Starship изменил будущее. Есть в этом будущем место Российской орбитальной станции?
Недавно произошла настоящая революция в ракетостроении. Это случилось незаметно для сторонних людей, но стало переломным событием для причастных к индустрии специалистов.
Речь идет о запуске Starship — самой большой ракеты в истории человечества. Теперь подобные объекты будут создавать по новым лекалам, которые совсем недавно никто не рассматривал всерьез. 14.03.2024 года был проведен испытательный полет ракеты Starship, который по некоторым моментам стал неожиданностью. Например, в плане отработки дозаправки топлива прямо на орбите. Для этого во время полета была проведена перекачка горючего из кормовых баков в носовые. Эта процедура в теории позволит кораблю добраться до Луны и даже до Марса. По остальным параметрам полета все было ожидаемо. По факту общественность увидела уже третий запуск системы, состоящей из первой ступени Super Heavy и самого корабля.
Их высота 71 и 50 метров соответственно, а суммарный вес порядка 5000 т. Из чего же формируется эта масса? Есть три составляющих: · топливо — около 4600 т; · ступени — примерно 300 т; · полезная нагрузка — 100 т. Во время тренировочного запуска отсек для груза был пуст, но это вряд ли как-то могло повлиять на работу систем. Как говорилось выше, Starship стала самой большой ракетой. До недавнего времени это неофициальное звание принадлежало той самой ракете «Сатурн-5», призванной доставить американцев на Луну. Она весила 2965 т и имела полезную нагрузку около 140 т. Нынешний образец инженерной мысли почти на 70% тяжелей и является возвращаемым. Все это в корне отличает ракеты прошлого и настоящего, а также показывает невероятный прогресс космических технологий.
Илон Маск намерен снижать себестоимость каждого запуска путем увеличения их количества. Согласно его заявлениям, к 2025-2026 годам затраты на каждый рейс должны составлять около 10 млн. долларов. В дальнейшем эта сумма уменьшится вдвое. То есть в пересчете на вес стоимость вывода 1 кг груза будет равна 100 и 50 долларам. Здесь можно привести показатели ракет «Протон» и «Falcon 9», которые ранее обеспечивали самые доступные полеты в космос. У них каждый килограмм полезной нагрузки обходился примерно в 3000 долларов. Разница со Starship не просто большая, она колоссальная!
Версии
Falcon 9 v1.0
Первая версия ракеты-носителя, известная как Block 1. Было осуществлено 5 запусков данной версии с 2010 по 2013 год. Использовала 9 двигателей Merlin 1C, расположенных рядно, по схеме 3 на 3. Суммарная тяга двигателей составляла около 3800 кН на уровне моря, и около 4340 кН в вакууме. Номинальное время работы первой ступени — 170 с. Вторая ступень использовала 1 двигатель Merlin 1C Vacuum, с тягой 420 кН и удельным импульсом в вакууме — 336 с. Номинальное время работы второй ступени — 345 с.Falcon 9 v1.1
Вторая версия ракеты-носителя. Первый запуск состоялся 29 сентября 2013 года. Первая ступень использовала 9 двигателей Merlin 1D, с увеличенной тягой и удельным импульсом. Суммарная тяга двигателей — 5885 кН на уровне моря и увеличивается до 6672 кН в вакууме.Номинальное время работы первой ступени — 180 с. Вторая ступень использовала 1 двигатель Merlin 1D Vacuum, тяга 801 кН с удельным импульсом в вакууме — 342 с. Номинальное время работы второй ступени — 375 с.Falcon 9 Full Thrust
Обновлённая и улучшенная версия ракеты-носителя, призванная обеспечить возможность возврата первой ступени после запуска полезной нагрузки на любую орбиту, как низкую опорную, так и геопереходную. В новой версии используются модифицированные двигатели Merlin 1D, работающие на полной тяге.Falcon 9 Block 4
Представляет из себя переходную модель между Falcon 9 Full Thrust (Block 3) и Falcon 9 Block 5. Первый полёт состоялся 14 августа 2017, миссия CRS-12. Всего было произведено 7 первых ступеней этой версии, которые выполнили 12 запусков (5 ступеней использовались повторно). Последний запуск Falcon 9 со ступенью Block 4 состоялся 29 июня 2018 года, в ходе миссии снабжения SpaceX CRS-15. Все последующие запуски выполняются ракетами версии Block 5.Falcon 9 Block 5
Окончательная версия ракеты-носителя, нацеленная на повышение надёжности и упрощение повторного использования. Тяга двигателя Merlin 1D увеличена на 8 % в сравнении с Block 4. Обновлена вся авионика, улучшены бортовые компьютеры и контроллеры двигателей. Установлена новая, усовершенствованная инерциальная измерительная система.Falcon Heavy
Двухступенчатая ракета-носитель сверхтяжёлого класса. Первая ступень — структурно усиленный центральный блок, выполненный на основе первой ступени ракеты-носителя Falcon 9 FT, модифицированный для закрепления двух боковых ускорителей. В их качестве используются многоразовые первые ступени Falcon 9 с композитным защитным конусом на верхушке. Вторая ступень Falcon Heavy аналогична используемой на ракете-носителе Falcon 9. Все Falcon Heavy, кроме первой, будут использовать ускорители Block 5.
Чем может ответить Россия?
В РФ видели успехи заокеанских коллег, поэтому в апреле 2023 года президент В. Путин дал неофициальный старт работам над сверхтяжелой ракетой. Была озвучена цель ее создание — осуществление полета на Луну. «Роскосмос» с 2024 года должен был приступить к ее разработке и завершить проект за 8-10 лет. Но запуск Starship сделал отечественный проект нерациональным, недальновидным и бессмысленным. Если уже сейчас американцы имеют универсальные корабли для разных задач, то зачем строить узкоспециализированный проект с готовностью через десятилетие? Даже если пофантазировать и представить, что наша ракета будет готова завтра, то ее использование окажется более дорогим. При этом она не сможет ничего, кроме пресловутого полета на Луну. Да и не факт, что справится даже с этой задачей.
То есть когда наши высокие умы только задумывали сверхтяж, американцы уже заканчивали реализацию более современного и перспективного проекта. Может и не стоит тогда тратить деньги на создание того, что уже сейчас выглядит архаизмом, а через 10 лет будет вызывать откровенный смех? Либо под видом стандартной программы работать над своим многоразовым кораблем, способным составить реальную конкуренцию Starship. Если рассмотреть вопрос более детально, то американская ракета поставила знак вопроса не только над специализированными проектами, но и станциями. Ее появление сделало существование МКС и будущую постройку РОС необязательными и чрезмерно дорогими. Это доказывают официальные цифры.
Зам. главы «Роскосмоса» А. Ельчанинов год назад заявил, что разработка и постройка РОС обойдутся бюджету страны в 600 млрд. рублей. Работы над Starship оказались намного дешевле — разница составила порядка 7 млрд. долларов. Причем сейчас миссия на МКС ежегодно вынуждает тратить около 400 млн. долларов. Если указанные данные недостаточно убедительны, приведем еще несколько цифр. По заявлениям наших специалистов, станция будущего РОС станет настоящим прорывом в космической отрасли. В своих выводах они опираются на ее полезный объем — он составляет 450 кубических метров пространства. Показатель на 100% больше российского отсека МСК и на 20% больше показателей станции «МИР».
Полезный объем предполагает доставку на орбиту дополнительного оборудования, которое позволит провести намного больше практических опытов и экспериментов. Также размеры жилого отсека указывают на количество членов экипажа. На РОС будут работать двое космонавтов с перспективой увеличения экипажа до четырех человек. Но уже сейчас Starship позволяет длительно размещать до 40 космонавтов, что в десятки раз больше. Показатели ракеты по размерам экипажа имеют определяющее значение. В той же РОС ввиду ограниченности пространства можно использовать только профессиональных космонавтов. Их знания обширны в своей сфере, но в плане науки они зачастую оказываются дилетантами. И большинство экспериментов на орбите проводят просто по инструкции, не зная тонкостей темы. На Starship можно привезти космонавтов, которые будут сосредоточены на своей работе. А также ученых, способных проводить эксперименты со знанием дела и правильно реагировать на тот или иной результат.
Варианты назначения
То есть научный потенциал существующей ракеты намного больше, чем абстрактной станции будущего. Далее стоит упомянуть массу РОС и Starship. В первом случае она равна 135 т, где большая часть — это корпус, обшивка, бортовое оборудование и т.д. Полезная нагрузка здесь минимальная, поэтому придется рассчитывать каждый килограмм. У американской ракеты при 200 т общего веса можно брать на борт 100 т полезного груза. И здесь разница очевидна.
Россия безнадежно отстала
Затраты на запуски и жизнеобеспечение Starship намного ниже, чем у МКС и в перспективе у РОС. Да и в плане простора/грузоподъемности американская орбитальная станции выигрывает по всем фронтам. При этом ее можно дозаправить без посадки прямо на орбите. Американцы на практике показывают, что освоение космоса может быть недорогим. Использование SpaceX позволило вывести на орбиту огромное количество спутников — их общее число превысило суммарные показатели остальных космических держав вместе взятых. Старшип сделает еще один шаг в сторону удешевления полетов и откроет дополнительные возможности. Например, при установке лазерного оружия сможет корректировать движение астероидов или поражать межконтинентальные ракеты (только на участках с космической траекторией).
Starship уже сейчас является создателем тренда, на который должны (и, вероятно, будут) равняться все остальные. В частности, РФ и КНР. В противном случае придется тратить намного больше и все равно находиться где-то позади. Либо американцы останутся на орбите без присмотра и с лазерным оружием. Такой сценарий выглядит пострашней самого реалистичного фильма-катастрофы. Теперь остается ждать, что будет делать РФ — продолжать бесперспективный «лунный» проект или начнет гонку за Старшипом. И если даже события будут развиваться по второму сценарию, то догнать американцев будет крайне сложно. Они уже сейчас имеют ракеты с невероятными показателями. А у нас нечто подобное даже по оптимистичным прогнозам может появиться через 10-12 лет.