Недавний, 11 февраля 2025 очередной запуск спутников Старлинк ракетой Илона Маска Фалькот-9 многим запомнился замечательным зрелищем ее полета в вечернем небе южной Калифорнии.
Не особо следя за такими будничными в наше время событиями, я не знал, что Маск запускает Старлинк уже и с базы Ванденберг, которая в основном используется для запуска на приполярные орбиты. Я заинтересовался, так как знал, что Старлинк это коммуникационные спутники, а не наблюдения за поверхностью Земли.
На YouTube есть видео этого запуска.
Выяснилось, что целевая орбита имеет наклонение 53°. А можно ли с Ванденберга запускать на орбиты с таким наклонением? Посчитаем.
Азимут вывода в северо-восточном направлении: A=arcsin(cos(i)/cos(L)), а
в юго-восточном A=180 - arcsin(cos(i)/cos(L))
где i — наклонение орбиты, L — широта космодрома.
Например, для запуска с наклонением равным широте космодрома запускать нужно строго на восток, и наклонение орбиты для одноимпульсного вывода не может быть меньше широты космодрома.
Для Ванденберга L= 34.6° N и для вывода с наклонением 53° азимут будет 133°. Проверим этот результат, нарисовав линию запуска с азимутом 133° от базы Ванденберг.
Видим, что максимальная широта траектории спутника при таком азимуте будет 53°. Значит азимут вычислен верно.
На следующем рисунке показаны разрешенные азимуты для мыса Канаверал и базы Ванденберг. Оказывается, что для Ванденберга минимальный разрешенный азимут 140°.
Становится интересно. Запуск с азимутом 133° на орбиту 53° не разрешен. Запуск с минимальным разрешенным азимутом 140 выведет спутники на траекторию с наклонением орбиты 58°. И тем не менее, с сентября 2021 Старлинки запускаются с Ванденберга с низкими наклонениями 53°, и этот запуск был тоже на 53°. Похоже Илону Маску каким-то образом удалось получить разрешение на такие низко наклонённые орбиты с космодрома базы Ванденберг.
Нарисуем траекторию вывода 11 февраля.
Красная линия — это запуск 11 февраля на целевую орбиту 53°. Правда вращение Земли приведет к тому, что запускать надо не по инерциальному азимуту, а по реальному, который в данном случае примерно на 2 град южнее. Но это не меняет приведенных рисунков. Запускают по азимуту 135 град, а реально получается, как если бы было 133 с неподвижной Землей.
Желтая линия это как была показана траектория запуска в видео на YouTube.
Это совсем не по траектории запуска. Становится еще интереснее. Получается, в компании не знают, как они запускают спутники?
Почему на видео показана такая траектория? Я пока не нашел точных цифр на каком расстоянии происходит посадка на баржу. Говорится, что от 600 до 700 км. Желтая линия на предыдущем рисунке примерно соответствует картинке из видео (ориентир – небольшой островок). Ее длина до баржи 650км. От Ванденберга до западного берега Калифорнийского полуострова по траектории запуска 560км.
Видно, что побережье Калифорнии в этом месте заселено, но никто из мексиканцев никогда не видел падения на их головы 1-й ступени. И даже если 1-я ступень летит дальше (что сомнительно) и падает в горах, в наше время такая свалка ракетных ступеней была бы быстро обнаружена.
Поэтому, возможны 2 варианта:
- На самом деле запуски идут на более полярную орбиту, но это маловероятно. Спутники ждут на вполне определенных орбитах, и неразбериха с траекториями вызвала бы хаос.
- На самом деле запуск идет как показано красной линией, но ракета не долетает до берега, а падает в воду. Это означает, что 1-я ступень менее мощная, чем сообщается.
Развивая гипотезу менее мощной ракеты Фалькон-9FT, посмотрим на ее полезную нагрузку. На низкую орбиту (НОО) она заявлена как 22т. Вес ракеты 550т. Ангара-А5 весит 770т и выводит на НОО 24,5т. Ангаре можно добавить 0.9 тонн ПН если бы она запускалась с широты мыса Канаверал. Как ракета весом в 550т может вывести на НОО почти столько же полезной нагрузки 22т, как и 770т Ангара 25,4т. Даже если ее керосин охлаждается до -7°C, это дает выигрыш всего лишь 2-3% объема. Такой трюк впервые применили на Байконуре во время запуска Союза-19 для стыковки с Аполлоном. Нужно было секретно забросить дополнительный вес видеомагнитофона и прочего оборудования для фальсификации стыковки. Это дало выигрыш в ПН около 200 кг. В минус Фалькону – допотопные двигатели открытого цикла по сравнению с закрытым циклом у Ангары.
Посмотрел историю запусков версии FT. Она за последние 3 года ни разу не выводила 22т. Максимум 17т, что заявляется как ПН для "возвращаемого" варианта. Может это и есть ее макс. ПН, а возвращение просто декларируется?
В этом запуске 1-я ступень тоже возвращалась. Левая картинка это видео с бортовой камеры. В последний момент видео застыло, как это всегда происходило и раньше. Справа ракурс подобран так, что почти ничего не видно. Виден кусочек двигателей и много пыли. И такую съемку показывают каждый раз при каждой посадке первой ступени.
Маску все никак не удается показать вершину своих достижений в наилучшем виде. Да еще и ночь. Ему нужно обзавестись съемочным оборудованием получше, чем у братьев Люмьер. В последнее время в этом направлении произошел существенный прогресс.
Повторяется та же история, что и с Фалькон Хеви — заявлено много, а выводится с гулькин нос.
Но может, запуская вместо 22т 17, Маск отбивает на многоразовости?
«В 2020 году генеральный конструктор КБ «Салют» Сергей Кузнецов сообщил, что общая стоимость запуска «Ангары-А5» составляет от $50 до $100 миллионов».
Ракета-носитель Falcon 9 компании SpaceX в конфигурации с возвращаемой первой ступенью способна выводить на низкую околоземную орбиту (НОО) до 17 тонн полезной нагрузки. Стоимость одного запуска Falcon 9 составляет около 60–65 миллионов долларов США. По последним данным $70 млн.
Нужно учитывать, что Фалькон FT уже на конвейере, а Ангара-А5 еще не в серии. После запуска в серию можно ожидать существенного снижения стоимости. Итого имеем примерно одинаковую стоимость запуска 24,5 т в одноразовом варианте и 17т в многоразовом. Где логика?