Подробности

Опубликовано: 02.11.2020 12:14

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. В перспективе, за один полет SH/Starship сможет доставить на орбиту до 100 т и вернуть на Землю до 50 т груза. Диаметр обеих ступеней составляет 9 м. Ракета приводится в движение 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.

Сейчас SpaceX завершает подготовку восьмого прототипа Starship SN8 к первому полету на высоту 15 км. Ниже кратко приведен план предстоящих работ.

Первым испытанием для Starship SN8 станет криогенная заправка. Аппарат уже проходил криогенные заправочные испытания, но это было до установки обтекателя. Теперь необходимо проверить также небольшой бак окислителя, расположенный в верхней части обтекателя: он будет использоваться при возвращении аппарата на Землю.

Затем специалисты проведут огневые испытания корабля. Сначала будет включен один двигатель Raptor, затем два, и, наконец, все три. До установки обтекателя Starship SN8 уже прошел прожиг с тремя двигателями, но после этого один из них был заменен.

Испытательный полет Starship SN8 начнется с того, что три двигателя Raptor поднимут аппарат на высоту около 15 км. Затем он должен будет задействовать свои крылья, чтобы переориентировать себя в пространстве и вернуться к месту старта. И, наконец, сблизившись с поверхностью, аппарат развернется и выполнит вертикальную посадку при помощи одного двигателя Raptor.

По словам Илона Маска, основная цель полета – собрать информацию о том, как динамические аэродинамические поверхности управляют тангажом, вращением и рысканьем снижающегося в атмосфере аппарата. Если он будет стабильно и управляемо лететь в направлении старта, Маск сочтет испытания успешными. Передача к двигателям окислителя их верхнего бака в обтекателе будет считаться большим успехом, даже если успешной мягкой посадки не произойдет.

В случае возникновения проблем на большой высоте корабль вместо возвращения на полигон Бока-Чика может быть затоплен в море. Впрочем, SpaceX не исключает и полной неудачи со взрывом на стартовом столе. На этот случай в высокой степени готовности находится дублирующий аппарат Starship SN9. Но если авария произойдет над инфраструктурой полигона, то ей, конечно, потребуется ремонт.

В Бока-Чика уже ведется постройка Starship SN10, SN11 и SN12. Темпы постройки новых прототипов заметно выросли по сравнению с началом года. Сейчас «узким местом», тормозящим программу, стали испытания быстро строящихся прототипов.

Подробности

Опубликовано: 30.10.2020 10:21

С 2004 по 2017 год на орбите Сатурна работала американская автоматическая исследовательская станция «Кассини» (Cassini). Она изучала не только саму планету, но и множество ее спутников. Станция «Кассини» совершила более 120 пролетов около Титана, и ученые все еще продолжают изучать собранный ей материал.

Как и Земля, Титан покрыт плотной атмосферной, которая надежно защищает его от метеоритов. Некоторые тела все-таки достигают поверхности спутника, но образовавшиеся в результате ударные кратеры постепенно стираются под действием экзогенных геологических процессов. А потому найти кратеры на Титане намного сложнее, чем на других телах Солнечной системы. Однако они представляют большой интерес для ученых, потому что при ударе о поверхность спутника метеориты обнажают его внутреннее строение.

Новое исследование, посвященное кратерам на Титане, было опубликовано европейскими учеными в журнале Astronomy & Astrophysics. Оно показало, что кратеры спутника можно разделить на две группы: экваториальные и среднеширотные. Кратеры в дюнах на экваторе полностью покрыты органическим веществом, а внутри кратеров на равнинах на отдалении от экватора находится смесь органики, водяного льда и метанового льда.

Открытие подтвердило общие представления ученых о том, как эволюционируют кратеры на Титане. В результате удара метеорита поверхность нагревается, а образовавшийся кратер заполняется смесью органических соединений и воды. Эта смесь замерзает и затем в течение многих лет омывается метановыми дождями. Различия между кратерами на экваторе и в средних широтах указывают на то, что дальнейшее развитие кратеров зависит от климатической зоны. На экваторе не происходит очистка кратеров жидкостью. Вместо этого, они под действием ветра быстро покрываются тонким слоем песка.

Отдельно ученые изучили кратер Селк – место, в которое отправится американская миссия Dragonfly («Стрекоза») в 2027 году. Дно кратера оказалось полностью покрыто органическими соединениями, которые не были размыты дождями.

Подробности

Опубликовано: 28.10.2020 10:44

1. Огневые испытания сверхтяжелой ракеты SLS снова откладываются.

Ключевым этапом подготовки к первому пуску новой американской ракеты SLS является так называемый Green Run – комплекс испытаний, который завершится включением двигательной установки центрального блока ракеты на восемь минут. Столько же времени двигатели должны будут проработать в полете. После завершения испытаний центральный блок SLS будет интегрирован с боковыми ускорителями и верхней ступенью. И уже в конце 2021 года новый пилотируемый корабль «Орион», запущенный на SLS, должен облететь Луну в беспилотном режиме.

Центральный блок SLS был доставлен в Космический центр НАСА им. Стенниса в Миссисипи для проведения испытаний в середине января 2020 года, но уже в середине марта подготовка к испытаниям была приостановлена из-за пандемии. Она возобновилась лишь в июне, при этом график работ пришлось скорректировать: прожиг SLS сдвинулся с середины лета на октябрь. Позднее он сместился на ноябрь.

17 марта управляющий редактор NasaSpaceFlight.com Крис Бергин сообщил в своем твиттере, что огневые испытания SLS не состоятся в следующем месяце, а вполне возможно, что и в декабре. Перенос произошел по «техническим причинам»: некие проблемы с ракетой были выявлены в ходе подготовки к испытаниям.

Вместе с Green Run неизбежно будет сдвигаться и миссия «Артемида-1», т. е. первый полет ракеты SLS с кораблем «Орион». Пока что старт запланирован на ноябрь 2021 года. А значит, возникает угроза того, что он будет перенесен на 2022 год.

Девять лет назад, когда началась разработка SLS, предполагалось, что ее первый полет состоится в 2017 году.

2. Blue Origin приступила к производству двигателей BE-4.

Исполнительный директор компании ULA Тори Бруно в пятницу 23 октября заявил, что полноразмерный кислородно-метановый двигатель BE-4 в летной конфигурации сейчас находится на испытательном стенде. Разработкой BE-4 занимается компания Blue Origin основателя Amazon Джеффа Безоса. Новый двигатель будет применяться как на новой ракете Vulcan компании ULA, так и на собственной ракете Blue Origin, которая называется New Glenn.

Огневые испытания метановых двигателей замкнутого цикла BE-4 начались еще в 2017 году, но затем Blue Origin столкнулась с некими трудностями. ULA до сих пор не получила двигатели для первой ракеты Vulcan, первый полет которой намечен на 2021 год, и около двух месяцев назад Тори Бруно подтвердил проблемы разработки BE-4, уточнив, что они связаны с турбонасосными агрегатами. Сама Blue Origin никак не комментировала эти проблемы.

Сейчас, по словам Бруно, фокус Blue Origin смещается с разработки двигателей на развертывание их производства. Это является хорошим знаком и указывает на то, что основные технические трудности уже решены.

Подробности

Опубликовано: 26.10.2020 11:37

Есть очень распространенная точка зрения – а распространена она как в России, так и за ее пределами – о том, что российская космическая отрасль полностью недееспособна. В статье про ПТК НП «Орел» я писал, что вряд ли кто-то вообще может правильно оценить реальные возможности Роскосмоса. Однако я попробую если не сделать это, то хотя бы пояснить, как я сам подхожу к этому вопросу.

Любая национальная космическая отрасль обладает определенным инженерно-техническим потенциалом. Он зависит от наличия необходимых технологий в этой стране, уровня развития смежных отраслей, опыта космической деятельности, от квалификации трудящихся в отрасли инженеров и рабочих. Так, российская космонавтика обладает значительным опытом, но потеряла квалифицированные кадры в1990-х и 2000-х годах. Качество проектирования ниже, чем в США, используемые технологии устарели. Возможности российской промышленности далеко не абсолютны: недостающие космонавтике электронику и другие комплектующие приходится импортировать.

Санкции отрезали российскую космонавтику от импорта. Они стали тяжелым ударом, но не смертельным. Постепенно западные комплектующие замещаются отечественными и китайскими. Само собой, по характеристикам новые комплектующие уступают западным, а значит, отставание российской космонавтики закрепляется.

Занижать технологический потенциал отрасли, впрочем, тоже не стоит. Технологическое отставание отличало и советскую космонавтику: ее первоначальные успехи были вызваны лишь наличием достаточном мощной ракеты Р-7. При этом, несмотря на отставание, СССР строил орбитальные станции и успешно запускал автоматические аппараты к Луне и Венере (а вот исследование Марса оказалось уже за пределом технологических возможностей страны).

Сейчас, для примера, российская навигационная система ГЛОНАСС значительно превосходит китайскую Beidou по точности определения координат, несмотря на то, что в Beidou в полтора раза больше спутников. И это не единственное достижение Роскосмоса.

В итоге, Роскосмос сохранил ракетные технологии и даже способен развивать их, все еще сохраняя заметное отставание от США и Европы. Для примера, теоретически, Россия могла бы построить свой аналог Falcon 9. Он получился бы менее совершенным, но, скорее всего, оказался бы дешевле оригинала за счет более дешевой рабочей силы. А вот с водородными технологиями ситуация хуже: Центр им. Хруничева получил финансирование на разработку кислородно-водородного разгонного блока около пяти лет назад, но результатов представить не смог. Впрочем, нельзя исключать, что находящийся в тяжелом финансовом кризисе, Центр просто потратил эти средства на операционные расходы.

Что можно сказать наверняка, так это то, что России не по силам создать инструменты для амбициозных астрономических проектов серии «Спектр». Реализовать их получится только в рамках партнерства с западными странами.

Для сравнения, технологические пределы американской космонавтики находятся на совсем ином уровне. Так, космическая обсерватория им. Вебба, запуск которой неоднократно переносился, судя по всему, находится на границе того, что может реализовать НАСА. Экспедиция на Марс американскому агентству и вовсе не по зубам, а вот Луна является вполне достижимой целью.

Роскосмос не умеет правильно оценивать свои технологические возможности. Результатом этого стали проекты, разработка которых продолжается долгие годы безо всякого заметного прогресса.

С другой стороны, отсутствие успехов в большинстве направлений не обязательно означает, что Роскосмосу они не по зубам. Результат работы Роскосмоса, как и НАСА, определяется не только национальным инженерно-техническим потенциалом. На него влияет много других факторов. Аналитики часто о них забывают, объясняя все проблемы технической неспособностью отрасли создать ту или иную технику.

Для примера, давайте вспомним историю американского пилотируемого корабля «Орион» (Orion). Контакт на разработку CEV Orion выиграла компания Lockheed Martin в 2006 году. Разработка велась в рамках лунной программы «Созвездие» (Constellation), которую Барак Обама, став президентом, благополучно закрыл в 2010 году. Новая президентская администрация инициировала переход к космической стратегии Flexible Path («Гибкий путь»). В период пересмотра стратегии работа над кораблем не могла не замедлиться. Однако «Орион» сумел выжить в этом процессе, потеряв приставку CEV в названии. Кроме того, изменение задач потребовало внесения изменений в его конструкцию.

Одновременно с этим, встал вопрос о продлении эксплуатации МКС после 2015 года. До этого срока Европейское космическое агентство оплачивало свою работу на станции запусками грузовых кораблей ATV. НАСА согласилось в качестве оплаты после 2015 года принять от ЕКА служебные модули для корабля «Орион», сделанные на основе корабля ATV. Таким образом, за разработку и производство служебного модуля американского корабля теперь отвечает Airbus D&S.

Разработка корабля «Орион» финансируется по схеме cost-plus, по которой заказчик (т. е. НАСА) оплачивает все дополнительные расходы, возникающие в процессе разработки. Из-за этого генеральный подрядчик (Lockheed Martin) больше заинтересован в долгосрочной разработке, которая приносит стабильный большой доход, а не в эксплуатации корабля.

Согласно первоначальной концепции лунных экспедиций времен программы «Созвездие», НАСА планировало использовать для запусков кораблей «Орион» огромную ракету Ares V («Арес-5») грузоподъемностью до 188 т (71 т к Луне). Из-за этого корабль, в отличие от своего предка «Аполлона», весьма ограничен в энергетических возможностях – проще говоря, он несет мало топлива.

На замену «Аресу-5» НАСА с 2011 года разрабатывает ракету SLS. Однако из-за того, что она может вывести только 70 т на низкую орбиту Земли (26 т к Луне), в современных планах НАСА экспедиция на поверхность Луны требует четырехпусковой схемы: помимо SLS необходимо использовать еще три тяжелых ракеты либо для запуска и дозаправки лунного модуля (предложение Dynetics), либо для запуска элементов лунного модуля по отдельности (Blue Origin).

И, наконец, чехарда с планами привела к тому, что расписания разработки корабля и ракеты для него не сошлись. Теоретически, «Орион» можно было запустить в космос и в 2020 году. Однако первая ракета SLS для него будет готова только к концу 2021 года. А первый полет с астронавтами на борту можно не ждать раньше 2023 года, т. е. срок от начала разработки до первой пилотируемой экспедиции составит 17 лет.

Если подвести итог, то получится, что разработка корабля «Орион» так сильно затянулась из-за частых пересмотров долгосрочной стратегии, политики (привлечение ЕКА), проблем с финансированием и ошибок планирования. Ровно те же проблемы оказывают свое негативное влияние на любую национальную космическую отрасль, включая и российскую. Но в России они выражены намного ярче из-за высокой централизации и крайне низкого качества управления в Роскосмосе.

Теперь давайте кратко вспомним историю корабля ПТК НП, который в первые годы даже называли Orionski из-за того, что слишком уж очевиден был источник вдохновения российских инженеров.

РКК «Энергия» выиграла контракт на создание корабля в 2009 году. Изначально корабль был околоземным, но в 2011 году он пережил полную смену концепции, превратившись в лунный. В 2013 году завершилась разработка технического проекта, но 2014 году рухнули мировые цены на нефть, оставив российский бюджет без валютных доходов, а российскую космонавтику – без финансирования. Еще одним следствием кризиса стала задержка в формировании новой Федеральной космической программы на 2016-2025 годы. Она была принята не в 2014 году, как планировалось, а только в 2016. И в эти два года неопределенности многие работы были поставлены на паузу.

За последние годы ключевых технические проблемы ПТК НП были решены, а значит, с технической точки зрения, он может быть построен. Вполне возможно, что корабль будет готов к летным испытаниям в 2023 году. Однако для этого необходимо вовремя построить и стартовую инфраструктуру для него и ракеты «Ангара» на космодроме Восточный. Кроме того, разработка сверхтяжелой ракеты не была начата в 2014 году из-за резкого сокращения федерального бюджета. В обозримой перспективе такая ракета не появится, а «Ангара-А5» годится только для проведения летных испытаний на орбите Земли. Следовательно, никто не может сказать, когда начнется эксплуатация ПТК НП и начнется ли она вообще.

Легко подметить, что проблемы, с которыми столкнулись проекты «Ориона» и ПТК НП, совершенно идентичны. И в обоих случаях они не были смертельными для проектов. Опасаться можно было лишь закрытия проектов по финансовым причинам или при радикальной смене стратегии. Однако космические проекты на поздних стадиях разработки набирают определенную инерцию, преодолеть которую становится сложно. Именно это уже более 10 лет защищает российскую ракету «Ангара», несмотря на то, что к ней накопилось множество претензий.

Если вы хотите понять, какое будущее ждет один из российских космических проектов, задайте себе последовательно три вопроса:

1. Может ли Роскосмос технически осилить этот проект? Например, для многоразовой ракеты среднего класса «Амур» ответ будет положительным. В ней нет каких-то недоступных технологий.

2. Выделено ли финансирование из бюджета на этот проект в достаточном объеме? Получает ли его подрядчик? Финансирование ракеты «Амур» в Федеральной космической программе не было заложено, т.е. дальше эскизного проекта она не продвинется, пока не будет принята новая программа. А это займет несколько лет.

3. Как далеко продвинулась разработка? Есть ли вероятность закрытия проекта в связи со сменой стратегии? Упомянутый выше «Амур» не прошел и второй этап, но все-таки рассмотрим его здесь. Разработка ракеты только началась. Сейчас это инициативный проект Роскосмоса, который может исчезнуть так же внезапно, как и появился. В какую-то долгосрочную стратегию он не вписан.

Таким образом, на появление «Амура» пока что особо надеяться не стоит.

Сам по себе факт растягивания сроков в Роскосмосе не обязательно означает, что он не может реализовать какой-то проект. Это просто результат общей неэффективности отрасли. И если этот проект не будет закрыт в связи со сменой планов, рано или поздно мы увидим результат. Для примера, «Луна-25» и другие автоматические станции не являются приоритетными и не финансируются должным образом, но шансы у них есть. А вот для постройки ядерного буксира научно-технического потенциала отрасли вряд ли хватит.

Подробности

Опубликовано: 22.10.2020 00:25

Подробности

Опубликовано: 21.10.2020 12:18

Программа CLPS (Commercial Lunar Payload Services, Коммерческая доставка грузов на Луну) была инициирована НАСА в 2018 году. Агентство пыталось поддержать частные компании, которые начали разрабатывать лунные посадочные аппараты в рамках провалившегося конкурса Google Lunar X-PRIZE. Однако более важной задачей для НАСА было и остается расширение исследований Луны автоматическими посадочными аппаратами. И сотрудничество с частными фирмами позволяет добиться этого сравнительно небольшой ценой.

Всего на программу CLPS американское космическое агентство планирует израсходовать до $2,6 млрд в течение 10 лет. Это не очень большая сумма, особенно если учесть, что зачастую реальные расходы НАСА по аналогичным программам оказываются ниже заявленного предела.

Первый этап распределения контрактов CLPS состоялся 31 мая 2019 года. Заказы на запуск малых автоматических станций на Луну получили три компании: OrbitBeyond (позднее отказалась от участия), Astrobotic и Intuitive Machines. Astrobotic планирует запустить свой посадочный аппарат Peregrine в июне 2021 года на ракете-носителе «Вулкан». Аппарат доставит в Озеро Смерти на Луне до 14 приборов НАСА, за что Astrobotic получит $79,5 млн. Техасская компания Intuitive Machines намерена запустить свою посадочную станцию Nova-C в октябре 2021 года на ракете Falcon 9. Посадка на Луну в Океане Бурь состоится через 6,5 суток после старта. Аппарат будет нести четыре научных прибора. Сумма контракта – $77 млн.

В апреле 2020 года контракт стоимостью $75,9 млн взамен OrbitBeyond получила компания из Калифорнии Masten Space Systems. Аппарат XL-1 доставит на поверхность Луны в интересах НАСА восемь приборов и малый луноход общей массой 80 кг. Отличительной особенностью лунохода, масса которого составит менее 14 кг, станет способность передвигаться быстро и на значительное расстояние по поверхности Луны. Запуск XL-1 запланирован на декабрь 2022 года.

16 октября 2020 года НАСА заключило еще один контракт с Intuitive Machines. На этот раз компания получит $47 млн за доставку на Луну в конце 2022 года прибора PRIME-1 (Экспериментальная установка по изучению ресурсов и добычи льда на полюсе Луны). Технологический комплекс PRIME-1 будет иметь массу 40 кг. Он включает в себя инфракрасный спектрометр и масс-спектрометр, предназначенные для обнаружения водяного льда на глубине до 1 м, и небольшую буровую установку. При помощи PRIME-1 НАСА планирует отработать аппаратуру, которая чуть позднее будет работать на тяжелом луноходе VIPER. И хотя сам луноход разработан в НАСА, его доставка на Луну будет поручена компании Astrobotic.

Таким образом, сейчас расписание запусков по программе CLPS выглядит следующим образом:

• Лето или осень 2021 года. Посадочный модуль Peregrine компании Astrobotic. Посадка в Озере Смерти.
• Октябрь 2021 года. Посадочный модуль Nova-C компании Intuitive Machines. Посадка в Океане Бурь.
• Декабрь 2022 года. Модуль XM-1 компании Masten Space. Посадка на южном полюсе Луны.
• Конец 2022 года. Посадочный модуль Nova-C с прибором PRIME-1. Посадка на южном полюсе Луны.
• Конец 2023 года. Посадочный модуль Griffin компании Astrobotic доставит на южный полюс луноход НАСА VIPER.