Сегодня сложно представить энтузиаста космонавтики, не вдохновленного успехами SpaceX. На этом фоне, часто встречаются скептики, или просто далекие от темы наблюдатели, которые не перестают задавать вопрос: "Ну что вы носитесь со своим Илоном Маском?!"
Казалось бы, в мире огромное количество эксплуатируемой ракетной техники. За 70 лет активного освоения космоса были сконструированы десятки и сотни различных машин, способных выйти на орбиту Земли и доставить туда космические аппараты на своем борту. Однако, в последние несколько лет, в воздухе витает напряженное ожидание перемен, революционного прорыва в этой сфере. И связано это с кораблем Starship от SpaceX. Можно с легкостью списать эти высокие ожидания на рекламную стратегию Илона Маска, чьи амбиции и хитроумные PR-ходы часто оказываются в центре внимания. Однако, задумавшись, можно понять, что весь этот шум вокруг Starship - не просто маркетинговый трюк. Вероятнее всего, нам предстоит стать свидетелями настоящей космической революции, которая начинается на наших глазах.
- Что будет, если ракеты перестанут быть одноразовыми, и будет возможна полноценная реинкарнация техники после каждого использования?
- Что, если бы эти многоразовые запуски стоили нам на порядки дешевле?
- Что, если бы при этом мы могли осуществлять полеты в космос в десятки раз чаще, чем сейчас?
- Что, если бы при такой низкой цене и высокой интенсивности, количество доставляемой на орбиту полезной нагрузки измерялось бы сотнями тонн?
Мы попробуем ответить на все эти вопросы простым и понятным языком. В этой статье будут затронуты аспекты многоразовости и грузоподъемности перспективной ракеты Илона Маска, а остальные ответы будут даны в следующей публикации.
Грузоподъемность.
В истории космической индустрии сверхтяжелые ракеты, способные выводить на орбиту порядка 100 тонн груза и более, встречались крайне редко. Несмотря на их потенциальную ценность, лишь несколько из них были введены в эксплуатацию, и даже меньше были использованы на практике.
Когда мы говорим о таких титанах, невольно вспоминается американская ракета Saturn V. Этот технологический шедевр, благодаря которому человек впервые ступил на Луну, мог вывести на орбиту до 140 тонн груза. Ему на замену сегодня приходит сверхтяжелая SLS (Space Launch System) — она производится компанией Boeing по заказу NASA, и имеет похожие показатели грузоподъемности. Можно вспомнить еще и советские ракеты Н1 и Энергия, которые, к сожалению, так и не нашли широкого применения из-за различных технических, экономических и политических причин. Н1 вообще не была введена в эксплуатацию, а Энергия совершила лишь 2 полета в космос.
Но на этом список сверхтяжелых ракет заканчивается.
Остальные "монстры" либо находятся на начальных этапах разработки, либо имеют более скромные показатели (например, Falcon Heavy от SpaceX формально является ракетой сверхтяжелого класса, но способна выводить на орбиту только 63 тонны груза).
Но зачем вообще нужна такая высокая грузоподъемность? Возьмем, например, орбитальные обсерватории. "Мощность" этих астрономических инструментов прямо пропорциональна их размеру. Астрономы по всему миру сегодня могут только мечтать о крупных телескопах в космосе. Самый крупный из существующих, орбитальный телескоп им. Джеймса Уэбба имеет массу всего лишь 6 тонн и диаметр главного зеркала 6,5 метров. В то же время, его наземные коллеги имеют огромные размеры - и любой ученый хотел бы вывести что-то подобное за пределы атмосферы. Это позволит несопоставимо улучшить качество проводимых наблюдений.
Теперь перейдем к межпланетным экспедициям. Почему мы еще не отправили экспедицию с космонавтами, ну например, на Марс? Почему на сегодняшний день так скромны исследования газовых гигантов и их спутников в Солнечной системе (например, в окрестностях Урана и Нептуна за всю историю побывал только один аппарат - Вояджер-2)? Ответ прост: для этих задач требуются ракеты с огромной грузоподъемностью. Столкнувшись с отсутствием подходящего ракетного носителя, многие масштабные проекты приходится ставить на паузу или даже полностью откладывать.
Итак, увеличенная грузоподъемность не просто позволяет отправлять на орбиту больше груза. Она открывает двери для новых научных открытий, более масштабных исследовательских миссий, и позволит наконец человеку на борту космического корабля покинуть ближние окрестности околоземного пространства. Перспективный Starship учитывает этот запрос и проектируется для вывода 110-140 тонн полезной нагрузки на орбиту.
Многоразовость.
Многоразовость в ракетостроении давно выдвигалась как одна из основных идей для снижения стоимости доступа к космосу. Но, несмотря на все технологические прорывы, полное реиспользование ракет еще никогда не было достигнуто.
Попытки приблизиться к этой идее были сделаны многократно. Space Shuttle стал символом американской космической программы с 1980-е по 2000-е годы, но технически, это была лишь частично многоразовая система. Его главное преимущество — крылья и возможность посадки, как у самолета — также стало источником многих проблем, особенно в области безопасности. Массивная теплозащита, крылья и "самолетный" фюзеляж снижали его эффективность, делая массу полезной нагрузки непропорционально маленькой по сравнению с общим весом аппарата. Подобный подход был использован и в советском проекте Буран, который так и не был введен в полноценную эксплуатацию, а также в американском космоплане X-37.
Компания SpaceX с ее ракетами Falcon 9 и Falcon Heavy сделала значительный шаг вперед, доказав, что первые ступени ракеты могут быть успешно возвращены и повторно использованы. Однако даже здесь есть оговорка: вторые ступени этих ракет после использования утрачиваются, что составляет существенную часть системы.
Для наглядности представьте, что после каждой поездки на автомобиле вы выбрасываете интерьер салона, коробку передач и, допустим, одно из колес. Подобное решение кажется не просто неэффективным, но и абсурдным, верно? Именно такое сравнение иллюстрирует, насколько важна полная многоразовость для ракетостроения.
Реиспользование — это не просто модный тренд или маркетинговый ход. Это фундаментальное стремление индустрии к эффективности и экономии ресурсов. И здесь Starship снова может стать ответом на поставленный вопрос. В отличие от перечисленных ранее систем, которые использовали лишь элементы повторной эксплуатации, Starship проектируется как полностью многоразовый аппарат.
Обе его ступени предполагаются к многократному использованию без необходимости крупномасштабного ремонта или дорогостоящего обновления после каждого полёта. Такой дизайн не только сократит стоимость запуска в разы, но и позволит существенно увеличить частоту космических миссий.
Почему это так важно? Представьте простой пример: если фирма производит одну одноразовую ракету каждый месяц и одновременно каждый месяц производит один запуск, то число готовых к старту ракет "на балансе" не меняется. Тем временем, при производстве многоразовых ракет с той же скоростью, их количество будет постоянно расти. На первый взгляд может показаться, что в условиях рыночной экономики это неэффективно, ведь «избыточные» ракеты просто будут стоять без дела. Однако на деле, это открывает поразительные перспективы.
Ведь когда у компании в распоряжении множество готовых к полетам ракет, это дает возможность предоставлять услуги космических запусков множеству клиентов одновременно и с различными интервалами. Такая активная деятельность может стать катализатором для всей отрасли, стимулируя спрос и развивая рынок космических услуг. Это как если бы авиакомпания, владеющая большим числом самолетов, могла бы обслуживать больше маршрутов и предлагать более выгодные условия для пассажиров.
Таким образом, именно Starship может изменить подход к космическим запускам, и стать мостом к новой эре — когда космос станет ближе и доступнее для всех нас.
