Открывает ли нам космические дали суборбитальный прыжок Starship-Super Heavy?
Фото с испытаний двигателей Raptor 2 в декабре 2022 года. Особо отмечалось: на этот раз - не взорвались
Статья Андрея Митрофанова «Успешный полёт Starship-Super Heavy: новая реальность, которая изменит всё» меня сильно удивила своим разухабистым тоном. Конечно, я всё понимаю, что хочется предупредить и всё такое. Но всё же, если браться анализировать подобные вещи, то надо бы в них вносить толику здравого смысла.
Это тем более важно, что вообще вся эпопея Илона Маска строится на рекламе и обещаниях. В таком агрессивном маркетинге реклама должна посеять панику, сбить руководство конкурирующих космических организаций с толку, особенно если они возглавляются случайными людьми, в целях монополизации мирового рынка космических запусков. Маск предпринимает попытки показать, что у него техническое лидерство в ракетах-носителях, и многие на эту показуху ведутся.
На чем они там летают вообще?!
Между тем, в активе ракеты-носителя Starship всего 10 запусков с апреля 2023 года по август 2025 года, включая тот самый «исторический». Все запуски суборбитальные, четыре последних запуска — с имитаторами полезной нагрузки на борту. При этом программа была отработана полностью в 4 запусках, полностью неудачными были 3 запуска, частично удачными были 3 запуска. Итого, надежность 40%.
«Исторический» пуск состоялся 27 августа, потому что предшествующий корабль, чей запуск был запланирован на 29 июня, взорвался во время огневых испытаний. Это всё не секрет. Справочные сведения находятся за пару минут.
Для сравнения, «Ангара-А5» сделала пять запусков, из которых один был частично успешным: ракета отработала штатно, подвел разгонный блок. Надежность 80%. «Протон-К» летал 310 раз, из них 277 успешных — 89%, «Протон-М» летал 115 раз, из них 103 успешных — 89,6%.
Так что Маску еще работать и работать по достижению своей ракетой должной надежности. Но тут есть нюанс. Маск применил на своей ракете схему, на которой в свое время погорел с лунной ракетой Н-1 великий Сергей Королев: связка из 33 двигателей.
Компоновочная схема Starship-Super Heavy. Впечатляет, не так ли?
Подобная «метелка» всегда будет уступать в надежности схемам, использующим всего несколько двигателей («Ангара-А5» — 4 двигателя первой ступени). Это определяется вероятностью выхода из строя одного из множества узлов, что влияет на работоспособность всей ракеты. Конечно, сейчас с помощью высокоточных датчиков и бортового компьютера, управляя тягой, можно «подправить» ракету со связкой двигателей, в которой погасли один или два двигателя. Но это далеко не коренное решение вопроса.
Дальше — интереснее. Тяга нашей «керосинки» РД-191 — 196 тс. Четырех таких хватает, чтобы обеспечить вывод 24 тонн на низкую околоземную орбиту. Про Raptor сначала говорилось в 2014 году, что у него будет тяга от 705 до 840 тс, потом в 2015 году Маск снизил планку до 230 тс, в 2019 году нам заявили, что достигнута тяга в 172 тс. Теперь вроде как у него три варианта двигателя с тягой от 185 до 280 тс. Вроде бы помощнее нашего.
Но теперь нам говорят, что у них есть ракета-носитель с суммарной тягой 1400 тс (при 32 двигателях это дает всего 42 тс на двигатель), а по другим данным даже 7680 тс, которая с нагрузкой всего 16 тонн (в 10 раз меньше обещанного!!) в «историческом» запуске делает только суборбитальный прыжок. На чем они там вообще летают?!
Не стану сейчас делать расчеты тяги для такого прыжка, но реальная тяга изделий Маска не менее чем на порядок меньше заявленных характеристик.
Но какое это имеет значение? Это же «великий шаг всего человечества»!
Нереалистичные обещания
Теперь про возвращаемую ступень. Это подается как некое выдающееся техническое достижение, хотя еще в 2020 году КБ «Салют» разъяснило, что системы возвращаемого запуска серьезно ухудшают характеристики ракеты-носителя, поскольку требуется дополнительное оборудование и остаток топлива на маневрирование, и всё это исключается из полезной нагрузки. Так, «Ангара-А5В» с возвращаемой ступенью для посадки в Охотском море могла бы выводить не 37 тонн, а 26–27 тонн.
Нечто подобное есть и на всех возвращаемых ракетах Маска. Он может обмануть общественность, но законы физики — вряд ли.
Но дело даже не в этом. Для возврата первой ступени, например, боковых блоков «Ангары-А5», отделяющихся на высоте примерно 80 км, вполне достаточно парашютной системы, давно отработанной и многократно испытанной. Вес каждого блока первой ступени — 10,4 тонны. Немного больше, чем БМД-1 (7,2 тонны), но вполне посильно. Парашюты могут обеспечить торможение и плавное приземление, а при необходимости могут даже подрулить.
Однако для рекламных целей парашюты не годятся. Требуется именно зрелище, демонстрация, как ракета опускается на струе пламени, раскладывает опоры и садится на площадку на барже. Зрелище показано, а дальше можно перейти к тому, что ныне, так же как и в «историческом» пуске 27 августа 2025 года, Starship просто плюхается в океан.
После прополаскивания в океане ступень, конечно, идет в разборку. Вообще, при многократном использовании разгонных блоков с очень большими тепловыми и механическими нагрузками следует их разбирать и диагностировать на пригодность к повторному использованию. Тщательный осмотр и дефектоскопия деталей — не появилось ли каких микротрещин, которые могут привести к разрушению детали при втором запуске.
И тут в 2016 году Маск в своей презентации обещал, что ускоритель будет повторно использоваться тысячу раз! Я даже посмотрел его презентацию. Да, «1,000 uses per booster» — обещает Маск.
«Чудо техники» от Илона Маска с более или менее близкого расстояния. Как думаете, если вот это искупается в океане, будет ли пригодно к повторному употреблению?
Ну вот кто в это может поверить? Хорошо, если отдельные агрегаты ракетных двигателей перенесут 3–5 запусков. Какие-то элементы, такие как трубы или клапаны, наверное, могут выдержать 10–15 запусков. И не факт, что после запуска и возврата ступени весь комплект агрегатов окажется полностью пригоден и его не придется дополнять новыми частями. Тут, наверное, нужен некоторый опыт и исследование отработавших и возвращенных разгонных блоков, чтобы точно определить пригодность тех или иных его узлов к повторному или многократному применению.
Почему это всё затрагивается? Потому что у Маска на этом построена экономика запуска. При стоимости ускорителя в 230 млн долларов 1000 запусков дадут всего 230 тысяч долларов за запуск. Примерно 1 доллар за 53 цента за килограмм полезной нагрузки (150 тонн на НОО). Ура! Ура?! Если получится одну ступень запустить два раза, то выходит уже 766 долларов за кг. При однократном запуске — 1533 доллара за кг. Это, скажем так, себестоимость первой ступени, есть еще расходы на вторую ступень, на третью, еще кое-какие расходы, ну и прибыль, конечно.
Когда у вас ценник колеблется от 10 до 25 тысяч долларов за кг на НОО, то обещания Маска запустить 1 кг за 5–10 долларов, ну или даже за 100 долларов, вызывают ажиотаж. Коммерсанты начинают насиловать калькулятор, забывая, что в основание этих оценок заложено нереализуемое с технической точки зрения количество повторных пусков. Сомневаюсь, что металл выдержит столько раз. Можно, конечно, тайком начинять полетавший корпус ракеты новыми агрегатами, выдавая это за «повторный запуск». Но я сомневаюсь, что даже корпус выдержит столько раз.
Впрочем, что мы обсуждаем? У Starship пока что только десять запусков, шесть из которых были неудачными, со взрывами и разрушениями. Отсутствует предмет обсуждения.
Итоги, увы, не блестящие
Итак, в сухом остатке: 40%-ная надежность, суборбитальные прыжки с нагрузкой в десять раз меньше обещанной, двигатели с сомнительной тягой и еще более сомнительная их связка на манер «метелки», ну и в завершение всего прополаскивание возвращаемой ступени в точно заданной точке Индийского океана.
Это ни при какой погоде не тянет на исторический день в космонавтике. Скорее, это жалкие потуги Илона Маска представить себя более значительным, чем он является на деле.
В статье об «историческом» запуске еще затрагивалась тема широчайших космических далей, которые открывает суборбитальный прыжок Starship. Но об этом в другой раз, эта тема требует более обстоятельного рассмотрения.
Информация