрузился в тему «SLS vs Starship», я слишком увлёкся, отвечая на свои вопросы. Я глубоко вник в тему и изменил многие свои предположения, в которых ошибался. И все, что «сварил», мы рассмотрим детально и глубоко! Это безумие!
НАСА И SPACEX НЕ КОНКУРЕНТЫ!
Сразу же, мы должны уточнить одну вещь. НАСА и SpaceX не являются конкурентами. Если вы любите SpaceX, вы можете поблагодарить НАСА за это. НАСА — самый большой клиент SpaceX и их самый большой сторонник. Помните об этом.
Это стало совершенно очевидным сейчас, чем когда-либо прежде, после начала инвестирования НАСА Starship по программе «Артемида». Доказательством тому могут быть логотипы НАСА по всей ракете SpaceX Falcon 9 для миссии Commercial Crew. Нелишне вспомнить, что отношения между НАСА и SpaceX продолжаются с основания компании.
SpaceX 'Falcon 9 с ретро-логотипом НАСА на боку. Эта конкретная ракета предназначена для DM-2. (Предоставлено: НАСА)
Если бы не первоначальные инвестиции НАСА в размере около 400 миллионов долларов для космических аппаратов Falcon 9 и Dragon, SpaceX не было бы сейчас. Плюс, многомиллиардные контракты CRS и Commercial Crew помогли SpaceX подняться туда, где они находятся сегодня.
НАСА делает невероятные вещи. Они занимаются жизненно важными исследованиями и наукой, которые ни одна частная компания не сделала бы и не могла бы сделать. Они многое делают «за кадром», вещи, которые часто остаются незамеченными. В моем предыдущем видео, в котором сравнивались SLS и Starship, я объяснил, почему несправедливо сравнивать НАСА, как организацию, непосредственно с частной компанией SpaceX.
ДАВАЙТЕ ВМЕСТЕ!
Как вы, ребята, знаете, я в основном за командную работу. Мне нравится побуждать мою аудиторию бороться с трайбализмом, а не просто думать, что одно лучше, а все остальное — отстой. Но с учётом того, как НАСА строит и эксплуатирует ракеты, мы можем правильно сравнить плюсы и минусы этих двух систем. Я уже знаю, что для многих из вас — «Оранжевая ракета» «плохая», а «Блестящая ракета» «хорошая», или наоборот. Так что давайте соберёмся вместе, споём «Kumbaya» и просто примем тот факт, что у нас есть несколько мега-ракет!
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВЕРХТЯЖЕЛОЙ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ
Теперь, когда погасили эмоции, давайте определимся с термином «Ракета-носитель сверхтяжёлого класса» (SHLLV). Я просто хотел объяснить, почему мы не включили в это сравнение такие ракеты, как грядущий New Glenn от Blue Origin или другие тяжелые пусковые системы. Аэрокосмическая промышленность рассматривает SHLLV как ракету, которая может вывести более 50 метрических тонн на низкую околоземную орбиту (LEO).
Сверхтяжелые ракеты-носители могут выводить на орбиту ещё более тяжёлые объекты. Это означает, что они обладают возможностью отправлять потенциально огромные аппараты на Луну. Или они способны отправлять межпланетные аппараты по прямым траекториям к объектам солнечной системы без традиционных гравитационных манёвров. Это означает, что полёт до далеких объектов системы будет в три раза быстрее!
ВСЕ РАКЕТЫ SHLLV: ПРОШЛОЕ И НАСТОЯЩЕЕ.
Исторически, было только пять ракет сверхтяжёлого класса, построенных для полёта. И только четыре системы запуска были успешными в полете. Это американская ракета-носитель Saturn V эпохи 1960-х годов, которая могла поднять 140 тонн на LEO. Также в 1960-х, начале 70-х годов, в Советском Союзе была неудачная ракета-носитель Н-1, предназначенная для выведения 95 тонн на LEO. В 1980-х годах в Советском Союзе была также дважды запущенна ракета-носитель «Энергия», которая могла выводить 100 тонн на LEO.
На сегодняшний день единственная летающая ракета SHLLV — Falcon Heavy от SpaceX. Официально она может вывести около 64 тонн на LEO в одноразовом варианте. Если запускать в многоразовом режиме, она все равно может вывести более 50 тонн на LEO. До сих пор Falcon Heavy не нужно было летать в одноразовом варианте, и это может никогда не потребоваться.
КОСМИЧЕСКАЯ ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА STS: ПРОГРАММА SPACE SHUTTLE
И, наконец, у нас был «космический челнок» Space Shuttle —или, как это официально названо НАСА, — Космическая Транспортная Система (STS). Если мы добавим орбитальный аппарат в качестве части полезной нагрузки, технически STS может вывести на орбиту 122,5 тонны. Теперь мы должны указать, что следуя этой логике, если вы включите, скажем, базовую ступень SLS, которая может выйти на орбиту, если этого захотеть, добавит ещё 80 тонн к своей полезной нагрузке.
Но STS была просто другим «зверем», и вы должны учитывать орбитальный аппарат как полезную нагрузку, которая выходила на орбиту, но фактическая полезная грузоподъёмность составляла всего 27 тонн. Хотя и было предложение Shuttle-C, чтобы сделать STS сверхтяжёлой пусковой системой, мы проигнорируем её и продолжим.
Если люди хотят вернуться на Луну как можно скорее, или, особенно, если мы хотим попасть на Марс, нам абсолютно необходимы серьёзные возможности по выведению на орбиту. Я думаю, что давно наступило время для таких миссий. Я снова хочу людей на Луну! В 4к! Или 8K, что ещё лучше! Отправить туда MKBHD!
ПРОГРАММЫ ARTEMIS И GATEWAY
Прежде чем мы начнём изучать факты о SLS и Starship, мы рассмотрим возвращение на Луну с помощью программы Artemis НАСА. НАСА уже выполнила значительный объем работы, выдели средства и наметила цели для превращение «Артемиды» в реальную программу.
В этой статье вы еще услышите, как «Артемида» часто «разбрасывается» без меры. Мы могли бы объединить будущую лунную космическую станцию Gateway с Artemis. Вместо этого мы ограничимся рассмотрением SLS, Orion и Human Lander Systems. Чтобы было ясно, Artemis для SLS, как Apollo был для Saturn V. Это название программы, а не ракета или космический корабль.
На данный момент Gateway не предусмотрен для первой или двух первых миссий, которые запланированы для высадки астронавтов на лунную поверхность. Хотя строительство Gateway планируется для будущих миссий, мы просто сосредоточимся на полете к Луне и на оборудовании, непосредственно относящегося к этому.
ИСТОРИЯ SLS И ORION
Мы расскажем некоторые факты прямо перед тем, как столкнём эти две ракеты лоб в лоб! Во-первых, я думаю, что многие люди имеют неправильное представление о том, как и почему НАСА разрабатывало SLS и Orion. Или как эти программы вписываются в планы «Артемиды». Во-вторых, мы перейдём к истории Starship с его быстрым развитием.
ПОСТ-КОЛУМБИЙСКАЯ ТРАГЕДИЯ, ПРОГРАММА «СОЗВЕЗДИЕ»
После трагедии космического корабля Columbia (Колумбия) НАСА пересмотрело свои дальнейшие планы. Начались поиски замены средств доступа на низкую орбиту в программе Space Transportation System (Космическая транспортная Система). НАСА сменило свои приоритеты на исследование дальнего космоса, и для этого им нужно было построить большую ракету.
Первоначальным планом НАСА для дальнего космоса и LEO была программа Constellation (Созвездие). Пилотируемый корабль с ракетой Ares I заменял Shuttle в миссиях на LEO. НАСА запланировала ещё большую ракету под названием Ares V для своих миссий по исследованию Луны и Марса. После медленного прогресса и огромного перерасхода средств, как все указано в докладе Augustine Commission (Комиссии Августина) за 2009 год, программа «Созвездие» была закрыта.
Ракета Ares-1X взлетает 28 октября 2009 года. (Источник: NASA)
SLS: СИСТЕМА КОСМИЧЕСКОГО ЗАПУСКА, АКА «СИСТЕМА ЗАПУСКА СЕНАТА»
Закон об авторизации НАСА 2010 года дал указание НАСА разработать Space Launch System («Систему Космического Запуска). Она должен была поднимать от 70 до 100 метрических тонн на LEO, а позже — до 130 тонн и более. Ракета-носитель должна быть в состоянии поднять пилотируемый корабль Orion Crew, так как его разработка продолжалась, а Конгресс потребовал, чтобы НАСА работало с существующими партнёрами, которые уже работают по теме.
Первоначально НАСА надеялась быстро и эффективно запустить сверхтяжёлую ракету, как того требовала директива от Конгресса. Они должны были полететь до 31 декабря 2016 года! НАСА выполнило анализ показателей качества проекта и сократило его до пяти различных вариантов ракеты-носителя. Некоторые из них выглядели захватывающе, с диаметрами базовой ступени в десять метров и двухступенчатым двигателем с дожиганием генераторного газа, обогащённым кислородом. Анализ проводился по следующим критериям: реализуемость 55 процентов; график работ 25 процентов; грузоподъёмность 10 процентов и программное обеспечение 10 процентов.
Сравнение того, что было бы ракетой Ares V и SLS. (Источник: НАСА)
SLS С НАСЛЕДИЕМ STS
НАСА остановилось на варианте, известного теперь как SLS. Хотя SLS и Ares V выглядят очень похоже, SLS на самом деле был довольно новой конструкцией. Это определенно было связано с ранним предложением ракеты под названием Direct (Прямой). SLS максимально использовала оставшиеся части и средства (буквально) от Space Shuttle. Их умозрительный подход заключался в том, что такой подход должен облегчить быстрое создание прототипа и испытания самой мощной ракеты из когда-либо созданных.
НАСА постаралось максимально приблизить проект к прошлой Space Transportation System. Тем самым осчастливив некоторых подрядчиков, их сотрудников и членов Конгресса. Это проектное решение гарантировало (или так предполагало), что средства будут продолжать поступать к подрядчикам Shuttle.
КОНТРАКТ «СТОИМОСТЬ-ПЛЮС»
В отличие от «Коммерческого Экипажа», НАСА будет продолжать работать с подрядчиками эпохи «Шаттлов», используя схему финансирования по принципу «затраты-плюс». На практике это означает, «вот сколько денег мы вам дадим, чтобы сделать это, но мы также оплатим счета на все, что выходит за рамки бюджета».
Финансирование разработки SLS колеблется в пределах около 1,5 миллиардов долларов в год начиная с 2011 года. Космический корабль Orion получает чуть более 1 миллиарда долларов в год, также с 2011 года. НАСА заверило подрядчиков, что у них будет достаточно ресурсов для реализации этих проектов. Подрядчики остались в рамках реалистичного бюджета НАСА, который соответствовал уровням финансирования НАСА в эпоху Space Shuttle.
Тем не менее, проблема, связанная с заключением контрактов с оплатой издержек, заключается в том, что у них очень мало стимулов оставаться в бюджете и придерживаться графика работ. Фактически, «проскальзывание» графика работ буквально означает больше денег для подрядчиков. Основной подрядчик по программе SLS, Boeing, получает больше всего денег по проекту. НАСА периодически проводит обзоры эффективности своих подрядчиков. Тем не менее, правительственные чиновники все ещё ругают НАСА за то, что оно слишком легко обращается с некоторыми из этих подрядчиков. Об этом позже.
СХОДСТВО SLS С SHUTTLE ТОЛЬКО ВНЕШНЕЕ
Хотя SLS буквально выглядит как гигантский бескрылый «космический челнок», НАСА внесло множество изменений в конструкцию ракеты. Например, они увеличили его грузоподъёмность и снизили расходы. Вот краткое изложение изменений.
SLS будет иметь SRB (боковые твёрдотопливные ускорители) с пятью сегментами в отличие от SRB с четырьмя сегментами, которые были у STS. В отличие от Space Shuttle, у этих ускорителей отсутствует возможность повторного использования. Они имеют другую конструкцию сочленений, которая не позволяет газам выходить во время полёта. Редизайн гарантирует, что мусор не повредит сопла двигателей RS-25 расположенных рядом.
Solid Rocket Booster (SRB) для SLS во время теста. Фрагменты, летающие вокруг, — это недавно разработанная пробка. (Источник: НАСА)
Базовая ступень выглядит как внешний топливный бак Space Shuttle. Кроме внешнего вида, в нем нет практически ничего общего с внешним баком Shuttle, кроме его цвета и диаметра в 8,4 метра. Используется новый материал — алюминий AL 2219. Сама конструкция отличается от внешнего бака Shuttle. Используются различные методы сварки, и даже новая напыляемая теплоизоляция. SLS будет иметь конструкцию с распределением нагрузок, приложенных к верхней части резервуара, а к боковинам бака.
Aerospace-Rocketdyne доработал двигатели RS-25, которые использовали в программе STS. Они увеличили выходную мощность с 104,5 процента до 109 процентов или 111 процентов в чрезвычайной ситуации. При этом, как и для SRB, RS-25D, а затем и варианты RS-25E, имеющиеся в наличии, можно использовать в SLS.
Просто забавное примечание, я основываю эти процентные числа на исходной номинальной тяге 1,6 MN (375 000 фунтов силы) на уровне моря. После некоторых изменений в главных двигателях они смогли выйти за пределы своих первоначальных конструктивных параметров для программы Shuttle. Для SLS их модернизировали на большую мощность.
ПРОМЕЖУТОЧНАЯ КРИОГЕННАЯ ВЕРХНЯЯ СТУПЕНЬ
Ещё одно решение, которое помогло сэкономить средства и сократить сроки, заключалось в решении сначала использовать SLS с верхней ступенью от Delta IV и Delta IV Heavy ULA. НАСА изменило ступень Delta Cryogenic Second Stage (DCSS) так, чтобы она механически соответствовала верхней части базовой ступени диаметром 8,4 метра. Эта Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS) имеет резервуары с водородом другой конструкции и больше топлива, чем версия для Delta IV.
Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS) ULA для SLS.
НАСА планирует, что у SLS в дальнейшем будет намного более мощная верхняя ступень, известная как Exploration Upper Stage. Модернизированная ступень, которая является частью обновления Block 1B, сделает SLS намного более грузоподъёмной. Хотя эта конструкция не увидит свет до 2025 года.
Сравнение ICPS и EUS. (Источник: НАСА)
КОСМИЧЕСКИЙ КОРАБЛЬ «ОРИОН». «АПОЛЛОН» НА СТЕРОИДАХ?
Далее нам нужно поговорить о космическом корабле Orion (Орион), который находится на вершине ракеты для миссий Artemis (Артемида). Orion — традиционный пилотируемый корабль конической формы. В некотором смысле это более новая и расширенная версия командного модуля Apollo.
Параллельное сравнение командного и сервисного модулей Orion и Apollo.
Хотя Orion выглядит похожим, он больше, чем может показаться. По сути, это просторное транспортное средство диаметром пять метров по сравнению с диаметром командного модуля Apollo в 3,9 метра. Orion также имеет колоссальные 9 кубометров герметичного объёма по сравнению с 6,2 кубометрами Apollo. Это позволяет кораблю Orion вместить до шести астронавтов по сравнению с обычным экипажем из трех астронавтов Apollo. Стоит вспомнить и Skylab для которого изменили командный модуль Apollo, чтобы он мог вместить пять астронавтов в чрезвычайной ситуации.
Первоначальное название космического корабля Orion было Crew Exploration Vehicle (Пилотируемая Исследовательская Машина). Именно так он назывался в разработке для программы Constellation. Но с тех пор оно изменилось. Теперь в нем реализована еще одна мера экономии средств: используется сервисный модуль на основе европейского ESA Automated Transfer Vehicle.
ЛУННЫЙ ПОСАДОЧНЫЙ АППАРАТ? КТО-НИБУДЬ?
Есть ещё одна вещь, которую мы должны упомянуть. Что-то новое для системы, которая все ещё находится в стадии разработки. Если программа Artemis должна прилуниться на Луну, ей потребуется посадочный аппарат.
Это подводит нас к текущей ситуации. Пока все, о чем мы говорили и обсуждали, было для выведения людей на лунную орбиту только с помощью SLS и Orion. Без возможности установить дополнительно посадочный лунный аппарат на SLS Block 1 как часть общего пакета при полете к Луне. Это невозможно даже с модернизированным Block 1B.
НАСА официально выбрало три совершенно разных лунных корабля для программы Artemis. У каждого из претендентов есть время до 2021 года, чтобы точно продемонстрировать, как они попадут на Луну. Причём, некоторые предложения могут отправить лунные модули вместе с Orion на обновленной SLS Block 1B.
Для того, чтобы миссия Artemis III добралась до Луны в 2024 году, ей придётся использовать SLS Block 1. Посадочный лунный аппарат должен будет лететь на одной или двух коммерческих ракетах. Может быть, даже на трёх? Это будет зависеть от того, насколько большим он окажется. Аппаратные средства Atremis огромны по современным стандартам пилотируемых полётов.
ЗВОНОК ДЛЯ КОММЕРЧЕСКИХ ПОСАДОЧНЫХ АППАРАТОВ
Эта часть программы Artemis ближе к программе Commercial Crew, чем к остальным программам SLS и Orion.
НАСА разработало ряд требований, чтобы подрядчики могли участвовать в торгах по контрактам на лунную посадку. При этом они надеются, что это будет быстрый процесс, чтобы уложиться в свои амбициозные сроки — к 2024 году доставить астронавтов на Луну. НАСА не будет владеть космическим кораблём и управлять им, как они это делают для SLS и Orion.
Artemis потребуется по крайней мере две ракеты на миссию с посадкой экипажа на поверхность Луны. Мы рассмотрим варианты, предложенные в программе Human Lander Systems во второй части этой статьи. Рассмотрим, какие еще варианты есть у НАСА, если они примут решение об отмене SLS в пользу Starship и других коммерческих предложений. По этой причине давайте поговорим о Starship.
ИСТОРИЯ STARSHIP
Если вы новичок в истории «Звездного корабля», вы можете не понимать, как далеко зашла эта шутка. По сути, с момента создания SpaceX ходили разговоры о создании «BFR» или «Big F * + # ing Rocket». В отличие от SLS, фактическое проектирование и разработка с первых дней были в основном за закрытыми дверями.
ТОМ МЮЛЛЕР, ПАРЕНЬ С РАКЕТНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
Возвращаясь к созданию SpaceX, инженер по двигателям и работник номер один, Том Мюллер, построил ракетный двигатель «BFR» в своем мощном ракетном клубе, Research Research Society. И да, это имя взято от BFG в Doom.
Заметим, что двигатель Tom BFR представлял собой инжекторный двигатель с штифтовыми форсунками, который мог создать тягу в 45 KN/с. Он сражался с Дэвидом Крисалли, который построил более традиционный двигатель с плоским инжектором. Конструкция Тома победила и в итоге стала основой для современного двигателя Merlin!
Но ракета BFR не получала публичное освещение примерно до 2012 года, когда Илон упомянул огромную ракету, получившую название Mars Colonial Transporter, которую SpaceX добавил в свою линейку будущих планов.
SpaceX по-прежнему была относительно небольшой компанией, только запустившей три Falcon 9 к концу 2012 года. После этого ходили слухи о ракетах Falcon X, Falcon X Heavy и Falcon XX, которые станут их следующими мега-ракетами.
МАК-2016, ИЛОН И ЕГО ITS
Только в 2016 году — на Международном авиационном конгрессе (МАК) в Гвадалахаре, Мексика — Илон взорвал «бомбу». Мир наконец-то понял, над чем работает SpaceX. И да, это была супер странная пресс-конференция, где все задавали смешные вопросы. Но не все понимали…
Планы, которые представил Илон, были смехотворными, может быть, даже безумными. Нечто, что мир никогда не видел в виде практического проекта. Ракета полностью многоразовая, диаметром в 12 метров, высотой в 122 метра с 42 двигателями закрытого цикла с полной газификацией компонентов на метановом топливе на первой ступени. Шесть вакуумных двигателей и ещё три двигателя уровня моря на верхней ступени. Она использовала усовершенствованную конструкцию корпуса из углеродного композита и имела грузоподъёмность 300 тонн на LEO. Мы узнали её как «Межпланетная Транспортная Система» или ITS.
Выступление Илона Маска на МАК-16
После 2016 года мы наблюдали изменения конструкции из года в год. Самое большое изменение — уменьшение размера. Внезапно ракета сжалась до диаметра в девять метров, а её грузоподъёмность уменьшалась вместе с размером.
Около 2018 года SpaceX снова начал называть его BFR и объявил о планах отправить японского миллиардера Юсаку Маэзаву в путешествие к Луне. Между тем, возможно, другим большим изменением стало решение отказаться от конструкции корпуса из углеродного композита и вместо него использовать нержавеющую сталь.
STARSHIP, ТРИ В ОДНОМ!
Тогда, наконец, и появилось имя Starship (Звездный Корабль). Чтобы не путаться, SpaceX называет всю систему Starship. Но это также название, используемое для верхней ступени! Они называют ступень ускорителя Super Heavy. Поэтому мы можем свободно сказать Starship, что означает Starship и Super Heavy. Тем не менее, мы могли также иметь в виду только верхнюю ступень.
Это похоже на то, как вы можете показать на кукурузу и сказать: «Эй, смотри, это кукуруза! Если она в початках или в тарелке, вы все равно будете называть его кукурузой. Но когда она находится в початках, вы можете сказать, что это кукуруза в початках». Боже, вы хотите сказать, что я из Айовы, не так ли?
В 2019 году SpaceX провёл пресс-конференцию перед полноразмерным прототипом Starship в Бока-Чика. Позже мы узнали, что его имя Mk 1, сокращение от «Mark One». К этому моменту проектирование пришло к тому, что верхняя ступень должна была иметь только два «ребра», которые действуют как гигантские воздушные тормоза. Я снял видео с объяснением причин, по которым они, скорее всего, выбрали два «плавника» вместо трёх, и это интересно смотреть!
Это в значительной степени помогло понять конструкцию Starship, поскольку большая часть фактической разработки велась за закрытыми дверями SpaceX. Я думаю, что сейчас будет отличное время, чтобы пройти через прогресс этих двух программ. Давайте сложим в точности то, что они построили, и посмотрим, сможем ли мы лучше понять их дико уникальные философии конструирования.
Видео о принципиальных изменениях конструкции BFR/Straship
ПРОГРЕСС SLS VS ПРОГРЕСС STARSHIP
Эта часть, над которой я думал некоторое время. Скептики Starship укажут на все взорванные тестовые прототипы и скажут: «Они даже не могут построить бак». В то время как скептики SLS говорят: «Прошло десять лет, и ничего не произошло».
Давайте рассмотрим все оборудование, которое было построено. Это будет всеобъемлющий, но не полный список абсолютно всего. По крайней мере, мы отметим основные вехи. Начиная с SLS и Orion, оборудование, которое подрядчики построили и/или протестировали, намного больше, чем вы думаете.
Инвентаризация SLS и Orion, состоящая из тестовых образцов и летного оборудования.
ARTEMIS I, ORION И ТЕСТОВЫЕ SLS
До сих пор мы видели более десятка Orion, используемых на Ares 1-X, в различных тестах САС, с макетами и тестами на приземление. В 2014 году состоялся полнофункциональный, в основном, полет прототипа Orion на Delta IV Heavy в миссии EFT-1. В 2019 году в Космическом центре им. Маршалла даже проводились испытания полноразмерного водородного бака SLS на разрушение. Испытание длилось более пяти часов при нагрузках до 260 процентов превышения номинального режима.
Все оборудование для первого комплексного тестирования SLS и Orion к миссии Artemis 1 в основном готово к окончательной сборке. Базовая ступень находится на испытательном стенде, готовится к продолжительному статическому прожигу двигателей. Сборка пяти сегментов каждого ускорителя SRB произойдёт в ближайшее время. Система аварийного спасения готова. Лётный экземпляр космического корабля Orion завершил все свои испытания. Он вернулся в Космический Центр Кеннеди в ожидании своего предстоящего запуска вокруг Луны!
Верхняя криогенная ступень была готова к работе уже несколько лет. Сервисный модуль корабля Orion, поставляемый EAS, готов. Буквально — оборудование для Artemis I в полном комплекте! Осталось только завершить тестирование, а затем произвести окончательную сборку.
Есть 16 двигателей RS-25D. 14 из 16 двигателей ранее летали на Space Shuttle. Они уже установили четыре двигателя в двигательный отсек базовой ступени Artemis I. Произведено достаточно сегментов твердотопливного ракетного ускорителя, чтобы собрать 16 ускорителей для восьми полётов SLS. Даже 4 двигателя RL-10 готовы к использованию на следующих этапах программы.
ЗАДЕЛЫ ДЛЯ АРТЕМИДА II И III
Сейчас, когда производственные линии и места сборки освободились, части для Artemis II собираются вместе. Это включает в себя кислородный бак, бак для водорода, промежуточный бак, переходную верхнюю секцию, секцию двигателя на базовой ступени. Резервуар для Ориона, его сервисный модуль, теплозащитный экран, вышка САС и другие элементы оборудования находятся на месте. И, как уже упоминалось, RS-25 и бустерные сегменты тоже готовы.
Это ещё не все, аппаратное обеспечение Artemis III также уже собрано вместе! Это включает в себя детали корабля Orion, части сервисного модуля, водородный бак SLS, двигатели и твёрдотопливные ракетные ускорители.
Итак, вы можете видеть, что SLS и Orion добились многого за последнее десятилетие. Даже если учесть более длительный срок разработки Orion. Но как это выглядит по сравнению с прогрессом Starship?
ПРОГРЕСС STARSHIP
Прогресс Starship существенно отличается от SLS и Orion. Большая часть ранней разработки Starship была очень закрытой. Они даже загадочно скрывали программу разработки двигателя Raptor, пока Илон не показал видео об этом на МАК-2016.
Разработка двигателя Raptor началась около 2012 года. С тех пор он прошёл множество испытаний. На сегодняшний день построено 26 двигателей Raptor, многие из которых сейчас проходят тестирование. Но, скорее всего, есть только горстка, которая действительно способна летать на данный момент. Это число меняется, так как SpaceX построил большинство из них только в 2019 году.
Инвентарь SpaceX, состоящий из тестовых элементов, прототипов и Starhopper.
РЕАЛЬНАЯ СТАЛЬ
Если мы проигнорируем все построенное из углеродного композита и/или для Starship диаметром 12 метров, SpaceX построили почти все, что мы собираемся перечислить только в прошлом году. Начиная со Starhopper, этого единственного прототипа Starship, который продвинулся вперёд в тестах. Его 20-метровый, а затем и 150-метровый перелёт — пока единственные полёты прототипов. Мы видели, что полномасштабный прототип Mk 1 полностью собрали, но затем сняли верхушку.
SpaceX одновременно строил аналогичный прототип в Кокоа, штат Флорида. Это была возможность для двух команд одновременно работать над разными методами строительства в дружеском соревновании. SpaceX отказался от строительства прототипа Mk 2, и он все ещё стоит там, во Флориде.
2020: ОДНА ЛУЧШЕ, ЧЕМ ДВЕ
Затем мы увидели, как две команды собрались вместе в конце 2019 года и яростно приступили к достройке следующего прототипа, Mk1. Как мы и ожидали, во время тестирования он потерпел неудачу. Илон чирикнул перед тестом, что прототип не будет выполнять «прыжки». А SpaceX уже работает над следующим прототипом.
Это было не единственное изменение. Примерно в это же время SpaceX также перешёл от использования Mk к номенклатуре SN. Было три образца для испытаний под давлением, на которых проверяли сварные швы и способность резервуаров выдерживать давление при криогенных температурах. Затем было ещё одно полномасштабное испытание бака с SN-1, который взорвался, взорвался, а затем снова взорвался, когда его крышка упала. Наконец, у нас есть SN-3, который также потерпел неудачу из-за неправильных процедур тестирования. Несмотря на эти неудачи, их следующий прототип, SN-4, уже готов и прошёл испытания на давление при криогенных температурах.
SpaceX построил и взорвал в три раза больше баков за последние шесть месяцев, чем SLS за последние шесть лет! Именно здесь мы видим огромные различия в построении, тестировании и общей философии разработки! Время сжимается в секунды.
ФИЛОСОФИЯ STARSHIP VS ФИЛОСОФИЯ SLS
К настоящему времени у вас, вероятно, уже есть понимание конструктивных различий проектов и философии разработки. Просто посмотрев на то, как развивались эти две программы, различия становятся очевидны. Но есть несколько вещей, которые уверенно подтверждают, насколько они действительно разные.
SLS, ДАВАЙТЕ ПЛАНИРОВАТЬ ВСЕ ЗАРАНЕЕ
Давайте начнём с того, что поставим себя на место НАСА. НАСА, финансируемое правительством, должно действовать иначе, чем частная компания с частным финансированием. Возможно, самая фундаментальная вещь, которую они не могут сделать, — это рисковать.
При создании чего-то столь масштабного, сложного и амбициозного, как проект SLS, вам действительно необходимо учесть все, прежде чем отправлять задания подрядчикам. Если вы скажете подрядчикам что-то построить, а потом что-то изменится в плане, вся их работа будет напрасной. Это неизбежно получается, когда у вас есть десятки подрядчиков и государственных служащих, которые все полагаются друг на друга, чтобы выполнить свои задачи вовремя.
Представьте себе, если ключевая часть проекта задерживается на год, что должны делать государственные служащие, разрабатывающие эту систему? Вы не можете уволить их на год, а затем вернуть в проект. Они ушли бы в поисках новой работы. И вы не можете перевести их на что-то другое. Маловероятно, что инженер по двигателям просто перейдёт к другой ракете, над которой работает НАСА. Ежегодно существует много затрат, которые являются обременительными затратами на реализацию программы такого масштаба.
НАСА, РАЗДАВАЙ ДЕНЬГИ
Хотя это по своей природе менее рискованно и неэффективно, распределение денег и подрядов в разные места работает на политическую поддержку. Существует также система обеспечения безопасности проекта благодаря финансированию нескольких подрядчиков и космических центров по всей стране. Такой децентрализованный подход помогает сделать его более привлекательным для принятия бюджета Конгрессом. Даже если это неэффективно, это помогает обеспечить финансирование программы на политическом уровне.
Это особенно верно, когда вы понимаете, что проект Europa Clipper, предназначенный для исследования Европы, спутника Юпитера, должен по закону летать на SLS. Возможно, самый сумасшедший факт в том, что они дополнительно добавили 250 миллионов долларов хранение в программу! Ракета SLS для него не будет готова, по крайней мере, до 2025 года. Несмотря на то, что зонд будет готов к 2023 году. И этот закон поможет в долгосрочной перспективе, поддерживая программу. Кроме того, он будет финансироваться в течение потенциально неопределённого времени при смене администрации.
Такая ситуация явно далека от идеала. Но если вы беспокоитесь о выживаемости программы, а не о том, что ваши цели смещаются на 180 градусов каждые четыре-восемь лет, то подобные вещи — часть игры.
Не забывайте, что бюджет НАСА составляет всего около половины процента нашего национального бюджета, а программы по космическим полётам — даже не половина этого.
ОТКАЗ, НЕ ВАРИАНТ ДЛЯ SLS
Следовательно, основная философия построения SLS — это планирование и снижение рисков реализации программы. В ней действительно не так много мест, где можно потерпеть неудачу, когда вы должны ответить налогоплательщикам, почему их деньги буквально «испарились». Не забывайте ещё раз, что бюджет НАСА составляет всего лишь полпроцента нашего национального бюджета, а программы полёта человека в космос — только часть этого.
STARSHIP. ОТВЕТ — 42!
Теперь сравните это со Starship. Развитие космического корабля в буквальном смысле слова настолько быстро, насколько это возможно. SpaceX не начинался с подробных чертежей. Буквально, это началось с того, что просто узнали, какие вопросы задавать. Затем, как сформулировать ограничения того, что должен делать их аппарат.
В этом процессе родились две главные цели. Во-первых, быть полностью многоразовым. Во-вторых, обладать достаточной мощностью, чтобы быть полезными для доставки людей на другие планеты. Это действительно суть. Затем можно вернуться назад, чтобы найти ответы на эти поставленные задачи.
Следующий самый важный пункт помогает ответить на вопрос о разработке двигателя, который был бы эффективен и мог быть использован многократно. Как я уже говорил в своём видео о двигателе SpaceX Raptor, двигатель закрытого цикла с полной газификацией компонентов, работающий на метане, идеально соответствует этим целям.
Топливо Raptor обеспечивает горение без сажи и сохраняет двигатель в чистоте для лёгкого повторного использования. А его высокая эффективность улучшает использование топлива на борту. Высокая тяга двигателя и небольшая занимаемая площадь позволяют быстро масштабировать ракеты с несколькими двигателями.
С этого момента все телодвижения проекта были в «песочнице». Не удивляйтесь, когда увидели внезапный поворот от углеродного волокна к нержавеющей стали. Вы понимаете, насколько важно для SpaceX просто начать полёты, чтобы у них была отправная точка для повторения, когда вы услышите, как Илон объясняет, почему было так важно сменить конструкцию Starship.
Презентация Starship осенью 2019 года
СКОРОСТЬ ИТЕРАЦИИ STARSHIP
Поэтому скорость итерации определяет почему мы видим, как в Бока-Чика происходит так много случайных вещей. По этой причине глупо даже беспокоиться о планах на будущее. В этом я заблуждался, как и все остальные, потому что все последующее зависит от того, что произойдёт сейчас с их текущим вариантом. Затем они будут разрабатывать следующий шаг после этого по результатах предыдущего шага и т. д.
Это философия, аналогичная «каскадной модели» или, возможно, гибкого модельного стандарта в разработке программного обеспечения. Это оригинальный подход Илона. По сути, вы не работаете над вторым шагом, пока не сделаете первый шаг. Планируйте на долгий период, и вы, вероятно, отмените всю работу.
Это буквально противоположность SLS, где все должно иметь точный план. Если в итоге вы построите ракету на три метра короче чертежей, внезапно вам также придётся менять всю систему наземной поддержки! Именно этот казус произошёл с SLS и её мобильной башней обслуживания.
ГИБКОСТЬ И СКОРОСТЬ
Все для Starship ещё находится в неопределённости в данный момент. Я имею в виду, мы натурально наблюдаем, как они строят завод вокруг ракеты, а не наоборот. И, честно говоря, это очень рискованно, но это также гораздо проще сделать. Поскольку компания предельно вертикально интегрирована, она может двигаться быстрее и гибче. Это означает, что изменения в решениях не имеют такого сильного волнового эффекта для проекта, как более традиционный метод.
Мы увидим ещё больше сбоев оборудования и прототипов. Там будут неудачи. Мы, вероятно, увидим взрывы! Но, в отличие от SLS, аварии являются шагом к цели. Этот подход способствует обучению посредством создания прототипов с меньшими затратами и большей скоростью. Илон повторяет снова и снова: «Неудача — это признак развития, если что-то не выходит из строя, вы недостаточно инновационны».
Это очень похоже на философию разработки Советского Союза во времена расцвета Сергея Королева. Создайте что-нибудь как можно дешевле, протестируйте его, если он взорвётся, посмотрите, что пошло не так, внесите улучшения, повторите! И это определенно дало им фору на ранних стадиях разработки. Скажем, вы взорвали ракету, которую построили за два месяца. Извлечём из этого уроки. Построим другую ракету за меньшее время, чем потребуется НАСА, чтобы заправиться и испытать SLS один раз. Это просто монументальное различие в философии.
STARSHIP VS SLS
Я думаю, что пришло время нам действительно столкнуть эти ракеты лоб в лоб. Это поможет понять, насколько они действительно доступны для сравнения, когда мы рассмотрим их «болты и гайки». После первоначального столкновения мы заглянем в некоторые «кроличьи норы» показателей и возможностей. Приготовься!
Параллельное сравнение ракет сверхтяжёлого класса по параметрами: тяги [MN], грузоподъёмности LEO [t], грузоподъёмности TLI [t], цены [$] и цены за кг на TLI.
Мы уже затрагивали размеры каждой ракеты, поэтому здесь они приведены. А пока мы просто сравним начальные сборки каждой ракеты. Block 1 и Block 1B SLS, а также грубой версии Starship в его нынешнем виде.
Обязательно имейте в виду, что Starship сильно изменится в будущем. Практически каждый раз, когда строят новый, он будет отличаться от предыдущего. Ожидайте, что этот темп изменений закончится когда-то в 20-е годы или даже после SN30. SLS также может немного измениться, когда Block 1B выйдет на реальные полёты.
ДАВАЙТЕ СРАВНИМ ДВИГАТЕЛИ
Пока мы здесь, давайте сравним Saturn V и Falcon Heavy! Просто у нас есть некоторые дополнительные взгляды на то, как эти ракеты действительно сравниваются. SLS большой, но Starship будет огромным. Он будет больше, чем Saturn V по общей высоте, и лишь немного уже, чем первые две ступени Saturn V, но он почти не сужается, как Saturn V.
Теперь поговорим о двигателях и их топливе. Falcon Heavy имеет 27 двигателей Merlin для работы на уровне моря и один Merlin оптимизированный для работы в вакууме на верхней ступени. Все они работают на керосине RP-1 и жидком кислороде. Есть Saturn V, у которого было пять двигателей F1 на первой ступени, которые использовали керосин RP-1. Пять двигателей J2 на второй ступени и один J-2 на третьей ступени работали на водороде.
Как мы знаем, SLS имеет в основном ту же конструкцию, что и Space Shuttle. Есть два твёрдотопливных ускорителя SRB и четыре двигателя RS-25 работающие на водороде. В конфигурации Block 1 будет только один двигатель RL-10B2 на верхней ступени, также работающий на водороде. В отличие от этого, его следующая версия, Block 1B, будет иметь четыре двигателя RL-10, также работающих на водороде.
Наконец, Starship имеет 37 двигателей Raptor на Super Heavy Booster и, скорее всего, шесть Raptors на Starship. Это число может быть изменено, и SpaceX сделает это относительно легко из-за небольшого размера двигателя Raptor.
ПОДЪЕМНАЯ ТЯГА
Далее, давайте посмотрим на их тягу при старте. Как всегда, это весело. Falcon Heavy — ребёнок со своими 22.8 MN. Затем переходим к мощным ракетам с Saturn V с его 35.1 MN. SLS немного превосходит его на старте с 39,1 MN, но именно Starship будет здесь королем с 72 MN в его нынешней конфигурации.
ПОЛЕЗНАЯ НАГРУЗКА НА ЛУННОЙ ОРБИТЕ
Мы уже рассмотрели некоторые возможности полезной нагрузки этих ракет при выводе на LEO, поэтому давайте вернёмся к SLS и Starship. Но на этот раз покажем, какую массу они могут отправить на Луну. Мы называем это «транс-лунной инъекцией» (TLI), поскольку в любом случае здесь речь идёт о лунных миссиях. Обратите внимание, мы покажем грузоподьёмность для SLS Block 1 и Block 1B. Тем не менее, их возможности на LEO практически одинаковы, так как именно базовая ступень выводит их на орбиту.
Заметьте, это не масса, которую ракетная система может вывести на траекторию полёта к Луне. Это масса, который система может доставить к Луне. Вы должны выйти на лунную орбиту с вашим космическим кораблём. Для Orion или Apollo сервисный модуль позаботится об этом. Требуется дополнительная энергия для достижения характеристической скорости (дельта-v), чтобы добраться до определенной точки в пространстве.
Falcon Heavy в режиме многократного использования может доставить на лунную орбиту около девяти тонн. Это также означает, что все три первые ускорителя приземляются на кораблях-дронах, в отличие от двух ускорителей, приземляющихся назад на площадку LZ-1. Сравните эту массу с 15-ю тоннами на TLI в одноразовом режиме.
SATURN V ПРОТИВ SLS
Далее у нас есть Saturn V, который может доставить 48,6 тонн орбиту Луны. Затем SLS Block 1, который может доставить 27 тонн. Обновлённая версия Block 1B поднимет до 43 тонны в TLI. Вы можете спросить, как более мощная ракета может получить только половину полезной нагрузки на Луне от той, что могла Saturn V? Что ж, эта результат из-за переходной криогенной ступени c низкой тягой для ракеты такого размера. Как ни странно, даже с SLS Block 1B с ее четырьмя двигателями RL-10 на верхней ступени может доставить только 43 тонны на орбиту Луны. Меньше того, на что был способен Saturn V. Честно говоря, это сбивает меня с толку.
У Starship все немного запутаннее для лунной орбиты. Starship сам по себе не может лететь на орбиту TLI. Его огромная 120-тонная сухая масса не позволяет ему покинуть LEO. Перелёт всего этого мёртвого груза на Луну не получится без его дозаправки. Заправка является безусловной частью плана полёта для Starship. Но об этом мы поговорим в следующем видео. В этом видео будет обсуждаться, должен ли Starship использовать дополнительные разгонные ступени или дозаправку.
ПОВТОРНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИЛИ ОДНОРАЗОВОЕ. ПО КАКОЙ ЦЕНЕ?
Сейчас я покажу, какие из этих ракетных систем являются одноразовыми, частично многоразовыми и полностью многоразовыми. Вот где мы собираемся нырнуть в глубокую «кроличью нору», так что берегите свои задницы. Мы поговорим о цене, и говорить об этом не легко. Вы поймёте через мгновение, почему. Для сравнения я скорректировал все цифры, которые вы увидите в долларах США к ценам 2020 года.
Начнём с того, что я назову «ценником ракеты». Это цена, за которую вы, вероятно, можете купить запуск. На данный момент мы игнорируем затраты на разработку. Но мы рассмотрим стоимость разработки в следующей статье. Пока просто имейте их ввиду. Мы также пока будем смотреть только на ракеты, без космических кораблей, такие как Appolo или Orion.
ЦЕННИК РАКЕТЫ
Давайте начнём с Falcon Heavy примерно за 90 миллионов долларов. Saturn V был около $ 1,2 млрд за запуск. После запуска производства SLS Block 1 и его более поздней версии Block 1B, они будут стоить 875 миллионов долларов. Остаётся Starship. Ну, Илон утверждает, что они могут запустить его за 2 миллиона долларов. Давайте предположим, что они когда-нибудь смогут сделать за 2 миллиона долларов, но какое-то время будет разумно брать 100 миллионов долларов, пока рынок не догонит их. Так что давайте просто добавим туда 100 миллионов долларов в качестве ценника для наихудшего сценария.
Теперь с этими числами мы можем рассчитать базовое соотношение доллар/килограмм. Поскольку мы говорим о Луне, давайте посмотрим, сколько стоит отправить 1 кг на лунную орбиту для каждой из этих ракетных систем.
СООТНОШЕНИЕ КИЛОГРАММ/ЛУНА
Falcon Heavy может доставить на Луну килограмм примерно за 10 000 долларов США в режиме многократного использования или одноразовом варианте. Saturn V доставит за приблизительно 25 600 долларов за кг. SLS для Block 1 после запуска производства возьмёт около 31 500 долларов за кг. Для Block 1В ценник выглядит значительно лучше, примерно 20 000 долларов за кг. Starship при единственном запуске за 100 миллионов долларов не может достичь лунной орбиты. Ему потребуется два дополнительных запуска для дозаправки корабля на орбите Земли, чтобы выполнить такой перелёт. Это будет стоить 300 миллионов долларов. Заправившись, он может отправить 156-тонную полезную нагрузку на лунную орбиту. Таким образом, стоимость Starship за килограмм обойдётся примерно в 2000 долларов.
Это некоторые очень предварительные оценки, и они сделаны на предположениях. Это для случая, если вы хотите сказать, что мы намеренно «мешаем» Starship. На всякий случай, цена за запуск слишком оптимистична. Но по-прежнему Starship самый экономичный вариант из возможных.
Предварительные расчёты сделаны на основе произвольных предположений. Например, они не учитывают затраты на разработку. Нам ещё многое предстоит узнать о бюджетах и затратах. А пока просто примите эту тему. Мы будем исследовать все «кроличьи норы» в следующей статье о расходах.
ВЫВОД
Как мы сюда попали? Как получается, что у нас одновременно разрабатываются две супер-пупер-мега-ракеты?
Я думаю, что история говорит сама за себя. Когда НАСА начало работать над SLS, мысль о такой ракете, как Starship, была совершенно нелепой. Даже сегодня многие люди думают, что это безумие и затея потерпит неудачу. Starship «невозможен» — пока его нет. А потом, внезапно, буквально все меняется в секунду.
ПОВЕРИТ ЛИ НАЧАЛЬНИК?
НАСА работает над SLS и Orion уже почти десять лет. Если бы SpaceX обратился к НАСА со Starship в 2011 году, это было бы аналогично попытке продать фермеру в 1870 году четырёхцилиндровый трактор 8RX 410 John Deere с 9-литровым турбодизельным двигателем под управлением GPS. Однако все, что фермер искал, — это купить плуг для своей лошади. Он просто не поверил бы вам, если бы вы упомянули трактор. О, чуваки, из меня снова вылезла Айова, извините.
НАСА много раз спотыкалась на этом пути. Было так много программ, которые они завели в тупик. При разработке программы страдали от изменения приоритетов миссии, персонала и руководства. Они повторили это несколько раз, прежде чем программа действительно началась воплощаться в железе.
Они сделали то, что должны были сделать для SLS. НАСА избрало разумный путь, опираясь на существующие технологии, партнёров и схемы финансирования программ. Все это для создания ракеты, способной работать в дальнем космосе, которую поддерживают политики. Все это, чтобы восстановить способность к полётам, которую они потеряли почти 50 лет назад.
Слушайте к чему я пришёл, и это самый большой шок. Это не Звездолёт! Но у человечества есть «Звездный Корабль». Starship является логическим продолжением, если необходимо сократить расходы на космические полёты. Честно говоря, имеет смысл производить ракеты многоразового использования. Каждый хочет сделать это! Никто не думает, что это ужасная идея. Мало кто из инженеров или менеджеров думает, что это никогда не случится.
50 СПОСОБОВ РАССТАТЬСЯ С ЛЮБОВНИКОМ
Я думаю, что самым большим сюрпризом является то, что потребовалось 50 лет, чтобы построить ещё одну ракету с возможностями Saturn V. После миссии Apollo 17 в 1972 году никто из людей не покинул LEO. Если бы вы сказали это Джину Сернану, последнему астронавту, который ходил по Луне, он бы не поверил. Услышав эту новость, он, возможно, поставил бы тебе «фингал» под глазом.
С тех пор ракетные технологии стали зрелыми. Теперь это достижимо не целым нациям, а горсткой блестящих и отважных корпораций. Эти предприятия могут переосмыслить все, что связано с ракетами и космическими полётами. Они могут открыть коммерческие возможности и возможности, которых раньше просто не было.
МАРС ИЛИ В УТИЛЬ
Я знаю, что цель жизни Илона — долететь до Марса. Но по пути к нему он полностью изменит доступ человечества в космос в лучшую сторону. Чтобы добраться до Марса, вам нужна ракета многоразового использования, обладающая огромными возможностями. Это безумное предложение приведёт к революции в экономике космического полёта на несколько порядков.
Причина, по которой мы перестали лететь на Луну, заключалась в том, что она была слишком дорогой. Соединённые Штаты измерили свои «член» времён холодной войны против Советского Союза с помощью проекта «Аполлон». Но это не было устойчивым способом исследования Луны.
Задумаемся об устойчивых способах исследования Луны. Это именно то, что мы расскажем в следующей статье. Случайно, мы уже исследовали и записали. Будьте готовы, и мы ответим на ваш вопрос: «Должно ли НАСА просто отменить SLS и использовать Starship и другие коммерческие пусковые системы?»
Посмотрим, будет ли «Артемида» шагом в правильном направлении или нет.
На мой взгляд, «Оранжевая ракета» достаточно хороша на данный момент. Но «Блестящая ракета» скоро станет невероятной. Мы, как «командное пространство», можем отметить тот факт, что мы живём во время, когда у нас будет две супер-мега-ракеты, стартующие в космос примерно в одно и то же время! ДА!!!
Источники:
Гарри Лайлс говорит о SLS в 2011 году
SLS C0 — варианты манифеста от НАСА
Руководство пользователя по полезной нагрузке SLS от NASA
Расчёт расходных характеристик FH TLI
3 расчёта высадки десантного корабля
Отчёт OIG по SLS/Orion
Информационный бюллетень SLS по ICPS и EUS
Первоисточник: статья на сайте Everyday Astronaut
Этот текст в pdf формате
