Многократное использование носителей: особенности конструкции первой ступени ракет-носителей для повторных космических полетов

Новости МирТесен

Благодаря деятельности частной организации SpaceX космические миссии стали обыденностью: запуски ракет происходят практически еженедельно. Значительную роль в поддержании такой интенсивности играет инновационная система многоразового применения первых ступеней. Одна из них недавно достигла значимой отметки – она совершила десять посадок. Изображения ускорителя на плавучей платформе для приземления ярко показывают, что опытного экземпляра можно узнать по характерным следам после прохождения через атмосферу.

Множество снимков, поразивших воображение, были сделаны наблюдателями и любителями космонавтики, которые с нетерпением ждали возвращения дрона-баржи Just Read the Instructionsкоторые с нетерпением ждали возвращения плавучей платформы. Когда на линии горизонта стали виднеться очертания ступеней длиной 40 метров, B1051, восторг зрителей был неописуем – это свидетельствовало об успешном завершении полета для опытного ускорителя.

Через определенный промежуток времени объединение буксира и плавучей платформы для посадки первой ступени достигло причала , SpaceX в порту Канаверал. Там ее сгрузили и незамедлительно начали готовить к транспортировке на производственную площадку для обследования и обслуживания перед дальнейшими запусками.

Ускоритель с серийным номером B1051— это шестая ступень наиболее современной версии ракеты , Falcon 9 Block 5. Завод компании SpaceX изготовил ее на рубеже 2018-2019 годов, и с тех пор она летала, а затем возвращалась на Землю уже десять раз:

• отправила космический корабль Crew Dragon в испытательную беспилотную миссию Demo-1 к МКС 2 марта 2019 года;
• Запустила три аппарата для дистанционного исследования Земли, происхождение которых – Канада RADARSAT на солнечно-синхронную орбиту (ССО) 12 июня 2019 года;
• шесть раз доставляла на низкую опорную орбиту (НОО) по 60 спутников группировки Starlink — 29 января, 22 апреля, 18 октября 2020 года и 20 января, 14 марта и 9 мая 2021 года;
• 7 августа 2020 года вывела на НОО 57 спутников Starlink и два спутника ДЗЗ частной аэрокосмической компании Spaceflight Industries (BlackSky Global 7 и 8);
• и даже совершила запуск на геостационарную орбиту (ГПО) 13 декабря 2020 года – это более сложная операция с точки зрения возвращения ступени, поскольку туда был выведен телекоммуникационный спутник принадлежащей компании SiriusXM.

Вот так B1051 выглядела до десятого полета:

Несмотря на признаки эксплуатации, аппарат по-прежнему способен к функционированию. B1051Он прибыл в гавань 12 мая, практически одновременно с другим подобным устройством. B1049. Эта ступень практически не уступает опытному образцу — она совершила девять успешных полеты. Также на той неделе пирс SpaceX принял обе створки обтекателя, использованные в полете 9 мая и успешно выловленные из океана судном Shelia Bordelon.

Глядя на столь сильно закопченную ракету — на ней теперь даже логотипы Falcon 9 и SpaceX можно различить только вблизи, — возникает вопрос: почему ее не отмывают перед повторным запуском? Причин две — и они взаимосвязаны. Во-первых, копоть и потемнение краски никак не мешают эксплуатации ступени или ее послеполетному обслуживанию.

В частности, удаление следов входа в атмосферу представляет собой сложную задачу. Илон Маск однажды объяснялзаметил, что при возвращении в нижние слои воздуха на внешней оболочке ускорителя образуются не только отложения сажи из двигателей. Он не уточнил детали, лишь подчеркнул невозможность их удаления. Вероятно, потемнение краски вызвано воздействием высоких температур. Таким образом, для обновления внешнего вида ступени потребуется полная перекраска.

А так — после него:

Примечательно, что по характерным признакам нагара можно безошибочно распознать ракетный блок. Кроме того, это позволяет установить факт его повторного использования. Однако стоит ли ожидать, что подобные простые и легко проверяемые детали убедят сторонников теорий заговора?

Насчет будущего B1051По всей видимости, ступень продолжит совершать полеты, причем неоднократно. Показатель в десять миссий был указан лишь для обозначения значительного этапа эксплуатации. После достижения этого порога циклов работы ускоритель может нуждаться в капитальном ремонте перед последующим запуском. Вдобавок к этому, SpaceX планирует внимательно изучить ступень-ветерана, чтобы получить больше данных о возможностях Falcon 9 по многоразовому использованию.