Частная компания SpaceX с декабря прошлого года ведет сборку демонстраторов технологий для своего будущего двухступенчатого корабля и носителя Starship. Это ракета резко отличается от всех ранее построенных. Ее материал не алюминиевые сплавы, как принято в ракетостроении, а нержавеющая сталь, причем обшивка из нее двухслойная, с зазором для охлаждающей жидкости. До этого ракеты из нержавеющей стали фигурировали только в фантастической литературе (например, в «Незнайке на Луне» Носова).
Такой экзотический материал предпочел, несмотря на сопротивление своих инженеров, лично Илон Маск, аргументируя свой выбор большей жаростойкостью стали, нужной для обеспечения долгого срока эксплуатации Starship (сотни пусков) и ее меньшей стоимостью. Чистая полезная нагрузка новой ракеты достигнет 100 тонн. Если считать ее по принятым сейчас нормам (сегодня в полезную нагрузку ракеты засчитывают массу выводимого ею корабля), то она составляет 150 тонн: корабль, интегрированный во вторую ступень Starship, имеет внутренний объем МКС и массу в полсотни тонн, благодаря чему он может нести 100 астронавтов.
Однако полноразмерные версии такой ракеты, массой около четырех тысяч тонн, стоили бы весьма дорого, сотни миллионов долларов за штуку. Поэтому испытания ведутся с помощью Starhopper. Он имеет тот же диаметр, что и полноразмерный Starship (9 метров), но радикально меньшую высоту (порядка 12 метров против более чем 100 метров у Starship). Внутри демонстратора находится не три десятка двигателей Raptor, а только один. Цель испытаний Starhopper — опробовать взлет и посадку нижней части ракеты с помощью Raptor. Как и другие ракеты SpaceX, эта садится на хвост — за счет точно дозированных импульсов от основного двигателя ракеты, того же, что используется для ее полета.
Сегодня Starhopper впервые смог оторваться от земли и приподняться над ней на 20 метров, после чего благополучно приземлился обратно. Небольшая высота полета всегда типична для первых испытаний ракет SpaceX: до получения опыта их эксплуатации опасно поднимать демонстраторы выше, поскольку при их падении с большой высоты было бы неизбежно поражение большой площади компонентами системы. На видео взлета, к сожалению, сам аппарат виден достаточно слабо из-за окутавшего площадку облака раскаленных газов и пыли.
Engine cam pic.twitter.com/3cWHU50353
— e^ (@elonmusk) July 26, 2019
Engine cam pic.twitter.com/3cWHU50353
SpaceX планирует в ближайшие две недели увеличить высоту испытательных взлетов до 200 метров. До конца года ее намечено поднять до пяти километров. Параллельно с весны 2019 года компания строит орбитальный прототип Starship (Starhopper предназначен только для полетов в атмосфере), первый полет которого планируется на конец 2019 года. Он достигнет высоты в 20—30 километров, а вот первый орбитальный полет для него намечен уже на 2020 год. Следует отметить, что это исключительно агрессивное планирование: обычно от начала постройки прототипа и демонстратора до его первого полета проходят годы. То, что для Starhopper на это ушло всего восемь месяцев (декабрь 2018-го — июль 2019 года), само по себе очень необычный результат, указывающий на большую спешку, нетипичную для космической отрасли. Если орбитальный прототип действительно полетит в 2020 году, речь будет идти о еще одном рекордно быстром результате.
На сегодня Starship — самый амбициозный из существующих или запланированных космических проектов в истории человечества. Он сможет вывести больше полезной нагрузки на орбиту, чем любая другая ракета в истории. Сверхтяжелые ракеты, проектируемые другими американскими игроками, а равно и Россией, значительно уступают ей по полезной нагрузке, а кроме того, не являются многоразовыми, то есть их пуски должны быть значительно дороже. За счет полной многоразовости SpaceX планирует снизить стоимость запуска до миллионов долларов. Сегодня самые дешевые запуски даже средних ракет-носителей стоят от 50 миллионов долларов (Falcon 9) до сотен миллионов долларов (Atlas V).
Критики Starship указывают на то, что такой крупной ракете просто нет места в сегодняшней космической отрасли: для запуска спутников и отправки космонавтов на МКС она избыточна. Это действительно так, благо основные цели новой ракеты — высадки на Луне и Марсе и возвращение оттуда. Поэтому сейчас SpaceX ищет другие околоземные приложения для нового носителя. В частности, его первую ступень планируют использовать для суборбитальных перевозок пассажиров на расстояния до 10 000 километров. Предполагается, что из-за получасовой продолжительности полета можно будет использовать вторую ступень для доставки до тысячи пассажиров за раз. В настоящее время трудно предсказать, насколько реальны подобные планы.
Иван Ортега