Итак, ракета-носитель Falcon Heavy (буквальный перевод - Сокол Тяжелый) 6 февраля 2018 года стартовала с базы ВВС США во Флориде и вывела на орбиту старый родстер Илона Маска. Дональд Трамп немедленно поздравил главу корпорации SpaceX с успешным пуском. Российские космические чиновники назвали запуск промоакцией и трюком. Что же вызывает гордость американцев и желчь российских космофункционеров в этой ракете? Постараемся разобраться подробнее.
1. Действительно ли Falcon Heavy - сверхтяжелая ракета?
Нет, показатели "Сокола" далеко не рекордные, однако наилучшие среди ракет, использующихся в настоящее время. Heavy способна доставить на низкую околоземную орбиту 63 тонны груза, а на более высокую геостационарную орбиту – 26 тонн. К Марсу этой ракетой может быть доставлен груз массой 16 тонн, а к Плутону – 3500 килограмм.
Ракета Falcon Heavy не превзошел по мощности «лунную» ракету NASA Saturn V, до сих пор остающуюся «королем» тяжелых ракет. Также "Сокол" не превзошел советскую ракету-носитель "Энергию", которая была способна выводить 100 тонн на околоземную орбиту.
2. Действительно ли Falcon Heavy - революция в ракетостроении?
Ракетный двигатель Merlin, используемый в Falcon`ах, создан по принципам полувековой давности с обычными компонентами топлива: кислород-керосин, удельный импульс двигателей Falcon составляет всего 2800-3200 м/с, что в 1.5 раза хуже, чем у пары кислород-водород и что уступает даже старым советским аналогам. С такими двигателями добиться эффективности вывода большой массы полезной нагрузки на орбиту можно лишь при трехступенчатой компоновке, что и было продемонстрировано Falcon Heavy.
Однако один момент в ракетах Илона Маска необычен для традиционного ракетостроения - возврат ракет на землю.
3. В чем преимущества и недостатки возвращаемых ракет?
Возврат ракет способен сократить расходы на запуск следующей ракеты до 30%, т.к. диагностика и повторные проверки старой конструкции на целостность куда дешевле новой.
Идея возвращать 1-ю ступень Falcon c помощью ее же ракетных двигателей требует большое количество дополнительного топлива, которые вместе со стойками опор, весящих 2 тонны, на этапе выведения корабля в космос являются лишним балластом, заметно уменьшающих тем самым массу выводимой в космос полезной нагрузки. В случае с Falcon Heavy уменьшение происходит в два раза - т.е. вместо 60 тонн нагрузка составит не более 30 тонн.
4. Какие планы по возврату ступеней были у Falcon Heavy и как они были реализованы?
Две боковых ступени должны были приземлиться (и удачно приземлились) на отдельной площадке космодрома не так далеко от места запуска. Центральную ступень планировали приземлить на баржу, но из-за нехватки топлива она упала в воду на скорости около 500 км/час.
5. Как конструктивно устроен Falcon Heavy
Фактически Falcon Heavy представляет собой три ракеты Falcon 9, жестко связанных в единую конструкцию. При этом центральная секция - двухступенчатая, состоящая из второй и третьей ступени. Третья ступень - невозвращаемая.
Интересно, что оба боковых модуля уже были в полете и возвратились на Землю. Каждый из этих модулей имеет высоту с 16-ти этажный дом.
6. Запуск состоялся. Был ли он успешным?
Илон Маск очень доволен результатами запуска, несмотря на то, что центральную ступень не удалось посадить на баржу. Ранее, шансы на успех он оценивал в 50%. Маск говорил: "Если ракета вообще взлетит и при этом не повредит стартовую площадку, это будет уже успехом". Дело в том, что он сомневался в том, как поведут себя 27 ракетных двигателей (по 9 в каждом модуле), включенные одновременно.
Кроме того, последняя, невозвращаемая, третья ступень "Сокола" отработала даже лучше, чем от нее ожидали. Опасались, что произойдет заморозка топлива или повреждение двигательных систем ракеты в радиационных поясах Ван-Аллена. Однако этого не произошло, и запущенный в качестве космического челнока автомобиль "Тесла" теперь успешно пройдет орбиту Марса и приблизится к поясу астероидов.
После успешного старта Маск сказал, что их система компьютерного моделирования полета на этапе запуска показала себя отлично. Это значит, что реальные показатели совпали с проектными и систему можно использовать для дальнейшего успешного проектирования модульных систем.
7. Каковы дальнейшие планы SpaceX и Илона Маска?
Илон Маск не особо рассчитывает на дальнейшее широкое использование Falcon Heavy. Судя по всему, запуск был отработкой правильности определенных расчетов. «Этот запуск дал мне уверенность в успехе нашего следующего проекта. Теперь я уверен, что BFR действительно вполне работоспособен» - сказал Маск после успешного старта.
BFR - ракета Big Falcon Rocket , сверхтяжелая многоразовая ракета с 31 двигателем Raptor. Маск намерен на этой ракете отправлять людей на Марс, а также открыть другие миры Солнечной системы для исследований. "Возможно, первоначальный запуск Big Falcon Rocket может состояться через три-четыре года", - сказал Маск.
8. Почему успехи частной космической компании SpaceX так не по душе мегакорпорации Роскосмос?
Илон Маск, начав всего несколько лет назад, хоть и на базе старых технологий, создал вполне работоспособный проект Falcon, уже вполне успешно выводящий на орбиту полезную нагрузку в виде военных и гражданских спутников и грузов для МКС. В его планах поставить запуски Falcon на поток и приспособить ракету для самых разнообразных целей, вплоть до сверхбыстрого перемещения людей из одной точки земли в другую в пределах 1 часа. При этом стоимость запуска Falcon уже равна стоимости запуска "Протона". Если хотя бы часть планов Маска будет реализована, это снизит стоимость запусков его ракет и лишит нашу космическую отрасль главного конкурентного преимущества - низкой цены запуска коммерческих спутников.