Взгляд на новый звездолет Илона Маска: детали конструкции

Новости МирТесен

Компания Илона Маска начала работу над космическим аппаратом еще в 2012 году, и этот проект может кардинально преобразить сферу освоения околоземного пространства. Проект Starship задуман как многоразовая транспортная система, предназначенная для доставки до сотни людей на Марс за один рейс.

Ключевым принципом, определяющим деятельность частной космической компании Илона Маска SpaceX, является стремление сделать человечество «многопланетным видом». Это решение частично обусловлено экзистенциальными рисками, например, возможностью столкновения Земли с астероидами, способными привести к полному уничтожению жизни и людей. Освоение других планет позволит диверсифицировать риски, и в случае серьезного катаклизма на Земле, человеческая цивилизация сможет продолжить существование. В 2016 году предприниматель поделился своими соображениями на международной конференции в Мексике: «История пойдет по двум сценариям. Один из них – мы останемся на Земле навсегда, и тогда произойдет окончательное вымирание. Или есть альтернатива – мы станем космической цивилизацией, и я надеюсь, вы со мной согласны, что это наиболее перспективный путь».

Маск неоднократно заявлял о своей мечте – создании городов на Марсе. По его мнению, для достижения самодостаточности поселениям потребуется значительное количество людей. Для осуществления этой мечты необходимо транспортное средство, отвечающее соответствующим требованиям. Звездолет Starship, представляющий собой комбинацию ракеты и космического корабля, способен доставить более ста человек за один полет на Красную планету. Эта система разработана с возможностью полного повторного использования: основные компоненты не утилизируются в атмосфере и не теряются в океане, как это происходит с некоторыми другими системами запуска, а возвращаются из космоса. После этого их можно восстановить и снова использовать, что позволит сократить общую стоимость проекта.

Приглядимся внимательно к звездолету

При старте космический корабль Starship будет установлен на сверхтяжелой ракете-носителе Super Heavy. Объединенная конструкция достигнет высоты 120 метров. Для сравнения, американская сверхтяжелая ракета-носитель «Сатурн-5», использовавшаяся для пилотируемой высадки на Луну, была немного ниже – 110,6 метра. Следовательно, Starship станет самой крупной ракетой в истории американской космонавтики.

Космический корабль, достигающий в длину 50 метров, с носовой частью и стабилизаторами ракетного ускорителя, изготовленными из нержавеющей стали, визуально напоминает ракетные корабли, популярные в научной фантастике золотого века. В нижней части корабля расположены шесть высокоэффективных двигателей Raptor, которые были разработаны компанией SpaceX в течение десяти лет. Топливо сгорает поэтапно, а конструкция двигателя позволяет минимизировать потери топлива.

Топливные баки находятся ближе к центральной части корабля. Они обеспечивают двигатели жидким метаном (СН4) и жидким кислородом (О2). Метан выступает в роли основного топлива, а кислород выполняет функцию окислителя – вещества, необходимого для горения топлива. Такая комбинация получила название methalox. Использование этого топлива нетипично для ракетных двигателей, однако метан способен обеспечивать высокую тягу. Кроме того, это обоснованный выбор, учитывая планы Маска, связанные с колонизацией Марса. Основатель SpaceX заявляет, что CH4 можно производить из марсианской подземной воды и атмосферного углекислого газа (CO2) посредством химической реакции, известной как реакция Сабатье. Использование марсианских ресурсов для заправки Starship перед возвращением на Землю обеспечило бы высокую степень самообеспеченности, сделав межпланетные перелеты более реалистичными и экономически выгодными.

В верхней части космического корабля, иногда обозначаемой как разгонный блок, находится просторный грузовой отсек, предназначенный для транспортировки крупных грузов или людей к пунктам назначения в дальнем космосе.

Обтекатель полезной нагрузки Starship имеет диаметр девять метров и высоту 18 метров, что обеспечивает наибольший объем для полезной нагрузки среди всех существующих или разрабатываемых космических аппаратов. Он предназначен для перевозки как экипажа, так и грузов. Для длительных перелетов на Марс и обратно, которые могут занять до девяти месяцев в одну сторону, Илон Маск планирует установить около 40 кают в зоне полезной нагрузки, вблизи передней части разгонного блока. «В каждой каюте может разместиться пять-шесть человек, если необходимо обеспечить плотное размещение, – отмечал Маск. – Однако, скорее всего, мы ожидаем увидеть по два-три человека в кабине, что позволит разместить около 100 человек для полета на Марс». В отсеке полезной нагрузки также будут расположены общие и складские помещения, камбуз и укрытие, где люди смогут собираться для защиты от солнечных бурь, когда наше светило выбрасывает потоки электронов, протонов и других заряженных частиц с повышенной интенсивностью.

Общая зона представляет собой просторный зал с большим окном в передней части обтекателя и небольшими иллюминаторами по всему периметру помещения, позволяющими членам команды наблюдать за космическим пространством вокруг Starship. Ниже общего зала находится тренажерный зал – спортивное помещение, оснащенное разнообразными устройствами для физических упражнений, преимущественно беговыми дорожками, чтобы экипаж мог поддерживать необходимый уровень физической подготовки во время полета. На следующем уровне расположены индивидуальные жилые отсеки (каюты) членов команды. Илон Маск заявлял о наличии 40 помещений, в которых будет проживать по два-три человека, однако существует альтернативный план размещения с использованием 50 отдельных изолированных кают. В небольшом личном пространстве участник экспедиции может как лежать, так и сидеть – кровать легко трансформируется в кресло и обратно. Каждая каюта оснащена компьютером для просмотра видеоматериалов, записи сообщений и отправки их на Землю. Под жилыми помещениями находится комната, предназначенная для сбора экипажа при возникновении активных солнечных вспышек, о которых заранее предупредит бортовой компьютер. Подобное помещение уже существует на Международной космической станции. В этом же отсеке расположены санитарные комнаты. Все помещения соединены вертикальным шахтом с лестницами, которые позволяют экипажу перемещаться между уровнями звездолета в условиях невесомости. Под помещением для гигиенических процедур находится уровень негерметичного хранения, аккумуляторы и другие вспомогательные отсеки, информация о которых отсутствует на презентациях SpaceX.

Рассмотрим первую ступень – или сверхтяжелую ракету-носитель Super Heavy длиной 70 метров, которая будет заполнена 3400 тоннами охлажденного methalox. Она оборудована примерно 28 двигателями Raptor (эта спецификация неоднократно изменялась), обеспечивающими максимальную тягу около 72 меганьютонов.

Предполагается, что она сможет вывести на низкую орбиту Земли не менее 100 тонн полезного груза, а возможно и до 150 тонн.

Для чего хотят использовать Starship

Starship может внести вклад в программу NASA «Артемида», целью которой является создание постоянной базы человека на Луне. В прошлом году SpaceX получила от Национального космического агентства США 135 миллионов долларов на разработку конструкции звездолета для использования его в качестве лунного посадочного модуля.

Модификация Starship, разработанная для миссий по программе «Артемида», не будет оснащена теплозащитой и механизмами управления полетом, которые обычно требуются при возвращении на Землю. Вместо этого космический корабль станет платформой для многократных перелетов между лунной околоземной станцией и поверхностью Луны.

Грузовая Starship оснащена отсеком для полезной нагрузки, который открывается подобно пасти крокодила. Такая конструкция позволит использовать ее для вывода на орбиту спутники. В SpaceX полагают, что значительная грузоподъемность откроет возможности для новых роботизированных научных миссий, в том числе для размещения телескопов большего размера, таких как обсерватория имени Джеймса Уэбба – потенциальный преемник «Хаббла». Такая система также может быть использована для организации высокоскоростных перелетов между различными точками на Земле.

Илон Маск заявляет о перспективе использования Starship в будущем для доставки людей к объектам, расположенным в отдаленных областях Солнечной системы, включая газовые планеты вроде Юпитера. Однако это остается задачей долгосрочного планирования.