В этой статье я расскажу всю историю создания самого амбициозного проекта. Ракеты в истории.
История Мега ракеты Starship началась в 2012 году, когда Илон Маск анонсировал невероятно смелый и казавшийся в то время сумасшедший проект Mars Colonial Transporter (MCT). Тогда Маск заявлял, что будущая ракетная система будет способна выводить до 200 тонн полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту (НОО). Ракета должна была иметь 3 ядра диаметром 10м, в каждом по 9 двигателей. Но спустя 4 года произошёл ребрендинг. В 2016 году (MCT) превратился в Межпланетную транспортную систему (ITS). ITS был представлен как первая в истории полностью многоразовая двухступенчатая ракета из углеродного композита. Главным нововведением стал выбор топливной пары. Именно тогда мы впервые услышали о двигателях, использующих для работы в качестве топлива Метан (CH4) и Кислород (LOX) в качестве окислителя. (ITS) должен был быть способен выводить на (НОО) до 300 тонн полезной нагрузки. По заявлениям Маска и SpaceX, первая ступень (ITS) имела диаметр в 12 метров и должна была оснащаться 42 двигателями «Raptor». В это время на второй ступени (корабле) должно было быть три двигателя для уровня моря и шесть вакуумных двигателей «Raptor».
Ещё через год, в 2017 году, (ITS) превратилась в (BFR). Big Falcon Rocket. (BFR) имел высоту в 106 метров и диаметр ступеней в 9 метров. Количество двигателей на ракета-носителе первой ступни снизилось с 42 до 31 «Raptor», а корабль обзавёлся 4 вакуумными и 3 двигателя уровня моря. Корабль также получил небольшое треугольное крыло для управления тангажём и креном. Уже тут мы можем видеть постепенное упрощение проекта и уход от изначальных, совсем фантастических идей.
Спустя ещё немного времени, в 2019 году, был анонсирован финальный вариант проекта, который получил всем известное название Starship. SpaceX отказались от использования углеродных композитов. основным материалом стала нержавеющая сталь. Самые большие изменения получила вторая ступень. На корабле оставили только три двигателя «Raptor» на уровне моря, и три вакуумных двигателя. Также был убран третий ориентационный закрылок, и конструкция стала обладать только двумя кормовыми закрылками.
Первым прототипом звездолета стал Starhopper. Это был не полноразмерный прототип, поскольку у него не было коллекторных баков. Первоначально у Starhopper был носовой обтекатель, но SpaceX решили отказаться от него после того, как он был разрушен сильным ветром. У Starhopper был один двигатель «Raptor-V1» для уровня моря. Его использовали для прыжков на небольшие высоты. За свой тестовый период Starhopper совершил три прыжка. первый прыжок на привязи на 1 метр, второй - на 20-метров и третий 150-метровый прыжок. Все в 2019 году. SpaceX сохранили первый образец, и сейчас он стоит на стартовой площадке и используется в качестве крепления для камер и другого оборудования.
Следующим прототипом стал Starship Mk1. Это был первый полноразмерный прототип корабля. Mk1 был частично разрушен во время криогенных испытаний в 2019 году и вскоре после этого был списан. Следующий прототип Starship Mk2 строился во Флориде. Но он так и не был испытан и доработан в пользу более совершенных прототипов. Перед следущей моделью Mk3 SpaceX испытали 3 тестовых топливных бака: испытательный бак для кислорода (LOX), испытательный бак для Метана (CH4) 1 и испытательный бак 2. Все они были испытаны на уничтожение.
Звездолет Mk3, позже переименованный в SN1, был уничтожен во время криогенных испытаний в начале 2020 года, когда произошел разрыв топливного бака. Из - за этого следующий звездолет SN2 был переоборудован в испытательный бак после разрушения SN1. В 2020 году он успешно прошел испытания и был выведен из эксплуатации.
Звездолет SN3 предназначался для ведения первых испытаний на статический огонь и, возможно, даже прыжков на малой высоте. Он был разрушен во время испытаний в 2020 году, когда в баке (LOX) произошла разгерметизация, и машина рухнула под тяжестью полного бака с Метаном (CH4).
Starship SN4 успешно прошел испытания давлением и криогенную обработку. Затем он произвел 5 статических пожаров. Но после 5-го зажигания двигателей в 2020 году возникла небольшая утечка топлива, которая привела к взрыву и гибели транспортного средства.
Starship SN5 успешно выполнил статический пожар в июле 2020 года. Несколько дней спустя он успешно совершил первый прыжок на 150 метров. Следом Starship SN6 сделал то же самое в сентябре 2020 года.
Последующие Звездолеты SN7 и SN7.1 были испытательными баками. Оба были намеренно уничтожены в ходе испытаний. Starship SN7.2 также был переквалифицирован в испытательный бак. Его целью было испытание новой 3-миллиметровой нержавеющей стали, впервые использованной в этом прототипе. На всех звездолетах до SN7.2 использовалась нержавеющая сталь толщиной 4 мм.
В отличие от предыдущих прототипов, Starship SN8 имел носовую часть и закрылки. В декабре 2020 года он совершил прыжок на 12,5 км. В результате чего SN8 взорвался во время приземления из-за низкого давления в напорных баках. Это было сразу исправлено с помощью установки системы наддува гелием.
Следующий звездолет SN9 совершил прыжок на 10 км в феврале 2021 года. Он был разрушен во время приземления, потому что один «Raptor» не загорелся. Позже Илон Маск заявил, что в будущем все три двигателя, находящиеся на уровне моря, будут запускаться при посадке, а третий отключится только в том случае, если два других будут работать правильно.
Звездолет SN10 был запущен в марте 2021 года. Достигнув высоты 10 км, он приземлился обратно на стартовую площадку через 6 минут полета. Однако приземление было слишком жестким, и посадочные опоры не были развернуты должным образом. SN10 взорвался примерно через 8 минут после приземления.
SN11 также был запущен в марте 2021 года в очень туманную погоду. Как и предыдущие прототипы, он пролетел 10 км и попытался приземлиться. SN11 взорвался вскоре после возникновения пожара при приземлении. Причиной, скорее всего, был неисправный двигатель.
Звездолеты SN 12-14 были пропущены в пользу кораблей нового поколения, начиная с SN15. Starship SN15 был первым звездолётом, совершившим высотный прыжок. Он был запущен в мае 2021 года и успешно приземлился через 6 минут. Предполагалось, что SN15 сможет снова летать, но этого не произошло. Он долгое время находился в Ракетном саду, пока не был списан в июле 2023 года.
После успеха SN15 SpaceX направили свои силы на разработку ускорителя первой ступени. Первый прототип сверхтяжелой ракеты B1 был построен в 2021 году. На космодром его так и не вывезли. Это был лишь серийный образец. У B1 был изъян в конструкции. его бак с Метаном (CH4) находился под баком для окислителя (LOX). Данная система не давала нужного результата и по этому все звездолеты и все последующие ускорители имеют бак с (LOX) ниже бака с (CH4).
B2 был пропущен, но некоторые детали, изготовленные для этого прототипа, были переназначены на B3. Booster 3 был первым прототипом Super Heavy, прошедшим испытательную кампанию. В 2021 году он успешно завершил криоиспытания и цикл статического огня с тремя двигателями. В это время прототипы Starship: SN 16-19 были пропущены, так как SpaceX решили перейти к полностью интегрируемым орбитальным полётам.
SN20 должен был стать первым звездолётом, выведенным на орбиту. Он имел полный тепловой экран из плиток, вакуумные двигатели «Raptor» и систему горячего разделения ступеней. Он завершил несколько испытаний статического огня, но в конце концов был выведен из эксплуатации, поскольку к тому времени уже устарел. SN20 должен был полететь в паре с ускорителем B4, который был первым, имеющим все 29 двигателей. Он успешно прошел криоиспытания, но SpaceX отказались от тестов статического огня. Но, несмотря на это, 6 августа 2021 года SN20 был размещен на B4 на стартовом комплексе (OLM), что стало первым в истории полным стаком Starship.
Следующий прототип SN21 так и не был достроен, но его носовая часть была адаптирована для SN22. Но и в этот раз прототип не успели достроить, однако его носовая часть сейчас служит макетом модификации Starship для полётов на Луну (HLS). SN23 также был пропущен, как и Booster 5, который был полностью собран в 2021 году, но вскоре его отменили. Никаких испытаний он не проходил.
После пропущенного Booster 6 SpaceX сразу перешли к ускорителю B7. Он был завершён в марте 2022 года. Это была первая ракета-носитель с 33 двигателями и первый ускоритель, в котором использовались двигатели «Raptor V2». Кампания его
испытаний прошла далеко не гладко. 14 апреля 2022 года одна из топливных труб B7 была серьезно повреждена во время криоиспытания, а 11 июля излишки газа, выпущенные во время заправочных испытаний, взорвались под ускорителем.
В это время компания завершила строительство Корабля SN24 в мае 2022 года. После проведения нескольких испытаний и второго в истории полного стака Starship его запустили в рамках первого полностью интегрированного лётного испытания IFT-1 с ракетой-носителем B7 - 20 апреля 2023 года. При подъеме возник пожар в кормовой части ракеты-носителя. Это привело к потере управления над несколькими двигателями. Транспортное средство начало вращаться, и сработала система аварийного завершения полёта (FTS), в результате чего транспортное средство взорвалось. Запуск серьезно повредил стартовую площадку и большую часть наземной инфраструктуры.
Следующей на очереди стал ускоритель B8. Он был завершен в середине 2022 года, но SpaceX решила отказаться от него. В следующем ракета-носителе Booster 9 Spacex изменили метод разделения ступеней, добавив промежуточное кольцо. В новом подходе двигатели корабля зажигаются до того, как произойдет разделение ступеней. И спустя пол года после первого лётного испытания SN25 был интегрирован с ускорителем B9 для второго лётного испытания IFT-2. Запуск произошел 18 ноября 2023 года. Подъем прошел безупречно, на B9 не отказал ни один двигатель. Затем аппараты успешно разделились с помощью горячей ступени. B9 взорвался вскоре после повторного запуска двигателей в момент разгона. Корабль 25 продолжил двигаться по суборбитальной траектории, но вскоре связь была потеряна и аппарат взорвался.
Следующий прототип SN26 стал тестовым стендом. У него нет закрылков и теплозащитного экрана. В октябре 2023 года он завершил статический пожар на одном двигателе, имитируя возвращение с орбиты. SN26 сейчас продолжает модифицироваться и проходить различные тесты. Следующий прототип SN27 был похож на предшественника. Но в результате аварии купол SN27 взорвался, и корабль пришлось частично сдать на слом.
SN28 и B10 стали следующий парой для третьего полностью интегрированного лётного испытания в рамках IFT-3. Запуск произошел 14 марта 2024 года. Корабль успешно разогнался, и после идеального горячего разделения он продолжил движение по суборбитальной траектории. В это время ускоритель успешно выполнил повторное зажигание двигателей и вышел на посадочную траектории. B10 погиб на высоте 462 метров после неудачной попытки приземления. SN28 достиг орбиты. Он запустил демонстрацию перекачки топлива и открыл люк полезной нагрузки. Корабль был потерян при входе в атмосферу, поскольку находился в неконтролируемом вращении.
На данный момент последний и самый успешный тестовый полёт IFT-4 был запущен 6 июня 2024 года. Подъем снова был идеальным (хотя один из 33 двигателей «Ratpor» на B11 был потерян). После горячего разделения ступеней B11 выполнил успешный пусковой импульс и через несколько секунд сбросил кольцо горячей ступени. Затем ракета-носитель благополучно приземлилась в океане, что стало первой успешной посадкой сверхтяжелой ракеты-носителя в истории. Тем временем Корабль 29 вышел на орбиту и отключил двигатели. На этот раз корабль сохранял свою ориентацию на протяжении всего полёта. Затем SN29 снова вошел в атмосферу и начал замедляться. Через несколько минут после входа в атмосферу переднее крыло начало разрушаться, но корабль выжил. Ему даже удалось повторно запустить все три двигателя уровня моря и мягко приземлиться в океане. SN29 был первым кораблем, пережившим вход в атмосферу. Более подробно о данном испытательном полёте я уже писал в этой статье.
Данной статьёй я хотел показать, что каждый небольшой шаг вперёд требует десятков взорванных прототипов и работы сотен лучших инженеров. Мы видим результат работы, который потрясает. Проекту Starship чуть больше 12 лет, и для такого амбициозной идеи это очень маленький срок. И тот результат, который мы видим ещё раз, подтверждает компетентность Маска и его большой команды специалистов.
Больше интересных постов о науке и космосе вы можете найти в моём телеграмм канале: RSC_News