В 2002 году предприниматель и футурист Илон Маск создал компанию SpaceX. Таким образом, он хотел возродить общественную заинтересованность к космическим освоениям, а также получить финансирование от НАСА. Кроме того, он мечтал отправлять крупные ракеты.
В итоге, его главная цель – гарантировать распространение человечества в космическом пространстве. А основной метод – сокращение стоимости на запуски. Современные технологии все еще дорогие, поэтому оторваться от Земли не так уж и легко.
К примеру, придется выложить 500 млн. долл., чтобы запустить систему SLS НАСА на низкую околоземную орбиту с полезной нагрузкой в 70000 кг. А вот у Илона Маска есть ракета Falcon Heavy, выполняющая ту же задачу, но за 90 млн. долл. В чем же секрет Маска и какие его взгляды на будущее?
-
SpaceX: ухабистый путь к успеху
В 2002 году было крайне рискованно врываться на рынок аэрокосмических технологий. На тот момент там главенствовали настоящие гиганты, вроде Boeing и Lockheed Martin. Тем более запуск с нуля сталкивался с огромным количеством трудностей и задач. Да и где найти немалые финансы?
Илон Маск всегда старался двигаться против течения и не боялся рисковать. Правда первые неудачи компании в 2006-2007 гг. практически довели ее до банкротства. Маск вложил около 100 млн. долл. личных сбережений, чтобы привести компанию к успеху. И уже в 2008 году мир увидел значительный прорыв. Конечно, поблагодарить стоит и предпринимателя Питера Тиля, который стал инвестором и дал SpaceX второй шанс.
В 2014-2015-х гг. SpaceX ворвалась в борьбу с ВВС США за получение контрактов на запуск ракет. Естественно первые запуски не прошли без ошибок и промахов, но ни одна компания не состоит исключительно из побед.
Сегодняшние успехи перевешивают все провалы. У SpaceX есть несколько правительственных и частных контрактов на запуск спутников. Компания оценивается в 20 млрд. долл. Не будем забывать и о системе повторного использования ракет. Так что SpaceX упорно двигается вперед и не собирается останавливаться.
-
Мерлин 1D – волшебник среди ракетных двигателей
Мерлин 1D – четвертый ускоритель в семействе двигателей Мерлин, на которых стартуют ракеты Falcon 9. В феврале 2018 года модель Falcon Heavy оторвалась на сотни миль от поверхности. Один двигатель при максимальной мощности выдает 845 килоньютон тяги при весе 470 кг. Ему удается демонстрировать самое большое соотношение тяги к весу среди когда-либо созданных вспомогательных двигателей.
Охлаждение каждого двигателя происходит за счет подачи топлива ракеты из керосина при высоком давлении. Это позволило сократить общую массу двигателя, так как отпадает необходимость в дополнительных баках с охлаждающей жидкостью. На бустере Falcon 9 установлено 9 двигателей Мерлин, причем два из них могут отказать в полете и это никак не скажется на ракете.
Кроме того, двигатели рассчитаны на функционирование в структурных и тепловых пределах, в которых нуждаются любые человеческие перевозки. А значит, их можно использовать в доставке астронавтов на МКС.
-
Превращаем ракеты в самолеты
В начале 2000-х гг. Маск планировал приобрести и отремонтировать готовую российскую Межконтинентальную баллистическую ракету, но понял, что это финансово невыгодно. Поэтому родилась идея создавать собственные ракеты. Его план состоял в том, чтобы производить 85% необходимых материалов собственными руками, за счет чего можно значительно сократить расходы на подрядчиков.
Стремясь повысить эффективность, Маск пришел к идее многоразового использования ракет. И в этом заложен огромный смысл, ведь после каждого запуска ракеты обычно сбрасывали в океан, что является непозволительной роскошью при их стоимости. Сама идея не считается чем-то новым, однако ее сложно задействовать к 20-этажным ракетам. SpaceX – первая компания, которой удалось это сделать.
На каждом бустере Falcon присутствует комбинация бортовых компьютеров телеметрии, которые убирают ребра решетки и посадочную опору, а также двигатели, позволяющие управлять приземлением.
Первая удачная повторная посадка выпала на 21 декабря 2015 года для Falcon 9. С тех пор компания провела ряд удачных посадок с крайне редкими неудачами. Маск уверен, что добьется возможности использовать один ускоритель до 1000 раз, что позволит сократить стоимость запуска до 50000 долл. При 100% системе многоразового использования платить придется только за топливо и прочие накладные расходы.
-
Доставка грузов к МКС
Еще в 2009 году SpaceX заключила контракт с НАСА для полетов к МКС. С момента отставки программы шаттлов это первый раз, когда агентство будет полагаться на частную компанию, чтобы доставлять грузы на орбитальную станцию.
В течение срока действия компания должна отправить не меньше 20 метрических тонн материалов, куда входят не только инструменты и эксперименты, но также вещи и продукты питания. В 2015 году каждая из трех запланированных миссий обошлась в 150 млн. долл. В 2016-м НАСА подписало договор еще на 14 миссий.
Кажется, что речь идет об огромных суммах, но часть ее покрывают американские налогоплательщики. Также представители НАСА участвовали в разработке экипажной версии капсулы Dragon, тестовый запуск которой пройдет в ближайшие месяцы. Разработка пилотируемой модели Dragon обойдется НАСА на 17 млрд. долл. меньше, чем создание собственного проекта Orion.
-
Создание колонии на Марсе
Важно понимать, что все наработки SpaceX служат главной цели – сделать человечество межпланетным видом. Еще в 2017 году Маск сказал, что хочет просыпаться каждое утро с ощущением великой цели, а именно с верой, что будущее будет захватывающим.
Последние 10 лет компания потратила на улучшение технологии посадки, оптимизацию ускорителей для 100% использования и эксперименты с космическими рамами из углеродного волокна, что позволит создавать более легкие и прочные космические корабли. Все это делается для того, чтобы сделать полет на Марс максимально дешевым. Пока речь идет о 500 000 долл. за билет на одного человека, но цена способна сократиться до 100 000 долл.
Уже рассматривается возможность в 2022 году отправить две грузовые миссии на Красную планету. Спустя 2 года доставят 4 корабля с припасами и первыми колонистами. Главным транспортом должен послужить космический корабль BFR.
-
BFR – залог космических путешествий
Ракета BFR должна стать самой мощной из когда-либо созданных, так как обязана поднять груз с массой синего кита на орбиту. Состоит из одной ступени, а значит полностью пригодна для повторного использования. Финальная конструкция в 12 раз мощнее Falcon 9, дешевле в запуске и выигрывает по универсальности. В итоге, Маск планирует заменить на BFR все сегодняшние модели ракет компании.
Прелести такого космического корабля заключается в том, что он способен приземлиться в любом месте Солнечной системы. Рассчитан на транспортировку 100 человек и груза массой 150 тонн. Герметический объем охватывает 825 кубических метров. Планируется спроектировать 40 кают (в каждой по 2-3 человека), камбуз, несколько площадок для общего пользования, развлекательный центр, бункер от солнечной бури и крупный грузовой сектор.
Поражают и размеры BFR, которая возвышается над землей на 106 м и охватывает в диаметре 9 м. Корабль способен разогнаться до 100 000 км/ч, так что пассажиры на борту станут самыми быстрыми людьми. На полет к Марсу уйдет около 3 месяцев.
-
Быстрые международные полеты
Илон Маск – дальновидный человек, поэтому он подумал: если BFR сможет доставлять людей на Луну и Марс, то почему бы не использовать эту систему на Земле. Ракета на 100% используется полностью, поэтому может задействоваться для перевозок между странами. Правда нужно найти места для стартов и приземлений, которые будут удалены от крупных говоров, ведь ракеты – шумный транспорт.
Однако сам перелет был бы короткий. К тому же, нет необходимости трястись в земной атмосфере и страдать от воздушных ям. Среди маршрутов рассматриваются самые востребованные: Лос-Анджелес – Нью-Йорк, от Лондона и Парижа к Нью-Йорку, Лондон-Гонконг и т.д. На перелет в одну сторону уйдет не больше 25-35 минут. Цены на билеты пока не обсуждали.
-
Самая мощная ракета в мире
Falcon Heavy – продолжение Falcon 9 и сейчас считается тяжелейшим транспортом в арсенале Маска. Со времен Сатурн-5 ни одна ракета не могла сравниться по мощности. По высоте сходится с Falcon 9, но к ней прикреплены два дополнительных ускорителя первой ступени.
Тяга при взлете достигает 22819 килоньютон, что позволяет перевозить 64000 кг на околоземную орбиту, 17000 кг к Марсу и почти 3600 кг к Плутону! 6 февраля 2018 года Falcon Heavy стартовала с площадки 39А мыса Канаверал (Флорида), благодаря чему SpaceX стала первой коммерческой космической компанией, запустившей груз за пределы земной гравитации.
Компания улучшает собственное мастерство, умело выполняя одновременную посадку двух внешних ядерных ускорителей Falcon. При входе можно было услышать 6 звуковых ударов, поступающих из каждой нижней секции ускорителя.
Конечно, не все прошло гладко. Например, средняя часть отошла от цели океанической платформы на 100 м и упала в океан при скорости 485 км/ч. Позже выяснили, что не удалось повторно активировать два двигателя для критического обжига при посадке, что помогает замедлить движение и перейти от сверхзвуковой скорости к плавной посадке.
Илон Маск обожает привлекать внимание к своим проектам, поэтому в качестве полезной нагрузки для тестового полета использовал автомобиль Tesla Roadster. Причем за рулем сидел манекен в скафандре. Эллиптическая траектория выводит машину на несколько миллионов миль от Марса и возвращает на вращение вокруг Солнца.
Однако это не вечный транспорт. Эксперты сообщили, что автомобиль выполнен из углеродистой композитной структуры, а значит должен распасться в течение года из-за столкновения с радиацией и микроскопическим мусором.
-
Вы можете отследить движение машины
В преддверии запуска 6 февраля 2018 года Falcon Heavy инженер-электрик и сотрудник аэрокосмической отрасли Бен Пирсон создал специальный веб-сайт. Если вы хотите узнать положение машины, а также ее скорость, то перейдите на www.whereisroadster.com. Моделирование основано на данных системы JPL HORIZONS, отслеживающей объекты Солнечной системы.
На сайте отображены данные об орбитальных путях Земли и Марса вокруг Солнца. Более того, вы можете не только узнать, где сейчас находится родстер, но также, где он окажется через много лет (просто установите дату курсором).
-
Starlink и попытка восстановить «нос» Falcon 9
22 февраля 2018 года спутники PAZ и Starlink были выведены на орбиту с помощью ракеты Falcon 9. PAZ – испанский военный спутник безопасности и обороны. Starlink – испытательный полигон для космической инициативы по обеспечению глобального доступа в Интернет к 2024 году.
Эти два спутника служат лишь первыми шагами, в то время, как SpaceX добивается разрешения для запуска сотен и тысяч таких спутников. Они будут связываться друг с другом и наземными станциями через оптические лазеры, открывая доступ в Интернет для любого уголка Земли.
После старта компания попыталась восстановить половину обтекателя верхней ступени – защищает полезную нагрузку при подъеме. После того, как вторая ступень покидает земную атмосферу, исчезает воздух, создающий сопротивление для космического корабля. Поэтому обтекатель разделяется на две части и возвращается обратно. Каждый из них стоит по 3 млн. долл., а вместе это 10% стоимости всего запуска.
SpaceX работает над тем, чтобы научиться повторно использовать максимальное количество деталей, поэтому обтекатель и ускорители входят в приоритет. Для этого решили использовать специальную лодку, именованную Мистер Стивен. По сути, она разворачивает крупную сетку и ловит спускающуюся деталь.
Обтекатель не падает хаотично, а использует двигатели с холодным газом и парашюты для контролируемого спуска на определенную локацию в океане. В конкретном случае лодка промахнулась всего на несколько сотен футов, но обтекатель все же удалось выловить из воды.
В SpaceX планируют использовать несколько таких лодок с разными именами, чтобы справиться с загруженным графиком запусков.
