Не, тестовият полет на Starship не е провал

Все пак е доста вероятно SpaceX да е на крачка от първото монетаризиране на своята все още еволюираща мегаракета за многократна употреба.

Какво беше постигнато

Нека обаче бъдем по-конкретни защо и как настоящият експериментален полет на Starship трябва да се разглежда като успех. И той по подобие на първия тест трябваше да включва извеждане на втората степен в Космоса, изкачване на височина около 250 км по балистична крива, непълна обиколка на Земята и твърдо кацане на апарата в Тихия океан, на около 100 км северозападно от хавайския остров Кауаи.

При обратното навлизане в атмосферата не се предвиждаше Starship да извършва маневри за меко приводняване. Целта беше да се съберат максимално много данни за здравината на корпуса му и за ефективността на керамичния топлинен щит. Опит за тестово приводняване обаче трябваше да направи Super Heavy - свръхмощната първата степен на ракетата носител (или т.нар. бустър). Тя трябваше да симулира меко кацане в Мексиканския залив, на безопасна дистанция от бреговете на Южен Тексас.

Както вероятно сте разбрали, не всички гореописани цели бяха изпълнени. Постигнатото обаче е много, много отвъд програмата минимум.

Мултимилиардерът Илън Мъск - собственик и изпълнителен директор на компанията производител SpaceX, обяви в неделя, че следващият прототип ще е технически готов за полет в рамките на... 3-4 седмици. Източник: Reuters

На първо място, SpaceX очевидно е успял да адресира всички големи притеснения на американския авиационен регулатор FAA, свързани със сигурността на експерименталните полети със Starship. Ако не го беше направила, компанията на Мъск вероятно щеше да стане обект на ново дълго разследване, преди да получи нов лиценз за изстрелване (предишния път то продължи близо 7 месеца). Това фатално щеше да забави разработката и еволюцията на иновативната космическа система.

Този път ракетата носител безпроблемно излетя от стартовата площадка, без да нанесе каквито и да е видими поражения. По време на първия тестов полет през април т.г. струята от 33 метанови двигателя се оказа толкова мощна, че издълба кратер в бетонната настилка отдолу. Парчетата от нея се разлетяха в радиус от 2-3 км и повредиха съоръжения от космодрума. Сега новата система за отклоняване на реактивната тяга и за водно охлаждане сработиха на пръв поглед почти перфектно. Според Мъск са нужни минимални дейности по ремонт и поддръжка, а космодрумът де факто вече е почти готов за следващо излитане.

Как протече полетът

За разлика от първия тестов полет, всичките 33 двигателя на бустера Super Heavy работиха безотказно до отделянето на втората степен. Това също е важно от гледна точка на сигурността, тъй като гарантира прецизно следване на планирания курс и ненапускане на зададените зони за сигурност и евакуация. Ракетата безпроблемно набра свръхзвукова скорост и премина точката на максимално аеродинамично натоварване, което за пореден път демонстрира структурния ѝ интегритет.

За разлика от първия тестов полет, всичките 33 двигателя на бустера Super Heavy работиха безотказно до отделянето на втората степен. Източник: Reuters

На височина от около 70 км ракетата за първи път успешно извърши разделяне на първата и втората степен. Успешно беше тестван и новият метод hot staging - "горещо" отделяне на орбиталната част с ранно запалване на двигателите ѝ, преди да се е разкачила с бустера.

Оттук нататък втората степен на Starship безаварийно продължи на собствен ход, пресичайки т.нар. линия на Карман - официалната граница между атмосферата и Космоса, която се намира на 100 км височина. Всичките шест реактивни мотора на космическия апарат се включиха нормално и работиха в продължение на няколко минути. За първи път трите вакуумни двигателя Raptor бяха изпробвани в реални условия.

Няколко минути Starship набираше скорост в открития Космос, следвайки планираната траектория. Апаратът се издигна на височина около 148 км над Земята и беше ускорен до около 24 000 км/ч, преди контролният център да изгуби връзка с него 8 мин. и 3 сек. след изстрелването. Въпреки това полетът на втората степен в Космоса демонстрира на практика, че конструкцията ѝ, изглежда, е достатъчно стабилна, за да издържи на суровите космически условия.

Ако двигателите на Starship бяха работили, както беше по план, само още около 30 сек., апаратът щеше да остане в рамките на номиналната траектория и да се насочи към зоната за приводняване край Хавайските острови. По всяка вероятност обаче втората степен е била преждевременно изгубена или заради отклоняване от курса и активиране на автоматичната система за самоунищожение, или поради технически проблем - косвен белег за второто е рязкото повишение в консумацията на течен кислород в последните секунди.

Апаратът се издигна на височина около 148 км над Земята и беше ускорен до около 24 000 км/ч, преди контролният център да изгуби връзка с него 8 мин. и 3 сек. след изстрелването. Източник: Reuters

Въпреки всичко на базата на постигнатото до момента е напълно реалистично да се предположи, че SpaceX вече ще разполага с всичко необходимо за изпращане на Starship в стабилна орбита още при следващия тестов полет. Последното отваря вратата, както за полеви изпитания на следващите технологии, нужни за междупланетен полет, така и за комерсиални начинания. По този начин най-мощната ракета в човешката история вече няма да изглежда като бездънна финансова яма.

Какви бяха проблемите

За момента по-проблематична изглежда ситуацията около плановете за многократно използване на първата степен Super Heavy. По време на теста бустерът явно се затрудни да извърши докрай маневрата за забавяне и обратно навлизане в атмосферата след "горещото" отделяне на орбиталния сегмент. В рамките на няколко секунди се стигна до верижен отказ на моторите, които трябваше да забавят първата степен и да я насочат към повърхността на Мексиканския залив за "меко кацане". Малко по-късно се забелязаха детонации в двигателната секция, а след това се активира и системата за самоунищожение на ракетата носител.

Именно тази експлозия най-вероятно са формален повод за новото разследване на щатския авиорегулатор FAA, чиято юрисдикция би трябвало да се простира до "линията на Карман". При всички положения SpaceX също ще трябва да анализират причините, довели до верижния отказ на двигатели. Специалистите на компанията евентуално ще трябва да укрепят системата за подаване на гориво, за да избегнат т.нар. ефект на водния чук, и да извършат корекции както при маневрирането на Super Heavy, така и при последователността за включване и изключване на ракетните мотори, така че да се намали динамичният стрес.

Основната потенциална пречка пред следващия тестов космически полет на Starship вероятно ще е бюрокрацията по линия на лицензирането от страна на американския авиационен регулатор FAA. Източник: Reuters

Заради неочакваното взривяване на втората степен Starship също не успя да извърши повторно навлизане в атмосферата и да тества устойчивостта на топлинния щит. Още при излитането обаче се видя, че апаратът е изгубил няколко от своите керамични плочки, което най-вероятно щеше да се окаже сериозен проблем при опита за аеродинамично забавяне. При всички положения на настоящия етап изпробването на топлинния щит не е най-спешен приоритет.

Най-важната добра новина в момента е, че технологията на Starship вече почти е достигнала етапа, на който системата успешно може да се използва като свръхтежка орбитална ракета за еднократна употреба. Скоро след (а може би дори и по време на) третия тестов полет SpaceX вероятно ще е натрупал достатъчно увереност в надеждността на технологията, така че да замени неизползваемия баласт на борда на втората степен с реален полезен товар под формата на комуникационни сателити Starlink.

На теория Starship може да изведе в орбита 100-150 тона полезен товар в режим за многократна употреба и до 250 тона, ако жертва ракетата носител. Това е съответно около 10 и до 25 пъти повече в сравнение със стандартната ракета носител Falcon 9. Така, дори преди да се научи да приземява бустера Super Heavy, SpaceX ще може да ускори изграждането на своята система за орбитален интернет Starlink, да изстрелва по-големи и по-мощни версии на спътниците и така да започне частично да самофинансира разработката Starship.

Колко скоро ще се случи този сценарий зависи най-вече от регулатора FAA и от това дали пак няма да разследва Мъск в продължение на месеци...