Полностью многоразовая ракетно-космическая система Super Heavy/Starship компании SpaceX состоит из первой ступени (ускорителя) Super Heavy, которая после отделения будет выполнять вертикальную реактивную посадку, и второй ступени Starship, которая, одновременно, играет роль космического корабля. За один полет SH/Starship сможет доставлять на орбиту 100 т и возвращать на Землю 50 т груза. Диаметр обеих ступеней составляет 9 м. Ракета приводится в движения кислородно-метановыми двигателями «Раптор» (Raptor).

Основные усилия SpaceX в последний год были сосредоточены на создании корабля Starship. Работа ведется итерационным методом: SpaceX один за другим создает все более совершенные прототипы, которые должны постепенно приблизить ее к орбитальному полету.

Сегодня ночью на испытательном полигоне в Бока-Чика полноразмерный прототип Starship SN5 выполнил первый подскок на высоту 150 м. В прошлый раз такой полет в августе 2019 года совершил уменьшенный прототип Starhopper.

Аппарат стартовал около 3:00 мск со второй попытки. Он поднялся на 150 метров, а перед приземлением раскрыл посадочные опоры и выполнил мягкую посадку в нескольких сотнях метров от старта. Весь полет занял приблизительно одну минуту. Starship SN5 летел на неполной заправке компонентами топлива. Для того, чтобы компенсировать недостающее топливо, сверху был установлен стальной массовый симулятор.

Анализ данных, собранных во время полета, пока не завершен, но его основная задача была выполнена. SpaceX планирует повторить такие короткие полеты несколько раз, чтобы «отполировать процесс пуска», прежде чем перейдет к высотным полетам.

Для полетов на значительную высоту будет применяться новый прототип – вероятно, Starship SN8. Он будет отличаться от SN5 наличием головного обтекателя и аэродинамических элементов и внешне будет соответствовать финальной версии ракеты. Также на «высотном» прототипе будет установлено три кислородно-метановых двигателя «Раптор», а не один.

Прототипы Starship Mk1, SN1 и SN2 взорвались в ходе испытательной криогенной заправки. Starship SN4 прошел заправку и статические огневые испытания, однако был уничтожен взрывом вскоре после выключения двигателя. Авария произошла при тестировании системы быстрого отсоединения топливных линий. Starship SN6 – дублер SN5, и будет применяться для небольших подскоков в случае потери последнего, либо если тот получит повреждения в полете. Starship SN7 использовался для испытаний на разрыв баков, построенных из нового сплава стали, по составу близкого к марке 304L. Этот же сплав был использован для постройки SN8.

Космическая лента

Обсудить

Когда мы говорим о космонавтике, то опираемся на несколько постулатов, которые не подвергаем сомнению. Первый и главный заключается в том, что космос – это дорого. Обычно после этого говорят, что международное сотрудничество позволяет сэкономить, но, даже несмотря на это, постройка Международной космической станции обошлась в 150 млрд долларов по состоянию на 2011 год, а сейчас расходы на нее приближаются к 200 млрд.

Конечно, сложно спорить с тем, что стоимость запуска одного килограмма груза на орбиту Земли стоит тысячи, а то и десятки тысяч долларов. Разработка космической техники тоже остается дорогим удовольствием. Однако вопрос о том, сколько стоят большие научно-исследовательские и пилотируемые проекты, на удивление, не так прост.

Даже в XXI веке ракетно-космическая отрасль ни в одной стране мира так и не перешла полностью на рыночные «рельсы». Органы государственной власти во всех странах остаются важным заказчиком прикладных проектов и единственным заказчиком (за отдельными исключениями) в военных, научно-исследовательских и прикладных программах. В рыночных условиях любая отрасль стремится минимизировать затраты для достижения нужного результата, однако государственная экономика оптимизируется по другим параметрам.

Сотрудничество при освоении космоса тоже совсем не обязательно начинается ради экономии. Оно может преследовать разные цели. Программа «Союз-Аполлон» была политическим проектом, программы «Мир-шаттл» и МКС – больше технологические. Экономия возникает, когда партнеры распределяют между собой все необходимые работы. Но на МКС российский и американский сегменты, наоборот, дублируют друг друга. Станция была построена не для решения практических задач, а для достижения политических целей, например – непрерывного пребывания человека на орбите Земли. В то же время, многие эксперименты не требуют постоянного присутствия человека, а другие можно проводить экспедициями посещения.

Структура МКС формировалась не для повышения эффективности и максимизации научных исследований. Большую роль сыграли возможности стран-участников программы. Какой вклад могло внести национальное космическое агентство – такой и принимался в МКС.

Если бы Международную космическую станцию строили частные компании по техническому заданию, предполагавшему проведение некоторого набора некоторых научных экспериментов, то станция имела бы совсем другой облик и обошлась бы намного дешевле как в постройке, так и в эксплуатации. Станция стала бы посещаемой, более компактной, имела бы более специализированные лабораторные модули и т. д.

В некоторой степени похожим образом НАСА поступило с новыми пилотируемыми кораблями, отдав на откуп подрядчикам определение их облика. И программу Commercial Crew Development теперь, после завершения первого полета корабля Dragon, мы с уверенностью можем назвать успешной.

Более пяти лет назад одна частная фирма по заказу НАСА провела исследование того, во сколько может обойтись постройка минимальной станции на Луне силами частных компаний. Итоговая оценка в $10 млрд кажется заниженной, но, окажись расходы даже в три раза выше, они не перекроют стоимость МКС.

Конечно, НАСА никогда не отдаст свою перспективную исследовательскую пилотируемую программу частникам. А потому уже сейчас расходы на сверхтяжелую ракету SLS и корабль «Орион», которые понадобятся для полетов к Луне, превысили $30 млрд, хотя их разработка еще не завершена. Для сравнения, долететь до лунной орбиты можно было бы на ракете Falcon Heavy компании SpaceX (обошлась менее чем в $2 млрд с учетом расходов на создание Falcon 9) и модифицированном корабле Dragon (вероятно, стоимость необходимых доработок не превысила бы $1-2 млрд).

Можно сформулировать другой вопрос: если бы вместо МКС в 1998 году началось строительство окололунной станции или даже лунной базы, во сколько бы она обошлась? Мы уже знаем ответ: приблизительно в $150 млрд. Конечно, более амбициозная задача позволила бы космическим агентствам получить бюджет побольше. Но, в конечном итоге, они потратят на решение любой задачи ровно столько, сколько смогут добыть.

Сказанное выше не означает, что НАСА может легко достичь Луны с имеющимся бюджетом, стоит лишь дать агентству хорошего пинка. НАСА (как, кстати, и Роскосмос) выполняет социальную и политическую функцию. Оно должно поддерживать и загружать работой многочисленные организации ракетно-космической отрасли, оно должно приносить политические дивиденды, а потому аварии для него недопустимы.

Государство выделяет «космические» деньги именно для достижения социально-политических целей. При этом, конечно, без космических полетов не обойтись, но обременение политическими и социальными целями увеличивает стоимость полетов на порядок. Ситуация изменится лишь тогда, когда частные компании станут заказчиками пилотируемых полетов. Но в обозримой перспективе предпосылок для этого нет.

Космическая лента

Обсудить

На этой неделе американская компания Virgin Galactic провела онлайн-презентацию, на которой широкой публике был представлен салон туристического суборбитального самолета SpaceShipTwo.

Virgin Galactic была зарегистрирована в 2004 году для создания суборбитального самолета. Формально его разработкой занималась дочерняя Spaceship Company, но первоначально вся работа велась ее субподрядчиком Scaled Composites – создателем оригинального SpaceShipOne. Разработка SpaceShipTwo продвигалась медленно: основные сложности были связаны с гибридным двигателем, конструкция которого несколько раз пересматривалась. 31 октября 2014 года испытательный полет VSS Enterprise – первого самолета по проекту SpaceShipTwo – закончился аварией, в результате которой погиб один из пилотов-испытателей. После этого инцидента Spaceship Company фактически отказалась от услуг Scaled Composites и начала постройку самолета VSS Unity самостоятельно.

SpaceShipTwo – проект небольшого самолета, рассчитанного на восемь человек. Он поднимается в воздух на самолете-носителе WhiteKnightTwo. На высоте около 20 км SpaceShipTwo отделяется и активирует свой гибридный двигатель для набора высоты. После выключения двигателя пассажиры получают возможность провести несколько минут в невесомости, наслаждаясь видами Земли. Затем SpaceShipTwo возвращается на землю в режиме планера.

Дизайн салона SpaceShipTwo был разработан британской компанией Seymourpowell. Салон будет оборудован шестью креслами для пассажиров-туристов различного размера. После выключения двигателя сиденья откидываются, чтобы увеличить свободное пространство и позволить пассажирам полетать. Вокруг многочисленных иллюминаторов самолета установлены поручни. Рядом с окнами встроены камеры высокого разрешения, которые позволят клиентам фотографировать себя на фоне Земли. Задняя часть салона отгорожена тонированным стеклом, за которым клиенты «смогут ощутить себя в пространстве, освещенным только естественным отраженным светом с Земли».

По словам представителя Virgin Galactic, салон самолета VSS Unity уже «почти полностью» оборудован в соответствии с утвержденным дизайном. Ранее летные испытания аппарата переместились из пустыни Мохаве в Калифорнии на аэродром «Космопорт Америка» в штате Нью-Мексико, откуда будут летать туристы. С тех пор VSS Unity выполнил два тестовых полета без включения двигателя. Последний из них состоялся 25 июня.

Сейчас Virgin Galactic готовится к полноценному полету, в ходе которого, вероятно, будет достигнута высота в 80 км, однако исполнительный директор компании Джордж Вайтсайдс отказался сказать, когда этот полет произойдет. Успешные испытания позволят получить лицензию Федерального управления гражданской авиации США, необходимую для продолжения работ. После них Virgin Galactic выполнит дополнительно «очень небольшое количество» испытательных полетов, в которых в салоне самолета будет находиться до четырех человек. И только после этого начнутся коммерческие полеты.

Ранее Virgin Galactic остановила продажу туристических билетов на VSS Unity. Тем не менее, место в очереди можно забронировать за небольшой аванс в размере одной тысячи долларов. Как и в случае с программой испытаний, Вайтсайдс не может сказать, когда продажа билетов будет возобновлена.

Ссылка: spacenews.com

Обсудить

 

Калифорнийская компания Astra была основана в 2016 году для разработки сверхлегких ракет-носителей. В 2018 году она частично успешно выполнила два суборбитальных пуска. Затем компания приняла участие в соревновании DARPA (Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США). Согласно условиям конкурса, $2 млн от Минобороны могла получить команда, которая сможет вывести на орбиту спутник за кратчайшие сроки после уведомления, а после повторения пуска с другой стартовой площадки ей полагалось еще $10 млн. К 2020 году в конкурсе остался только один участник – Astra.

После нескольких переносов, компания наметила пуск своей ракеты Astra Rocket 3 на последний день конкурса, 2 марта 2020 года. Однако в последний момент из-за некорректной работы датчика системы навигации Astra отказалась от пуска. Представители компании объяснили, что успех пуска для них важнее денег DARPA. Такая осторожность им не помогла: 23 марта ракета была уничтожена пожаром на стартовой площадке, который возник при подготовке к пуску.

Неудача не заставила Astra отказаться от своих планов. Новая ракета-носитель Astra Rocket 3.1 была доставлена на космодром на острове Кадьяк в штате Аляска на прошлой неделе. Стартовое окно откроется 3 августа в 2:00 мск и продлится пять суток.

Rocket 3 – двухступенчатая ракета диаметром 1,32 м и высотой 11,6 м. Она способна доставить от 25 до 150 кг грузов на солнечно-синхронную орбиту высотой 500 км. Компания не раскрывает детальные характеристики носителя, но известно, что на его первой ступени установлено пять двигателей «Дельфин» (Delphin). Двигатели используют керосин в качестве горючего и жидкий кислород как окислитель. Как и на двигателях «Резерфорд» ракеты «Электрон», на «Дельфинах» применяется электронасосный агрегат.

Astra не планирует вести онлайн-трансляцию пуска в реальном времени.

Космическая лента

Обсудить

 

На этой неделе к Марсу отправится третья за последний месяц исследовательская автоматическая станция. Американская миссия «Марс-2020» (марсоход Perseverance) будет запущена в четверг 30 июля в 14:50 мск на ракете-носителе «Атлас-5».

Перед марсоходом, как и перед его предшественником Curiosity («Любопытство»), стоят задачи по изучению геологии Марса и истории его эволюции. Если предыдущий аппарат, все еще работающий на поверхности планеты, должен был изучить возможность существования жизни на древнем Марсе, то Perseverance («Настойчивость») будет искать следы такой жизни. Помимо этого, он соберет образцы грунта для доставки их на Землю последующими миссиями, а также проведет несколько технологических экспериментов.

Одним из важных инструментов марсохода станет камера Mastcam-Z – улучшенная версия камеры Mastcam, примененной на Curiosity. Она будет делать панорамные снимки поверхности (в т. ч. стереоскопические) с возможностью оптического увеличения. Также камера будет использоваться для определения минералогического состава пород на поверхности Марса. Помимо нее, марсоход несет SuperCam – камеру-спектрометр для определения химического состава пород на поверхности планеты. Более детальный анализ элементного состава будет проводиться при помощи рентгеновского флуоресцентного спетрометра PIXL.

Для поиска органических примесей в грунте и уточнения его минерального состава будет использоваться рамановский спектрометр с ультрафиолетовым лазерным излучателем SHERLOC, включающий камеру высокого разрешения. Также на марсоходе установлена климатическая станция MEDA, предназначенная для измерения температуры воздуха, атмосферного давления, скорости и направления ветра, относительной влажности и размера и формы частиц пыли в воздухе. Наконец, на Perseverance есть радар сверхбольшого диапазона RIMFAX (150 МГц – 1,2 ГГц), предназначенный для обнаружения ближайших подповерхностных слоев пород с шагом 10 см и на глубину до 10 м.

MOXIE – технологическая экспериментальная установка, которая должна подтвердить возможность производства кислорода из углекислого газа, содержащегося в марсианской атмосфере. В дальнейшем эта технология может применяться для снабжения кислородом пилотируемых экспедиций. Другие эксперименты найдут применение на будущих марсоходах. Их список включает отработку автоматического обхода препятствий, новую систему сбора данных при посадке и обновленную систему навигации, которая позволит с увеличенной скоростью перемещаться по пересеченной местности.

Наконец, на борту Perseverance находится экспериментальный вертолет, подробнее о котором можно прочитать здесь. Подробнее об отборе образцов грунта для возврата на Землю написано здесь.

Perseverance построен на той же платформе, что и Curiosity, а потому его внешний вид и технические характеристики заметно не изменится. Марсоход имеет массу 1025 кг и размеры 3 x 2,7 x 2,2 м без учета руки-манипулятора. В качестве источника энергии используется радиоизотопный генератор на плутонии-238 мощностью 110 Вт. Он будет заряжать две литиево-ионные батареи: они будут служить источниками энергии при выполнении научных операций, когда потребление марсоходом энергии может возрастать до 900 Вт.

Основным средством связи с Землей станет ультра-высокочастотная антенна, которая будет передавать сигнал через спутники на орбите Марса (MRO, MAVEN и TGO). Обеспечиваемая ей скорость передачи данных – до 2 мбит/с. Также на марсоходе есть узконаправленная антенна для прямой связи с Землей в периоды видимости. Ее скорость составит до 160 бит в секунду на Землю и до 500 б/с с Земли. Третья антенна является малонаправленной. Она предназначена для приема простых сигналов с Земли.

Рука-манипулятор с пятью степенями свободы имеет длину 2,1 м. Помимо спектрометров, на рабочей головке манипулятора установлен небольшой бурильный механизм, способный создавать отверстия диаметром 27 мм и глубиной до 60 мм.

Perseverance доберется до Марса 18 февраля 2021 года и сразу выполнит посадку в кратере Джезеро на западном склоне равнины Исиды – огромного ударного бассейна на севере от экватора Марса. Диаметр кратера составляет 45 км.

Западная часть равнины Исиды сложена древними породами, которые отличаются высоким геологическим разнообразием. Поверхность Марса в этом региона сформировалась 3,6 млрд лет назад. По мнению ученых, в кратере Джезеро располагалась дельта древней марсианской реки. Таким образом, в нем должны находиться речные отложения, принесенные водным потоком со всего бассейна реки.

Обратной стороной геологического разнообразия кратера Джезеро является неровный рельеф. На поверхности кратера находится много булыжников, камней и уступов, которые затрудняют посадку.

Для доставки Perseverance на поверхность Марса будет использоваться не классическая посадочная платформа, а «небесный кран» – устройство, зависающее в воздухе на реактивных двигателях и спускающее марсоход к поверхности на тросе. Для миссии 2020 года точность посадки была увеличена на 50% по сравнению с «краном», использованным для доставки на Марс Curiosity в 2012 году. Район посадки представляет собой эллипс размером 25x20 км. Кроме того, навигационная система «небесного крана» была модернизирована. Теперь он сможет анализировать поверхность перед посадкой, чтобы избегать опасных участков.

Космическая лента

Обсудить

Juno («Юнона») – научный спутник НАСА, предназначенный для изучения Юпитера. Он был запущен 5 августа 2011 года и вышел на орбиту крупнейшей планеты в Солнечной системе 5 июля 2016 года. Миссия завершится в 2021 году.

26 декабря 2019 года, во время очередного пролета Юпитера, автоматической станции Juno представилась редкая возможность сделать снимки северного полюса спутника Юпитера Ганимеда. Фотографии были получены при помощи инфракрасного спектрометра JIRAM, основным назначением которого является изучение и картирование полярных сияний на Юпитере.

Ганимед – девятый по размерам объект в Солнечной системе. Его диаметр превышает диаметр планеты Меркурий. Поверхность спутника покрыта толстой корой из водяного льда, а под ней, по мнению ученых, находится океан из жидкой воды. Также Ганимед известен тем, что, в отличие от других спутников, обладает магнитным полем.

На Земле магнитное поле защищает атмосферу планеты от заряженных частиц солнечного ветра. Частицы проникают через поле в районе полюсов, попадая в атмосферу и образуя полярные сияния. Но Ганимед не обладает собственной атмосферой, поэтому его поверхность в районе полюсов бомбардируется плазмой солнечного ветра.

Как показали данные, собранные Juno, структура льда в полярной области Ганимеда очень необычна. В инфракрасном диапазоне лед в районе северного полюса Ганимеда имеет спектр поглощения, отличный от спектра льда в экваториальной области. Постоянная бомбардировка льда заряженными частицами препятствует образованию кристаллической структуры, в результате чего в замороженные молекулы воды образуют аморфную массу.

Ссылка: nasa.gov

Обсудить

 

Компания SpaceX готовится продолжить испытания Starship SN5 – прототипа второй ступени перспективной космической системы Super Heavy/Starship.

Полностью многоразовая ракетно-космическая система Super Heavy/Starship состоит из первой ступени (ускорителя) Super Heavy, которая после отделения будет выполнять вертикальную реактивную посадку, и второй ступени Starship, которая, одновременно, играет роль космического корабля. За один полет SH/Starship сможет доставлять на орбиту 100 т и возвращать на Землю 50 т груза. Диаметр обеих ступеней составляет 9 м.

Основные усилия SpaceX в последний год сосредоточены на создании корабля Starship. Работа ведется итерационным методом: SpaceX один за другим создает все более совершенные прототипы, которые должны постепенно приблизить ее к орбитальному полету.

Год назад, 25 июля 2019 года состоялся подскок первого уменьшенного прототипа Starhopper на высоту 20 м. В августе он выполнил полет на 150 м. А 29 сентября 2019 года Илон Маск представил журналистам обновленный проект системы SH/Starship, стоя на фоне полноразмерного прототипа Starship Mk1. Позднее этот аппарат был разобран, и в дальнейшем разработка системы забуксовала. Несколько аппаратов взорвались во время испытательной криогенной заправки. Starship SN4 прошел ее успешно, но 29 мая 2020 года он взорвался во время статических огневых испытаний. Причиной послужила неисправность в системе быстрого отделения заправочных труб.

Сейчас в разработке на площадке Бока-Чика в Техасе находятся несколько прототипов Starship, но основное внимание приковано к SN5. Он прошел криогенные заправочные испытания 1 июля, став вторым аппаратом после SN4, дошедшим до этого рубежа. Затем на него был установлен кислородно-метановый двигатель Raptor (серийный номер SN27).

Перерыв между заправочными испытаниями и статическими огневыми испытаниями Starship SN5 превысил три недели: это значительно больший срок, чем у SN4. Такая задержка связана с тем, что в июле продолжались работы на стендовом комплексе, пострадавшем после взрыва SN4. Вторая причина задержки – скорректированная программа испытаний. На новом прототипе SpaceX планирует отказаться от много численных проверок после прожига и быстро перейти к полетам. Успешные огневые испытания сразу откроют дорогу к взлету на высоту 150 м.

Прожиг ракеты, согласно информации о перекрытии воздушного пространства над Бока-Чика, может состояться в любой из ближайших дней, начиная со среды. Во вторник 21 июля Илон Маск в своем твиттере сообщил, что первый полет Starship SN5 тоже может состояться во второй половине текущей недели. Однако с учетом того, что специалистам понадобится несколько дней на анализ результатов прожига, более вероятно, что полет состоится на следующей неделе.

Starship SN5 не будет использоваться для прыжков на большую высоту. Если его испытания пройдут успешно, SpaceX либо повторит их на Starship SN6 (также, он может быть использован в случае потери SN5), либо сразу перейдет к высотным полетам на Starship SN8. «Пропущенный» SN7 использовался для испытаний на разрыв баков, построенных из нового сплава стали, по составу близкого к марке 304L.

Starship SN8 существенно отличается от своих предшественников. Помимо того, что при его создании применяется новый сплав стали, на аппарате будет установлено три двигателя Raptor вместо одного. Также этот прототип будет оборудован обтекателем и «крыльями», необходимыми для полетов на большую высоту.

Ссылка: nasaspaceflight.com

Обсудить