На пути к превращению в межпланетный вид
Американская ракетная компания SpaceX хочет расшевелить космическую отрасль футуристическим космическим кораблем для полетов на Марс. Снова. План амбициозный и рискованный. Это сработает?
Ракета, которую Илон Маск использовал для революционных космических путешествий, выглядит крошечной, почти игрушечной. Совершенно потерянная, она стоит рядом с блестящим серебристым монстром, которого инженеры американского ракетного завода SpaceX построили на американском побережье Мексиканского залива. Техасское солнце отражается в его мерцающей стальной оболочке.
Монстр называется Starship - и это название говорит само за себя. Подобно Falcon 1, первой ракете SpaceX, которая стоит в тени монстра, когда в конце сентября будет представлен новый космический корабль, Starship также настроен на революцию в космических путешествиях. На этот раз, правда, не на околоземной орбите, а дальше: в полетах на Луну и Марс. Сначала без людей, потом в какой-то момент до 100 пассажиров на борту. И в не столь отдаленном будущем. Основатель SpaceX Маск пообещал, что первый прототип Starship достигнет космоса всего через шесть месяцев.
11 лет назад сегодня мы запустили нашу первую успешную миссию. На сегодняшний день мы выполнили 78 запусков и разработали единственные в мире действующие многоразовые ракеты орбитального класса и космические корабли, способные запускать в космос, возвращаться на Землю и снова летать
- SpaceX (@SpaceX) 29 сентября 2019 г.
Звучит самонадеянно. Но даже если графики - как это обычно бывает со SpaceX - слишком амбициозны. Даже если ракете из нержавеющей стали с ее инновационным метановым двигателем еще предстоит преодолеть множество препятствий. Даже если финансирование кажется совсем не обеспеченным: шансы действительно отправиться на Марс с экипажем в обозримом будущем лучше, чем они были в течение длительного времени.
Илон Маск и его миссия
Илон Маск на задании. У уроженца ЮАР, которого соратники называют требовательным и бескомпромиссным, непредсказуемым и гиперрациональным, есть большая цель, и не только с тех пор, как он основал SpaceX в 2002 году: Маск хочет отправиться на Марс. Он хочет превратить человечество в то, что он называет «межпланетным видом».
Он хочет жить и умереть на Красной планете, только не сразу после приземления, как с улыбкой добавляет 48-летний мужчина. Этому он все подчиняет, на это направлены все его космические проекты. И Starship вместе с новой ракетой под названием Super Heavy стремится сделать это возможным.
Дальновидный план, гениальная конструкция? Или это идея чудака, блестящей, серебристой иллюзии, которая своей потрепанной внешней оболочкой напоминает, как ее называет «Нью-Йорк Таймс», наспех собранный зерновой бункер?
Факт таков: SpaceX всегда удавалось реализовать свои идеи в какой-то момент. С настойчивостью, с инновациями, с невиданной ранее в космонавтике корпоративной культурой. Но и повезло: первые три полета Falcon 1 закончились катастрофически. Говорят, что у SpaceX остались деньги на еще одну попытку, но и там было туго.
Когда Маску пришлось продать свою спортивную машину
Маск, который когда-то заработал свои миллионы, продавая PayPal на eBay, был вынужден продать свой спортивный автомобиль McLaren. Пришлось умолять друзей. Затем, 28 сентября 2008 года, ровно за одиннадцать лет до презентации в Южном Техасе, 20-метровый Falcon 1 наконец-то с ревом взлетел в космос - как первая в мире жидкостная ракета, финансируемая из частных источников. Это был прорыв, в воздухе пахло революцией. И этот запуск обеспечил SpaceX ключ к выгодным контрактам с американским космическим агентством NASA, которые вскоре последовали.
Отвергать SpaceX как еще одну космическую компанию, финансируемую налогоплательщиками, слишком недальновидно. Маск вырастил SpaceX как стартап из Силиконовой долины, с плоской иерархией, открытым производственным цехом, где границы между отделами - не что иное, как линии на блестящем белом полу, с массовым производством..
Falcon 9, нынешняя рабочая лошадка компании, оснащен десятью надежными, в основном идентичными двигателями. Это означает, что их можно производить дешево в больших количествах. Кроме того, они не должны быть на 100 процентов идеальными и проверенными до мельчайших деталей, поскольку Falcon 9 может легко компенсировать отказ отдельных двигателей.
К этому добавляется невероятная скорость разработки. В то время как традиционные производители ракет больше не меняют свою конструкцию после испытаний, чтобы не рисковать, в первые дни существования Falcon 9 ни одна ракета не была похожа на другую: здесь новый элемент управления, там более мощные двигатели, там более холодное топливо.. Это не всегда шло хорошо, равно как и первые попытки реализовать текущую основную компетенцию SpaceX: приземление и повторное использование первой ступени ракеты.
Но учитывался эффект обучения. Тем временем SpaceX запустила 82 ракеты и успешно приземлила более 40 ступеней двигателей. Согласно новым документам НАСА, цена полета на Falcon 9 упала всего до 52 миллионов долларов - сумма, о которой конкуренты могут только мечтать.
68-метровый монстр
Все это - массовое производство, возможность повторного использования, постоянное дальнейшее развитие - теперь должно быть использовано и в Starship. Прототип простирался на 50 метров в небо Техаса, когда Маск представил его на годовщину запуска Falcon 1 в Бока-Чика, штат Техас, недалеко от границы с Мексикой. Прототип должен разгоняться тремя одинаковыми двигателями, получившими название Raptor.
Окончательная версия Starship имеет шесть двигателей, три из которых оптимизированы для полетов в земной атмосфере, а три - для космического вакуума. Тогда есть настоящая ракета, многоразовый монстр длиной 68 метров, который находится под звездолетом и выполняет большую часть работы, используя до 37 двигателей Raptor.
Raptor - совершенно новая разработка. Вместо керосина, как у Falcon 9, двигатель работает на замороженном метане, который нужно сжигать вместе с жидким кислородом. Метан обещает немного лучший импульс, чем керосин. В то же время он дешевле и проще в обращении, чем криогенный водород, который был золотым стандартом в ракетных двигателях. Типичный компромисс SpaceX.
Но самая большая инновация - это мерцающий серебристый корпус: нержавеющая сталь. «Это могло быть лучшим дизайнерским решением в моей жизни», - сказал Маск в интервью американскому телеканалу CNN. "В любом случае, я не могу вспомнить лучшего."
Сталь вместо углеродного волокна
Изначально космический корабль должен был быть сделан из углеродного волокна. Однако этот материал в 50 раз дороже стали, а его компоненты плавятся при температуре всего в несколько сотен градусов по Цельсию, в то время как сталь может выдерживать до 1500 градусов, что важно при входе в атмосферу, когда, по словам Маска, космический корабль врезается в атмосферу, как метеор. падает и сильно нагревается.
Тем не менее, благодаря стали, с противоположной стороны не требуется термозащита, а с горячей стороны достаточно тонкого слоя керамической плитки. Только в последний момент космический корабль должен выровняться, снова включить двигатели и приземлиться в вертикальном положении.
Возможно ли это? Или желаемое за действительное? Если кто-то и сможет это сделать, говорят в отрасли, так это инженеры SpaceX. Потому что в то время как давно работающие космические компании считаются вялыми и бюрократическими, что делает их малоинтересными для амбициозных строителей ракет, молодая и динамичная SpaceX может использовать неограниченные ресурсы, когда дело доходит до найма - несмотря на вспыльчивого, непредсказуемого босса, несмотря на ярко выраженный наемный менталитет.
Что SpaceX не изменило, так это стандартные для отрасли задержки практически во всех проектах. Наоборот: обещания Маска еще более амбициозны, еще более иллюзорны. Ожидается, что через месяц-два прототип, который сейчас представлен, будет летать на высоте 20 километров. Через полгода новый Starship, а затем третий этап расширения Starship, достигнет космоса вместе с Super Heavy, который еще даже не был представлен. А через год люди уже должны летать.
«Это звучит совершенно безумно», - говорит даже Илон Маск. Но основатель, генеральный директор и главный конструктор SpaceX серьезно относится к таким графикам. Как описывает его биограф Эшли Вэнс, он просто суммирует часы работы, которые, вероятно, потребуются, начиная с себя: трудоголик с 90-часовой рабочей неделей, который работает чрезвычайно эффективно, не делает ошибок и ожидает, что другие будут делать то же самое. Но не все такие, как Маск, и космические проекты без неожиданных проблем так же редки, как зеленые человечки на Марсе.
Самая большая невесомость кроется в другом: в финансировании проекта. Год назад Маск сказал, что разработка, строительство и запуск первой миссии Starship обойдутся от двух до десяти миллиардов долларов. Сейчас это звучит немного по-другому: «Затраты, вероятно, составляют два или три миллиарда вместо десяти», - сказал Маск в интервью CNN. Не в последнюю очередь из-за дешевой нержавеющей стали.
Тем не менее, это большие деньги, тем более что пока доступен только один заказчик: японский миллиардер Юсаку Маэдзава хочет облететь Луну с несколькими приятелями в 2023 году, а взамен участвует в разработке Звездолет. «Я думаю, этого достаточно, чтобы вывести корабль на орбиту и совершить круг вокруг Луны», - сказал Маск в New York Times. «Чтобы приземлиться там или на Марсе, нам, возможно, придется собрать немного денег». И как можно скорее: По планам, первый грузовой звездолет должен отправиться к Красной планете уже в 2022 году; Астронавты могут последовать за ними два года спустя.
Полеты на Марс - не единственное применение летающего бункера для зерна. Starship и Super Heavy также призваны заменить все другие ракеты и космические корабли SpaceX: мегапроект с полезной нагрузкой в добрых 100 тонн предназначен для катапультирования спутников в космос, доставки грузов на Луну и астронавтов на Международную космическую станцию.
На первый взгляд, это похоже на регулярные рейсы из Штутгарта в Мюнхен на Airbus A380. В глазах Маска это все еще окупается. «Стоимость полностью многоразовой системы - это, по сути, стоимость топлива», - сказал он в Бока-Чика. Поэтому полная концентрация на звездолете.
И кто знает, может НАСА снова поможет: Космическое агентство тоже хочет приземлиться на Луну и в итоге полететь на Марс. С этой целью она заказала строительство своей собственной суперракеты Space Launch System. Однако это отстает от графика на много лет, но обойдется во многие миллиарды долларов.
США все еще придерживаются системы космического запуска, главным образом по политическим причинам, чтобы поддержать старые космические корпорации. Если SpaceX, вопреки всему, добьется успеха со звездолетом, вскоре они могут выглядеть намного, намного старше.