Starship на SpaceX драстично ще улесни достъпа до Космоса

Ето някои от по-важните въпроси и отговори по темата:

1. Какви са ключовите проблеми, които могат да спънат разработката на Starship?

- Целият свят видя нагледно как тягата на Starship е толкова мощна и разрушителна, че след първия тестов полет безспорно ще е нужно да бъде изградена нова наземна инфраструктура. Това ще отнеме месеци. Става дума най-вече за построяване на съоръжение за отклоняване на реактивната струя (frame deflector) и система за водно охлаждане, които да неутрализират опустошителния ефект от едновременната работа на 33 метанови двигателя Raptor. Просто Starship генерира около два пъти по-голяма тяга от знаменитата лунна ракета Saturn V и наследника й SLS.

- Вероятно трябва да се поработи още и върху стабилността на двигателите Raptor - най-малко шест от тях излязоха от строя по време на тестовия полет. Може обаче да се окаже, че отказите всъщност са предизвикани от бетонни осколки, откъртени от разрушената наземна инфраструктура. SpaceX най-вероятно скоро ще даде повече информация по темата.

- На базата на данните от тестовия полет предстои да се разбере дали 33 двигателяRaptorнаистина работят безотказно в синхрон, когато са събрани в клъстер близо един до друг. Ако има проблем по тази линия, това също скоро ще си проличи, като SpaceX бързо ще бракуват вече завършените и полуготови прототипи на първата степен на ракетата - Super Heavy, и ще започнат да правят сериозни конструктивни промени по нея.

Компания на Мъск трябва да измине още дълъг път, преди нейната ракета наистина да започне да пренаписва правилата в космическата индустрия Източник: Reuters

2. Какво не беше постигнато по време на тестовия полет?

- Втората степен на Starship не успя да се откачи от първата. Причината може да е както сериозното отклоняване от зададената траектория плюс верижната реакция от технически проблеми, така и съвсем конкретна повреда в самия механизъм за отделяне. Предстои да видим дали ще се наложи тази система да бъде преработвана.

- Двигателите на втората степен останаха изключени. Така SpaceX не успя да ги изпробва в условията на реален полет на голяма височина. Това беше особено важно за трите "вакуумни" Raptor-а, проектирани за работа в условията на открития Космос.

- Втората степен се издигна на почти 40 км в стратосферата, но не достигна Космоса (на 80 км височина според NASA и на 100 км според международно признатите стандарти). Така SpaceX не успя да събере данни за поведението на Starship в истински "извънземни" условия.

- Втората степен не беше ускорена до "почти орбитална" скорост (28 476 км/ч). Това щеше да е ултимативният тест за възможностите на двигателите Raptor във вакуум.

- Не беше извършено повторно навлизане на втората степен в атмосферата. Това щеше да е най-трудната част и критично важен тест за керамичния топлинен щит, с който е покрита долната част на Starship. Подобно нещо в такива мащаби са правили само космическите совалки на NASA и руският им еквивалент "Буран". Точно тук се очаква да възникнат най-сериозните инженерни проблеми.

- SpaceX не успя да тества поведението на първата степен Super Heavy и стабилността на двигателитеRaptorпри обратно навлизане в атмосферата. Тогава апаратът не само отново ще бъде подложен на максимално аеродинамично натоварване, но и на допълнителен термичен стрес.

- Компанията на Мъск нямаше възможност да изпробва повторно запалване на двигателите на Super Heavy в полет - както за забавяне на ракетата преди повторното навлизане в атмосферата, така и за "почти мекото" приводняване на повърхността на Мексиканския залив. SpaceX многократно е правил това с по-малката ракета Falcon 9, но Super Heavy ще се опита да постигне това в съвсем друг мащаб.

3. Какво все пак беше постигнато?

- Ракетата не експлодира още на стартовата площадка и сравнително безаварийно напусна пределите на космодрума. Това беше програмата минимум на Мъск.

- 30 от 33 двигателя демонстрираха, че поне 2-3 мин. могат да работят в пълен синхрон. Нещо подобно, но за много по-кратко, е постигала само четирикратно експлодиралата най-тежка съветска лунна ракета Н1.

- Starship се издигна по сравнително правилна траектория до около 35 км височина, ускорявайки се до над 2100 км/ч, което е около два пъти по-бързо от скоростта на звука. Това беше постигнато, независимо че на финала между 6 и 8 от двигателите вече бяха излезли от строя.

- Ракетата безпроблемно премина точката на максимално аеродинамично натоварване (т.нар. MaxQ), което е най-важният тест за структурния интегритет на стоманения й корпус. Тя не се разпадна дори и когато тотално се отклони от курса и започна безконтролно да се върти в стратосферата. Това е още едно доказателство, че конструкцията й е достатъчно стабилна.

Когато наистина стане готов, огромният Starship ще бъде напълно "възвръщаем", т.е. и първата, и втората степен на ракетата ще са за многократна употреба Източник: Reuters

4. Какво още трябва да се направи, но не беше предвидено да се тества сега?

- Първата степен Super Heavy ще трябва да каца "меко" на сушата, като бъде захващана във въздуха от специални огромни "щипки", монтирани на стартовата кула. До момента това никога не е правено и създава очевидни рискове за опустошителна експлозия. Първите опити за подобно кацане вероятно ще се провеждат на борда на двете стари петролни платформи, които ще бъдат модифицирани от SpaceX в плаващи космодруми край брега на Мексиканския залив.

- Втората степен на Starship трябва да може да каца, използвайки ефектната въздушна акробатична маневра belly flop. Тя вече беше успешно изпробвана по време на ранните суборбитални тестове на апарата. Въпросът сега е дали апаратът ще може да я повтори, но след като е преминал през екстремните термични условия при обратно навлизане в атмосферата след набиране на орбитална скорост.

- Предстои да се види дали топлинният щит на Starship е способен да защити евентуални пътници на борда по време на кацането.

- На борда на Starship трябва да бъде монтиран "пътнически" сегмент и животоподдържащи системи за нуждите на бъдещите астронавти. Оборудването трябва да бъде сертифицирано и от NASA, преди да бъде използвано при експедиции на американската космическа агенция. До момента SpaceX са проектирали животоподдържащи системи само за нуждите на капсулата Crew Dragon, който лети до Международната космическа станция и е в пъти по-малка.

- За да бъде използван за полети до Луната, Марс и отвъд, Starship трябва да бъде презареждан с гориво в околоземна орбита. Технологията за това все още не е изпробвана в реални условия и в такъв мащаб. След като тя бъде доразработена и демонстрирана на практика, SpaceX трябва да проектира специална версия на втората степен, която да играе ролята на "цистерна".

5. Какво може да спечели SpaceX още докато експериментира с незавършения Starship?

- След като в голяма степен реши първите три фундаментални проблема - разрушенията по наземната инфраструктура, стабилността на двигателите Raptor и устойчивостта на работата им в клъстер, SpaceX може да започне да използва ракетата за комерсиални цели и без да е постигнала всичките условия, осигуряващи повторно използване и да двете степени.

- Още преди Super Heavy и Starship да станат "възвръщаеми", компанията на Мъск може да започне да изстрелва огромни количества сателити Starlink, стига втората степен да може да достига околоземна орбита с приемливо нисък риск за аварии. Тогава Starship ще може да изведе в ниска орбита до 250 тона полезен товар, ако изстрелването е в режим за еднократна употреба. Това означава около 14 пъти повече от максималния товар, който стандартната ракета Falcon 9 е изстрелвала наведнъж до момента, или по-конкретно - до 800 сателита Starlink v1.5 или до 200 броя от четири пъти по-тежката подобрена версия 2.0. Така космическата компания сериозно ще ускори доизграждането на следващите слоеве от орбиталната си комуникационна мрежа още докато експериментира със своята свръхтежка ракета за междупланетни полети.

- Горното би позволило на SpaceX да започне да извежда по-големи и по-мощни версии на Starlink, включително и такива, които според Мъск дори ще позволят директна връзка между спътниците и смартфон устройства от следващото поколение. Последното би имало опустошителен ефект за традиционните телеком оператори.

В недалечно бъдеще мегаракетата на Мъск ще направи околоземното пространство достъпно за много по-широк кръг от бизнеси и индустрии, като даде мощен тласък на новата, "частна" космическа надпревара

- Дори преди да постигне пълна "възвръщаемост", фирмата на Мъск ще може да започне да тества възможностите за орбитално презареждане на Starship с гориво и работата на животоподдържащите системи за пилотирани полети.

- Дори Super Heavy и Starship още да не са станали 100% за многократна употреба, SpaceX може да проведе експерименталния тестов полет с кацане на Луната по поръчка на NASA (принципно планиран за 2025 г.). "Прилуняването" и обратното излитане в Космоса ще са много по-лесно постижими при отсъствието на аеродинамично триене (Луната няма атмосфера) и шест пъти по-ниска гравитация. Също така бъдещите лунни астронавти от мисията Artemis III ще пътуват до лунната орбита и обратно с капсулата Orion на NASA, което премахва нуждата дотогава SpaceX да са завършили работата по топлинния щит на Starship.

- Горното се отнася и за частните "окололунни" туристически мисии на SpaceX, финансирани от милиардери като Язаку Маезава, Джаред Айзъкман и Денис Тито - първоначално компанията може да тества Starship само за пилотирани полети от околоземната до лунната орбита и обратно без кацания, което елиминира нуждата от работещ термичен щит и "възвръщаема" втора степен. В този случай превозът на пътници от и до земната повърхност би могъл да се извършва с вече многократно тестваната в реални условия астронавтска капсула Crew Dragon, обслужваща Международната комическа станция (МКС). Starship просто трябва да стои "закотвен" в орбита по подобие на МКС, докато не бъде презареден и подготвен за междупланетен полет.

6. Какво трябва да се направи, за да може Starship да каца на Луната и Марс?

- SpaceX трябва да конструира за NASA специална модифицирана версия на Starship, която да се използва като пилотиран спускаем апарат, предназначен за кацане на Луната в рамките на мисията Artemis III. На теория това трябва да стане до края на 2025 г., но почти сигурно този срок няма да бъде спазен.

Лунната версия на Starship е доста по-различна - тя няма да има аеродинамични стабилизатори, защото не е предназначена за навлизане в атмосферата. За сметка на това най-вероятно ще разполага с допълнителни двигатели в горната част на ракетата, които да й позволят да се издигне над лунната повърхност, преди да бъдат включени шестте основни Raptor-а. Това трябва да предпази ракетата от лунни скали, откъртени от реактивната тяга.

Настоящият първи опит за космически тестов полет на Starship от Земята нагледно демонстрира, че този проблем може да е по-сериозен от очакваното. Всичко това може да се окаже още по-проблематично, когато в по-далечно бъдеще ракетата трябва да излита от Марс, без да разполага с космодрум и инфраструктура за отклоняване на реактивната тяга.

- За да може Starship не само да излети до Марс, но и да се върне, SpaceX и NASA трябва да поработят още много върху технологията за синтезиране на метаново гориво и кислород от въглеродния диоксид в марсианската атмосфера. Тук нещата по-скоро са ясни концептуално. Големият въпрос е дали производството на повърхността на Червената планета може да се постигне в индустриални мащаби, за което ще е нужна и много енергия. Последното няма как да стане, без на Марс да бъде изпратен малък ядрен реактор - нещо, което е по-скоро е сериозен политически въпрос и нито САЩ, нито останалите световни суперсили в момента изглеждат готови.

- Преди изобщо да говорим за пилотиран полет до Марс, NASA и SpaceX трябва да извършат сериозни изследвания за въздействието на космическата радиация в междупланетното пространство върху човешкото тяло. По този въпрос науката все още броди в неизследвани води.