Эксперты и компании согласны: метан - это ракетное топливо будущего.
Это был гигантский скачок для прототипа силоса и один маленький скачок для марсианских амбиций SpaceX.
60-футовый «Starhopper», частичный макет транспортного средства, которое, как надеется Илон Маск, однажды приземлится в других мирах, во вторник днем воспарил почти на 500 футов в небо Техаса. Этот второй и последний испытательный полет представляет собой наиболее важное испытание двигателя Raptor компании. В то время как испытание разочаровало жителей Бока-Чика, многие из которых эвакуировали свои дома из соображений безопасности, оно воодушевило энтузиастов аэрокосмической отрасли демонстрацией нового типа ракеты, работающей на метане, что является важной особенностью космической программы, нацеленной на Луну и не только.
«Люди десятилетиями говорили об использовании метановых двигателей, и они, наконец, здесь», - говорит Джонатан Макдауэлл, астрофизик Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики и историк космических полетов.
Полет во вторник был последним запуском в серии все более сложных экспериментов с двигателем Raptor. После нескольких лет разработки SpaceX начала тестовые запуски с устройством, лежащим на боку и зафиксированным на месте. Затем последовали еще два испытания прототипа с поднятым носом и привязанным. Шестиэтажный цилиндр из нержавеющей стали наконец-то впервые в июле взлетел свободно, зависнув в нескольких десятках футов над землей, хотя большую часть времени транспортное средство скрывало клубящееся облако дыма.
Раунд во вторник ознаменовал собой вторую попытку полета SpaceX на этой неделе - на следующий день после того, как проблема с электричеством помешала воспламенителю Raptor (как свеча зажигания для ракет) запустить управляемый взрыв, когда обратный отсчет достиг нуля. Недавние успешные испытания продемонстрировали возможности двигателя в более ясном свете. Он поднялся в воздух примерно на 50 этажей, казалось, завис над пятнистым коричнево-зеленым ландшафтом, прежде чем приземлиться на ближайшую площадку. Полный полет занял 57 секунд.
В дополнение к десяткам тысяч онлайн-зрителей, следящих за различными прямыми трансляциями, ряд жителей Бока-Чика тоже смотрели прыжок, хотя и не обязательно из интереса. Опасаясь, что «неисправность», такая как взрыв, может выбить окна в близлежащих домах, полицейское управление раздавало листовки с просьбой покинуть свои дома (с домашними животными), когда они услышали вой сирены, за десять минут до полета.
Ученые и поклонники ракетостроения, однако, приветствовали демонстрацию технологий, которые, вероятно, будут использоваться в космических кораблях следующего поколения. Одномоторный Starhopper - это маленький шаг к полному видению: ракета-носитель с 35 двигателями (Big Falcon Rocket) и космический корабль Starship с шестью двигателями, который, как надеется Маск, когда-нибудь доставит людей на Луну и Марс.
«Это ключевое испытание Raptor в полете», - говорит Макдауэлл.
Raptor заменяет семейство двигателей Merlin компании, которые работали на очищенной форме керосина, как и большинство традиционных ракетных двигателей. Масло стало фаворитом в отрасли в 1950-х годах, потому что оно обеспечивало максимальную мощность на фунт топлива. Однако у метана есть и другие преимущества. Помимо того, что он производит меньше токсинов, это очевидный выбор для тех, кто хочет покинуть эту планету и ее обильные запасы энергии.
Даже если Марс каким-то образом скрывает неожиданно богатую летопись окаменелостей, нефть, источник керосина, нуждается в длительной переработке, чтобы превратиться в ракетное топливо. Макдауэлл объясняет, что будущие астронавты могли бы производить метан на Марсе, перемещая атомы углерода и водорода в природном льду планеты и атмосфере, богатой углекислым газом. Оставшиеся атомы кислорода можно превратить в жидкость, чтобы составить вторую половину формулы взрывчатого вещества. Глядя еще дальше в солнечную систему, комплекс кажется повсюду. «В озерах Титана, - говорит Макдауэлл, - вы можете поставить чайную чашку и зачерпнуть немного метана».
НАСА и раньше запускало метановые ракеты по земле и с помощью небольших летательных аппаратов, но полет SpaceX на этой неделе знаменует собой их дебют на крупномасштабном корабле, предназначенном для вывода на орбиту. их для суборбитальных и орбитальных полетов, возможно, уже в 2020 году.
Но у Маска и его команды будет конкуренция. Blue Origin, аэрокосмическая компания, управляемая Джеффом Безосом, которая также разрабатывает многоразовые ракеты, аналогичным образом выбрала метан в качестве топлива для своего двигателя BE-4. Компания провела огневые испытания на полной мощности в начале августа и надеется использовать модель для вывода на орбиту своего будущего корабля New Glenn в начале 2020-х годов.
Теперь, когда SpaceX подняла свой Raptor с земли, следующим техническим препятствием будет превращение того, что выглядит как «летающая водонапорная башня», в полноценный космический корабль, способный выдерживать тепло, выделяемое при многократном прохождении через атмосферу. скорость звука. Также двигателю предстоит проявить себя при различном давлении воздуха на разных высотах, а также в космическом вакууме.
Эта среда вряд ли помешает инженерам-ветеранам SpaceX, говорит Макдауэлл. Вместо этого он считает, что настоящей проверкой конструкции Raptor будет то, возникнут ли непредвиденные ошибки, такие как коррозия или забитые топливопроводы, во время более длительных выстрелов, необходимых для того, чтобы он действительно куда-то поехал.
Тем не менее, Макдауэлл ожидает, что между SpaceX и Blue Origin наступит новая эра ракетных двигателей. «Грядут метановые двигатели, - говорит он, - и это первый настоящий серьезный свободный полет».