С 2012 года корпорация Илона Маска разрабатывает космический корабль Starship, который может изменить отрасль космонавтики. Корабль должен стать многоразовой транспортной системой, способной доставить до ста человек на Марс.
Основополагающим принципом частной космической компании Илона Маска SpaceX заявлена цель сделать человечество многопланетным видом. Это отчасти мотивировано экзистенциальными угрозами, такими как столкновение Земли с астероидами, способными полностью уничтожить жизнь и людей. Заселение других планет поместило бы часть ресурсов в другие корзины, и человеческая цивилизация смогла бы выжить, если бы на Земле случился серьезный катаклизм. В 2016 году предприниматель изложил свое мнение по этому поводу на международной конференции в Мексике: «История будет раздваиваться по двум направлениям. Один путь – мы останемся на Земле навсегда, и тогда произойдет какое-то окончательное вымирание. Либо есть альтернатива – стать космической цивилизацией, и я надеюсь, что вы согласитесь, что это наиболее верный путь».
Илон Маск неоднократно заявлял о желании основать города на Марсе, полагая, что для достижения самодостаточности поселениям потребуется много жителей. Его мечте соответствует космический корабль Starship – комбинация ракеты и корабля, способная перевозить более ста человек на Красную планету за один раз. Система построена по принципу полного повторного использования: главные части возвращаются из космоса, ремонтируются и снова используются для полета, что снижает общую стоимость проекта.
Приглядимся внимательно к звездолету
При запуске космический корабль Starship будет крепиться на сверхтяжелом ракетном носителе Super Heavy. Вместе высота системы достигнет 120 метров. Для сравнения: американская сверхтяжелая ракета-носитель «Сатурн-5», применявшаяся для пилотируемой посадки на Луну, была немного короче – 110,6 метра. В этом случае Starship станет самой большой ракетой в истории американской космонавтики.
Космический корабль длиной 50 метров с носовой частью и стабилизаторами ракетного ускорителя из нержавеющей стали напоминает корабли из золотого века научной фантастики. В его нижней части – шесть высокоэффективных двигателей Raptor, разработанных компанией SpaceX за десятилетие. Топливо сгорает поэтапно, а конструкция двигателя сокращает расход топлива.
Ближе к середине корабля расположены топливные баки, питающие двигатели жидким метаном (СН4) и жидким кислородом (О2). Метан – основное топливо, а кислород действует как окислитель – химическое вещество, заставляющее топливо гореть. Эта комбинация получила название methalox. Выбор топлива необычен для ракетных двигателей, но метан способен генерировать большую тягу. К тому же это разумный выбор в свете планов Маска, связанных с Марсом. Основатель SpaceX говорит, что CH4 можно синтезировать из марсианской подземной воды и атмосферного углекислого газа (CO2) с помощью химического процесса, известного как реакция Сабатье. Заправка Starship для возвращения на Землю с использованием марсианских ресурсов предоставила бы уровень самообеспеченности, сделав путешествия более осуществимыми и экономически эффективными.
Верхняя часть космического корабля, её именуют верхней ступенью, вмещает большой отсек для полезной нагрузки, предназначенный для транспортировки больших грузов или людей в дальний космос.
Диаметр обтекателя полезной нагрузки Starship составляет девять метров, высота — 18 метров. Это обеспечивает наибольший объем полезной нагрузки среди существующих и разрабатываемых космических кораблей. Обтекатель может использоваться как для экипажа, так и для груза. Для полетов на Марс и обратно, которые могут длиться до девяти месяцев в одну сторону, Маск планирует установить около 40 кабин в зоне полезной нагрузки рядом с передней частью разгонного блока. «В каждой каюте поместится пять-шесть человек, если люди согласны жить тесно, — говорил Маск. – Но я думаю, в основном мы ожидаем видеть по два-три человека в кабине, поэтому номинально около 100 человек для полета на Марс». В отсеке полезной нагрузки также разместятся общие и складские помещения, камбуз и укрытие, где люди могли бы собираться во время солнечных бурь, когда солнце изрыгает потоки электронов, протонов и других заряженных частиц с удвоенной энергией.
Большой зал с полноразмерным окном в носовой части обтекателя и обзорными иллюминаторами по периметру предназначен для общего пользования экипажа Starship. Под залом находится гимназий с тренажерами, в основном беговыми дорожками. На следующем уровне размещаются каюты экипажа – 40 помещений с двумя-тремя местами или 50 изолированных отсеков. В каждой каюте есть кровать-кресло, компьютер для просмотра видео и связи с Землей. Ниже кают расположена комната для сбора при солнечных вспышках и уборные. Отсеки соединены вертикальной шахтой с лестницами для перемещения в невесомости. Под помещением с уборными находятся негерметичное хранилище, аккумуляторы и служебные помещения.
Будем рассматривать первую ступень, или сверхтяжелый ракетно-носитель Super Heavy высотой 70 метров. Его заполнят примерно 3400 тоннами охлажденного метанола и жидкого кислорода. Оснастят около 28 двигателями Raptor, обеспечивающими максимальную тягу около 72 меганьютонов (эта спецификация несколько раз менялась).
Ожидается, что ракета сможет доставить на низкую околоземную орбиту не менее ста тонн полезной нагрузки, а может быть, и до 150 тонн.
Для чего хотят использовать Starship
Корабль «Старшип» может принять участие в программе NASA «Артемида», которая ставит цель долгосрочного пребывания человека на Луне. В прошлом году SpaceX получило от Национального космического агентства США 135 миллионов долларов для разработки конструкции звездолета с целью его использования в качестве лунного спускаемого аппарата с экипажем.
Версия корабля, разработанная для полетов по проекту «Артемида», лишена теплозащитного экрана и закрылков, необходимых для возвращения на Землю. Система доставки человека Starship после первоначального запуска с Земли останется в космосе для многократных полетов между лунной орбитой и поверхностью спутника нашей планеты.
Грузовая версия Starship оснащена отсеком полезной нагрузки, открывающимся подобно пасти крокодила, что позволяет запускать спутники. SpaceX полагает, что большая грузоподъемность предоставит возможности для новых типов роботизированных научных миссий, таких как телескопы большего размера, чем обсерватория имени Джеймса Уэбба, которая станет преемником «Хаббла». Использование системы возможно даже для быстрого перемещения между разными точками Земли.
По словам Илона Маска, Starship предназначен для доставки людей на различные объекты во «большой Солнечной системе», в том числе на газовых гигантов, таких как Юпитер. Это планируется осуществить в будущем.