Super Heavy Starship – перспективная ракетно-космическая система компании SpaceX – состоит из двух ступеней. Super Heavy похожа на увеличенную до 9-метрового диаметра первую ступень ракеты Falcon 9. После отделения она возвращается к старту и выполняет вертикальную посадку. Вторая ступень Starship одновременно является космическим кораблем. При возвращении с орбиты она должна будет тормозить и маневрировать в атмосфере при помощи собственного корпуса и подвижных крыльев. При подлете к старту Starship разворачивается при помощи двигателей и тоже выполняет вертикальную посадку. Обе ступени будут оборудованы кислородно-метановыми двигателями Raptor. На первой ступени в орбитальном варианте будет 33 двигателя.

Летом 2021 года работы над SHS резко ускорились. Это не должно никого удивлять: еще несколько лет назад представители SpaceX неоднократно говорили, что основные ресурсы компании направлены на то, чтобы завершить разработку пилотируемого корабля Crew Dragon для доставки астронавтов НАСА на МКС, но в перспективе ресурсы будут перенаправлены на «марсианскую» ракетно-космическую систему. Сейчас корабль Crew Dragon введен в эксплуатацию и выполняет регулярные полеты к МКС. Это позволило SpaceX в последние месяцы перебросить несколько сотен работников с других площадок в Техас, где проводится сборка SHS.

Сейчас ведутся активные работы над стартовым столом, башней и топливной инфраструктурой. Также была построена первая ступень Super Heavy (серийный номер 4) в орбитальном исполнении с 29 двигателями Raptor и вторая ступень Starship (№ 20) c тремя атмосферными и тремя вакуумными двигателями. 6 августа прямо на стартовом столе состоялась тестовая интеграция обеих ступеней. Вскоре после успешной сборки верхняя ступень была снята, а затем с нее были демонтированы все двигатели.

По словам Илона Маска, обе ступени и инфраструктура будет готовы через две недели. За это время предполагается завершить покрытие корабля теплозащитными плитками, добавить защиту двигателей первой ступени, построить баки для хранения топлива на земле и заправочную инфраструктуру для второй ступени.

В перспективе нас ждет серия огневых испытаний Super Heavy, после чего, технически, может произойти первая попытка орбитального пуска SHS. Сам пуск состоится после того, как разрешение на него выдаст Федеральное управление гражданской авиации США (FAA), а это произойдет лишь после проведения экологической экспертизы проекта. Пока что представители государственных ведомств затрудняются очертить сроки завершения своей работы.

Сейчас сложно предсказать, когда орбитальный полет SHS (а точнее, его попытка) состоится в действительности. Как показывает опыт прошлых лет, публичный «график работ» Илона Маска всегда основан на предположении, что проблем на испытаниях и при подготовительных работах не будет.

Первый прототип Starship, который называли Starhopper, состоял из топливных баков на больших неуклюжих опорах. Он выполнил первый полет на высоту 150 м в июле 2019 года. А уже 28 сентября того же года Илон Маск выступил перед журналистами на фоне полноразмерного прототипа Starship с обтекателем и «крыльями». Он говорил, что первый суборбитальный полет аппарата на высоту 20 км можно ждать через 1-2 месяца. Однако после презентации верхняя часть аппарата была снята. Через два месяца во время заправки он взорвался. Суборбитальный полет прототипа Starship на высоту 12 км состоялся не через 1-2, а только через 15 месяцев после презентации – в декабре 2020 года.

Конечно, сейчас у SpaceX накоплен большой опыт постройки «старшипов» и есть хорошее понимание того, как их испытывать. Однако Super Heavy №4 сильно отличается от предыдущих аппаратов. Главное, но далеко не единственное отличие – это радикально увеличенное количество двигателей (29 вместо трех). Наивно ожидать, что его испытания пройдут без осложнений. А значит, старт даже в конце текущего года возможен лишь при достаточно удачном развитии событий. Провести его в сентябре-октябре возможно, только если отказаться от серьезных испытаний ракеты. Успешный выход на орбиту следует ждать еще позднее, а успешное возвращение второй ступени без серьезных повреждений – вопрос неизвестного будущего.

Самым сложным аспектом всей системы Super Heavy Starship является мягкое возвращение на Землю верхней ступени, т. е. Starship. Это значительно сложнее возврата первой ступени, а ведь отработка посадки первой ступени Falcon 9 заняла несколько лет. В силу разных размеров даже опыт Falcon 9 нельзя напрямую перенести на Super Heavy. Посадку же Starship придется отрабатывать с нуля. Конечно, можно ожидать, что у SpaceX все получится с первого раза, но здравый смысл и весь наш прошлый опыт свидетельствуют о том, что эти надежды никогда не оправдываются.

В апреле 2021 года SpaceX получила контракт НАСА на разработку транспортного средства для доставки астронавтов на Луну (HLS, Human Landing System) по программе «Артемида». Предложенная SpaceX схема предполагает, что лунный «Старшип» будет выведен на орбиту Земли, затем его дозаправят при помощи нескольких топливных «Старшипов», и корабль перелетит на орбиту Луны. Там с ним состыкуется корабль «Орион» с астронавтами. «Старшип» доставит их на поверхность спутника Земли, а затем самостоятельно взлетит оттуда. Астронавты вернутся в «Орион» для полета на Землю.

Высадка на Луну, формально, должна состояться в 2024 году, хотя эту дату уже открыто называют нереалистичной. Если даже не привязываться к конкретной дате, на пути к такой экспедиции стоит сразу несколько серьезных препятствий.

Во-первых, это сама система Super Heavy Starship, которой еще только предстоит подтвердить свою работоспособность. Этот процесс может занять много лет. Затем предстоит отработать безопасные старты и посади, что тоже потребует ресурсов и времени. Никто в прошлом не делал системы, аналогичные Super Heavy Starship по своей архитектуре. И если возможность возврата первой ступени Falcon 9 никогда не вызывала сомнений у специалистов, то насчет SHS такого единодушия у них нет.

Во-вторых, параллельно с отработкой надежности обе ступени системы необходимо оптимизировать. В нынешнем виде их конструкция далека от финальной, а значит, далека и грузоподъемость. Чтобы выполнить условия контракта с НАСА, как минимум для «Старшипа» придется добиться существенного снижения сухой массы.

Кроме того, создаваемая сейчас система – это не лунный или марсианский корабль. Это многоразовое средство выведения грузов на орбиту. Создание в свободном объеме «Старшипа» нового пилотируемого космического корабля и заправочного танкера – это две отдельные задачи, к которым SpaceX пока даже не притрагивалась, и сложность которых не нужно недооценивать (тогда как многие вообще забывают про эти задачи). С учетом того, что создание корабля оплачивает НАСА, SpaceX придется придерживаться жестких стандартов безопасности. Это относится и к их подходу в проектировании, и к испытаниям техники.

Для лунного «Старшипа» потребуется очень тщательно проработать интерьер, чтобы он не представлял угрозы экипажу при нештатных ситуациях. Необходимо разработать систему жизнеобеспечения, рассчитанную на большой внутренний объем, и много другое.

Starship не очень хорошо подходит для высадки людей на Луну. Например, одним из критериев, по которым НАСА оценивало проекты HLS, была высота, с которой астронавтам придется спускаться на поверхность. Для корабля SpaceX она составит десятки метров. А значит, астронавтам потребуется лифт неизвестной конструкции. Его тоже придется разработать, испытать и SpaceX придется доказать НАСА его надежность и безопасность.

Свой комплекс работ потребуется выполнить и при создании танкера. Помимо этого, всем аппаратам потребуется систем стыковки.

Даже когда инженеры не предполагают никаких технических проблем, все равно требуется время – и весьма значительное – на выбор конструкции, расчеты, моделирование и написание документации. SpaceX предстоит проделать массу работы, которую не ускорить простым увеличением числа рабочих.

Наконец, большой посадочный модуль на основе «Старшипа» плохо стыкуется с идеологией лунных миссий НАСА. Нет никакого смысла доставлять астронавтов к Луне на маленьком «Орионе» чтобы они пересаживались в большой корабль для высадки на Луну.

Так почему же НАСА выбрало именно SpaceX? Как известно, американское космическое агентство не получило финансирование программы HLS в том объеме, на который рассчитывало. Формально SpaceX была единственной компанией, которая «втиснула» свое предложение в доступное финансирование, и у НАСА не было выбора, кроме как довериться Илону Маску.

Но возможно и другое объяснение. Понимая, что выделенных средств не достаточно для организации высадки на Луну, американское космическое агентство просто решило потратить их с наибольшей пользой. Если бы они дали финансирование Blue Origin или Dynetics, те не смогли бы довести свои лунные посадочные аппараты до летных образцов. Поэтому НАСА просто отдало деньги SpaceX на эксперименты с любопытной и потенциально прорывной ракетно-космической системой.

В действительности в 2020-х годах НАСА совершенно не требуется высаживать людей на Луну. Эту цель перед агентством поставил Дональд Трамп исходя из политических соображений, и сейчас по тем же причинам от нее неудобно отказываться. Но, на практике, НАСА в ближайшее время будет занято постройкой и эксплуатацией окололунной орбитальной станции Gateway и, во второй половине 2020-х, постройкой частного сегмента МКС с перспективной его превращения в самостоятельную станцию.

Если SpaceX сможет разработать дешевую систему орбитальных запусков, то это полностью устроит НАСА и, возможно, в перспективе такая система действительно будет использована в экспедиции на Луну. Но не в качестве взлетно-посадочного аппарата, а в качестве полной замены SLS и «Ориона». Что касается контракта HLS и высадки на Луну, то их можно безболезненно откладывать на протяжении многих лет, пока не появится политическая воля на их закрытие или полное переформатирование.

Возможно, к концу 2020-х или началу следующего десятилетия SpaceX могла бы разработать лунный «Старшип» при условии, что инженеры в процессе создания низкоорбитального варианта не столкнулся с непреодолимыми техническими препятствиями. Но шансы на то, что к тому времени лунные планы НАСА не претерпят изменений, стремятся к нулю. А значит, у SpaceX просто не будет никакой необходимости создавать конкретно такую систему, какая была описана контракте с НАСА, и сажать ее на Луну.

• < Назад
• Вперёд >