Кто-то может назвать то, что происходит сегодня, чем-то совершенно нелепым. Зачем одной стране две сверхтяжёлые ракеты-носителя?
Главным здесь является тот факт, что речь о совершенно разных изделиях. Более того, мы можем смело говорить о воплощении двух принципиально разных инженерных подходов.
Boeing и NASA создают ракету принципам, понятным всем, кто интересуется освоением космоса — специалисты по ракетостроению многие годы вдумчиво, шаг за шагом воплощают этот проект. Мы видим неспешный прогресс во время тестирования практически серийных изделий.
Space X же — это частная компания, в которой энтузиасты из самых разных отраслей создают невиданного ранее монстра фактически на поле в Техасе. Более того, они показывают испытание каждого, даже самого сырого прототипа, из-за чего у неподготовленных людей создаётся впечатление, что компанию буквально преследуют неудачи.
Немного о разработке SLS
При создании SLS максимально использовался ранее полученный задел. NASA буквально применяет то, что осталось от Space Shuttle. Правда, надо понимать, что было внесено очень много изменений в первоначальные конструкции для увеличения грузоподъёмности и снижения расходов.
SLS будет иметь боковые твёрдотопливные ускорители (SRB) с пятью сегментами в отличие от SRB с четырьмя сегментами, которые были у шаттлов. Ускорители SLS не предусматривают повторное использование.
Компания Aerospace-Rocketdyne доработала двигатели RS-25, которые использовались на шаттлах, увеличив выходную мощность. Помимо этого, были внесены изменения и в конструкцию верхней ступени ракеты Delta Cryogenic Second Stage (DCSS), которая досталась SLS от Delta IV и Delta IV Heavy. Изменения коснулись и диаметра, и водородного бака, и механических сочленений с первой ступенью.
Немного о разработке Starship
В 2016 году на Международном авиационном конгрессе (МАК) Илон Маск поразил весь мир тем, что заявил о создании сверхтяжёлой ракеты-носителя.
Вообще-то, его тут же окрестили фантазёром и безумцем, ведь он заявил о начале разработки полностью многоразовой сверхтяжёлой РН из углеродного композита диаметром 12 метров, высотой 122 метра с 42 двигателями закрытого цикла с полной газификацией компонентов на метановом топливе на первой ступени. Тогда Маск назвал этого монстра «Межпланетная Транспортная Система» (ITS).
Следующие несколько лет мы наблюдали за тем, как эта система, получившая название «Big Falcon Rocket» (BFR), обретала всё более реальные очертания. Она «усохла» до девяти метров в диаметре, а вместе с размером уменьшилась и её грузоподъёмность.
В итоге появилась система Starship (Звёздный корабль). Тут надо быть внимательным, ведь Starship — это наименование и всей системы, и только верхней её ступени. В то же самое время, первая ступень имеет отдельное наименование — Super Heavy.
Теперь сравнение
Двигатели
SLS, как и шаттлы, имеет два твердотопливных ускорителя и четыре водородных двигателя RS-25. На верхней ступени в конфигурации Block 1 будет установлен один двигатель RL-10B2, а уже в следующей, Block 1B, будет 4 двигателя RL-10. Все они также работают на водороде. SLS будет выдавать тягу на старте в 39,1 МН.
На Starship предполагается установка 37-ми двигателей Raptor на Super Heavy (первая ступень) и шести «хищников» на Starship (вторая ступень). Тяга Starship (всей системы) на старте составит 72 МН.
Масса полезной нагрузки, доставляемой к Луне
С SLS всё немного странно. Во всяком случае я плохо понимаю смысл того, что новая ракета-носитель будет способна доставлять меньше, чем Saturn V. SLS Block 1B, согласно заявленным характеристикам, сможет доставить только 43 тонны на орбиту Луны ,в то время как Saturn V доставляла 48,6 тонн.
Со Starship всё несколько запутанно, ведь верхняя ступень системы Starship, то есть корабль Starship, может лететь на Луну после дозаправки (собственно, без дозаправки дальше околоземной орбиты корабль не полетит), а её сухая масса составляет 120 тонн.
Стоимость пуска
Здесь проводить сравнение максимально сложно, ведь можно опираться лишь на разрозненные заявления.
Напомню, что стоимость пуска Saturn V (в пересчёте на цены 2020 года) составляла около $1,2 млрд. ПО заявлениям NASA, стоимость пуска SLS Block 1 и её следующей версии, Block 1B, будут составлять $875 млн. Дешевле, но настолько, какой предполагает стоимость пуска Илон Маск.
Глава Space X утверждает, что один пуск системы Starship будет стоить всего $2 млн. Даже если вполне логично предположить, как Тим Додд, американский журналист и блогер, известный под псевдонимом Everyday Astronaut, что первые пуски обойдутся не меньше $100 млн. за каждый, это значительно дешевле услуг космического агентства, но тут есть ещё один нюанс, о котором я уже написал:
Starship при единственном запуске за $100 млн. не сможет достичь лунной орбиты. Потребуется два дополнительных запуска для дозаправки корабля на орбите Земли. То есть стоимость пуска к Луне составит $300 млн. Ну или 6, как заявляет Илон.
Таким образом ракета носитель Saturn V доставляла на Луну груз по цене примерно $25 600 за кг. Стоимость килограмма лунного груза SLS для Block 1 составит около $31 500, а для Block 1В — $20 000 за кг.
Starship, даже при тройном пуске за $300 млн. является безусловным лидером — $2 000 за кг груза на Луну.
Отдельно отмечу, что не беру в расчёт затраты на разработку — это будет отдельная тема, когда появится больше достоверных данных.
Так как же получилось, что прямо сейчас ведётся разработка двух совершенно разных сверхтяжёлых ракет-носителей в одной стране?
Как по мне, дело в том, что, когда NASA начало работу над SLS, даже мысль о чём-то, вроде Starship, была странной. Да и сейчас очень многие думают, что вся эта затея потерпит неудачу. Но Маск решил делать по-своему. И делает. Наперекор всем скептикам. Что ж, посмотрим, что из этого получится.
P. S.
Друзья, если нравится такой формат, пишите, что ещё разобрать и сравнить. К примеру, у меня есть заготовка сравнения двигателей RS-25 и Raptor.
Ну а для дискуссий приходите в комментарии.
Подписывайтесь на S&F, канал в Telegram и чат для дискуссий на научные темы.