Что известно об американской многоразовой космической системе Starship

ТАСС-ДОСЬЕ. 6 июня 2024 года американская компания SpaceX провела четвертый испытательный запуск на орбиту Земли своей многоразовой космической системы Starship.

ТАСС подготовил материал об этом проекте.

История проекта

Starship (англ. "Звездолет") - проект по созданию многоразовой транспортной космической системы, совмещающей в себе корабль и сверхтяжелую ракету-носитель, выполняющую роль ускорителя.

Космическая система разработана компанией SpaceX, основанной в 2002 году Илоном Маском. В сентябре 2017 года на Международном конгрессе по астронавтике в Аделаиде SpaceX презентовала проект под условным названием Big Falcon Rocket (BFR). В ноябре 2018 года Маск сообщил, что система BFR получила название Starship.

В апреле 2020 года SpaceX вошла в число трех коммерческих компаний, выбранных Национальным управлением США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) для разработки проекта лунного посадочного модуля в рамках программы Artemis. SpaceX предложила для обеспечения высадки астронавтов на поверхность Луны модуль на основе разрабатываемого космического корабля Starship, на проработку проекта она получила $135 млн. Впоследствии NASA заключило с компанией Маска контракт на сумму $2,9 млрд. Космическое ведомство отдало предпочтение SpaceX, так как ее проект был значительно дешевле проектов Blue Origin и Dynetics, также участвовавших в конкурсе.

Характеристики космической системы

Starship включает в себя одноименный корабль и ракетный ускоритель Super Heavy. Согласно текущему проекту, общая высота космической системы составляет 121 м (в том числе корабля - 50 м, ускорителя - 71 м), диаметр - 9 м, грузоподъемность - 100-150 тонн. Например, у американских многоразовых кораблей типа Space Shuttle (употребляемое название: шаттл) грузоподъемность не превышала 27,5 тонн, а у советского многоразового "Бурана" - 30 тонн.

Ускоритель Super Heavy представляет собой первую ступень космической системы. Его работу обеспечивают 33 жидкостных ракетных двигателя Raptor, использующих топливо на основе жидкого метана и жидкого кислорода (окислитель). Raptor имеет вдвое большую тягу, чем двигатель Merlin, применяемый в первой ступени ракеты-носителя Falcon 9, которую SpaceX эксплуатирует с 2010 года.

Корабль Starship выполняет роль второй (верхней) ступени космической системы. Он оснащен шестью двигателями: тремя Raptor и тремя Raptor Vacuum (RVac). По заявлению SpaceX, в ходе длительных межпланетных миссий (например, на Марс) Starship сможет брать на борт до 100 человек.

Предусмотрено, что многоразовые ускоритель Super Heavy и корабль Starship будут совершать вертикальную посадку на Землю.

Согласно планам компании-разработчика, космическая система Starship будет универсальной и сможет в разных версиях использоваться для пилотируемых полетов на околоземную орбиту, вывода спутников и осуществления миссий на Луну и Марс, а также к более далеким небесным телам.

В феврале 2022 года Маск заявил, что доставка 100-150 тонн грузов с помощью Starship через два-три года будет стоить менее $10 млн.

Испытательные суборбитальные запуски

Для испытания космической системы Starship компания SpaceX построила полигон (ныне Starbase, "Звездная база") в районе местечка Бока-Чика недалеко от Мексиканского залива, в 30 км к востоку от города Браунсвилл на юге штата Техас. В 2019 году с него стали осуществляться бросковые испытания (запуск на высоту до 5 км) уменьшенной копии прототипа космического корабля под названием Starhopper. Затем осенью того же года Маск презентовал полноразмерный прототип Starship.

С 2020 года до попытки вывода на орбиту Земли прототипа Starship компания провела серию суборбитальных испытательных запусков его версий с целью проверки конструкции корабля. Из всех летных испытаний лишь последнее, состоявшееся в мае 2021 года, прошло без разрушения космического аппарата.

Запуски Starship на орбиту Земли

20 апреля 2023 года SpaceX предприняла попытку запуска прототипа Starship на околоземную орбиту. Планировалось, что в рамках первого орбитального полета космический корабль сделает один почти полный виток вокруг Земли. Однако на высоте около 40 км у Super Heavy отказали несколько двигателей, что привело к неконтролируемому вращению связки ракеты и корабля. На четвертой минуте произошел взрыв. По сообщению SpaceX, сработала автоматическая система прекращения полета путем подрыва. При этом сама компания сочла запуск успешным, поскольку ракета смогла оторваться от стартового стола, то есть прошла этап максимальной нагрузки. При старте от ударной волны после выхода двигателей на высокую мощность серьезно пострадала пусковая площадка - был разбит слой огнеупорного бетона под стартовым столом. Разлетевшиеся осколки повредили также часть инфраструктуры: в частности, были помяты водонапорные цистерны. По словам Маска, повреждение стартовой площадки оказалось значительно серьезнее ожидаемого.

Перед вторым орбитальным запуском Starship компания SpaceX внесла сотни изменений в конструкцию космической системы и алгоритмы полета. Для укрепления пострадавшей стартовой площадки было потрачено около 1 тыс. куб. м высокопрочного железобетона, также была установлена система водяного охлаждения стартового стола.

18 ноября 2023 года SpaceX предприняла вторую попытку запуска Starship на орбиту Земли. Космический корабль и на этот раз не смог, как планировалось, совершить виток вокруг планеты и приводниться в районе Гавайских островов. Спустя три минуты после старта произошло отделение ускорителя Super Heavy, но он вместо контролируемого приземления взорвался через несколько секунд. Затем была потеряна связь с кораблем, и он был подорван автоматикой. Хотя запуск прошел нештатно, разделение ступеней (ракеты и корабля) космической системы Starship состоялось, что, по мнению специалистов SpaceX, уже можно считать успехом.

В ходе третьего запуска, 14 марта 2024 года, все двигатели первой и второй ступеней (ускорителя Super Heavy и корабля Starship) космической системы отработали в штатном режиме. Максимальная высота, на которую поднялся корабль, составила 156 км. На 49-й минуте полета, при входе Starship в атмосферу связь с кораблем прервалась, он не выдержал нагрева и сгорел. Super Heavy разрушился при ударе о воды Мексиканского залива.

Во время четвертого орбитального полета Starship (миссии IFT-4, Integrated Flight Test 4) корабль должен будет продемонстрировать благополучное прохождение атмосферы при возвращении на Землю, а ускоритель Super Heavy - успешное приводнение в заданной точке Мексиканского залива. Ожидается, что корабль Starship приводнится в Индийском океане.