Ракета SpaceX Starship только что совершила большой скачок на орбиту с последним успехом в испытаниях

Ракета SpaceX Starship только что совершила большой скачок на орбиту с последним успехом в испытаниях

Полномасштабная ракета «Звездолет» впервые прошла критическое испытание, убедительно полагая, что ракета-носитель следующего поколения может быть гораздо ближе к орбитальной готовности, чем многие могут себе представить.

Чтобы было ясно, огромный объем работы остается, прежде чем Starship можно будет считать где-либо близким к его первым орбитальным полетным испытаниям, не последним из которых является изготовление и сборка первых массивных сверхтяжелых бустеров. Тем не менее, после последнего успешного теста Starship SN4 9 мая, трудно увидеть какие-либо очевидные демонстрационные ходы, с которыми невозможно справиться, используя довольно обычное тестирование и итеративный прогресс, а также время и деньги. В программе, безусловно, есть место для улучшений, но SpaceX эффективно продемонстрировал, что наибольшие практические опасения относительно его подхода к Starship — спорные.

Захваченный 9 и 10 мая местным жителем и фотографом Мэри (bocachicagal) с помощью NASASpaceflight.com, SpaceX работал около двух дней, чтобы перенастроить свой четвертый полномасштабный прототип Starship после двух успешных статических пожаров двигателя Raptor и подготовить его к другой вид теста. Эта работа в основном включает удаление сказала Raptor и заменив его на стенде гидравлического домкрата, используемом для имитации тяги 1-3 двигателей фактически не нуждаясь выполнить тест статического огня, дополнительно позволяя SpaceX моделировать более длительные операции двигателя, чем спартанский тест аутогенного выжить. Около 9 вечера по CDT 9 мая (02:00 UTC, 10 мая) начался последний судебный процесс над Starship SN4.

Известный как испытание на криогенное давление и нагрузку, он отличался от предыдущих «испытаний на криогенную защиту», завершившихся 26 апреля, в ходе которых Starship был полностью загружен жидким азотом (более чем в два раза холоднее, чем сухой лед), и давление в нем было чуть ниже 5 бар (~ 70 фунтов на кв. Дюйм), и напряженный с гидравлическими поршнями. Примерно через неделю, после установки двигателя Raptor на полномасштабном прототипе Starship, 5-го мая Starship SN4 запустил указанный двигатель — еще одно историческое событие для ракеты-носителя следующего поколения. Спустя 30 часов SpaceX провела еще одну репетицию мокрой одежды (WDR) с жидким метаном и кислородом и снова запустила двигатель Raptor от Starship.

После примерно 48 часов реконфигурации SpaceX перешел к более серьезному криогенному тесту. Как отметил генеральный директор компании Илон Маск, 4,9 бар, достигнутые ранее ракетой, были приняты как достаточные для проведения статического огневого испытания Raptor и, возможно, достаточно для летного испытания на малых высотах при малых высотах до ~ 150 м (500 футов). Однако для орбитального полета Звездолет должен выдерживать минимум 6 бар (~ 90 фунтов на квадратный дюйм), в то время как 8,5 бар (125 фунтов на квадратный дюйм) предпочтительнее, чтобы обеспечить ракете коэффициент безопасности 1,4x, оптимальный для полета человека в космос.

На этот раз SpaceX — успешно собрав данные двух статических испытаний на огнестойкость и нескольких репетиций с мокрой одеждой — был готов рискнуть Starship SN4 и поднял давление до 7,5 бар (~ 110 фунтов на кв. Дюйм). В то время как ~ 12% не соответствует минимальным стандартам полета человека в космос, Starship SN4 успешно достиг и поддерживал 7,5 бар, в то время как корабль испытывал гидравлические удары, чтобы имитировать тягу трех двигателей Raptor, все из которых он выжил в полном объеме. Однако то, что предлагает 7,5 бар, — это коэффициент безопасности в 1,25 раза — на высшем уровне стандартов аэрокосмической промышленности для неуправляемых космических полетов на орбите (т. Е. Запуск грузов / спутников).

Если Starship сможет надежно выдерживать давление в танке до 7,5 бар, структура корабля будет фактически готова к орбитальному полету. (SpaceX)

Готовы к орбите?

Технически это означает, что — в ожидании большого количества дополнительных испытаний и проверок с различными серийными прототипами и (вероятно) более высокими давлениями — конструкция из нержавеющей стали Starship эффективно подходит для незапущенных орбитальных пусков. Конечно, реальность намного сложнее. Чтобы фактически выполнять и выживать на орбитальных полетах, SpaceX сначала нужно будет сконструировать и аналогичным образом квалифицировать первые сверхтяжелые ускорители и обеспечить, чтобы эти беспрецедентно большие ракеты могли выжить и выдержать ~ 20-30 двигателей Raptor, запускаемых одновременно.

Количество Raptor в Super Heavy было уменьшено до 31 двигателя, но это количество по-прежнему даст ему большую часть любого ракетного ускорителя в истории. (SpaceX)

Помимо Super Heavy, неизвестно, начал ли SpaceX испытывать двигатели Raptor на время, которое им нужно будет сжечь для запуска космических кораблей на орбиту (TBD; вероятно, 5-10 минут непрерывной работы). Вдобавок к этому SpaceX также необходимо построить, протестировать и квалифицировать родного брата Raptor с оптимизированным вакуумом, чтобы дополнить меньшую, менее эффективную форсунку уровня моря. Тем не менее, Маск уже показал, что RaptorVac может быть в считанные недели с момента его первой разработки статического огня и ракетного двигателя — хотя и невероятно сложным — это больше известное количество для SpaceX.

Возможно, самым важным неизвестным является то, использовали ли недавние WDR и статические пожары SpaceX в мае 2020 года автогенное повышение давления, более эффективный метод повышения давления в ракетах с использованием горячего газа, генерируемого их собственными двигателями. Весьма вероятно, что SpaceX автоматически оказывал давление на Starship SN4 для своих недавних тестов, но если бы это было не так, это было бы большим источником неопределенности графика без существенной работы по перепроектированию.

В конечном счете, SpaceX, похоже, доказал, что ракеты орбитального класса могут быть дешево изготовлены из товарной стали на необычайно спартанских производственных мощностях. Многие, многие проблемы остаются, но самая большая неопределенность и препятствие, стоящие перед программой SpaceX Starship, и амбиции уже на пути к полной остановке.

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *