SpaceX определила причину аварии Starship и готовит его к десятому запуску

Новости МирТесен

В 2025 году все четыре запуска новой космической транспортной системы оказались неудачными, в отличие от 2024 года. Однако компания Илона Маска уверена, что смогла точно определить факторы, приведшие к последней аварии, и ожидает успешного старта. Успех этой миссии определит возможность первой высадки людей на Луну в XXI веке.

Ракета, регулярно совершавшая полеты и обладающая наибольшей мощностью за всю историю освоения космоса, могла доставить на Луну лишь несколько сотен килограммов груза на посадочном модуле, масса которого составляла 15-17 тонн (лунный модуль программы «Аполлон»). В противоположность этому, посадочный модуль от SpaceX, предназначенный для полета на Луну, должен обеспечивать доставку полезной нагрузки весом 200 тонн, что в несколько сотен раз превышает показатели предыдущей системы. Следовательно, энергетический потенциал такой системы должен быть в сотни раз выше, чем у транспортной системы, состоящей из ракеты «Сатурн-V» фон Брауна, корабля «Аполлон» и лунных модулей, разработанных в 1960-1970-х годах. Это, с одной стороны, значительно увеличивает возможности изучения естественного спутника Земли. С другой стороны, это предполагает проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ беспрецедентного масштаба и сложности при создании Starship.

В 2024 году испытания проходили успешно (каждый последующий запуск был лучше предыдущего), однако 2025 год принес иные результаты. Вторая ступень ракеты, также обозначаемая как Starship, начала разрушаться на тех фазах выведения, где в прошлом году все проходило штатно. Более того, причины этих разрушений оставались невыясненными.

SpaceX опубликовала у себя на сайте изложение причин случившегося, и оно неожиданно проще, чем ожидали многие отраслевые наблюдатели. Инженеры компании утверждают, что причиной взрывов были не проблемы двигателей, а дефекты системы наддува ракетных топливных баков второй ступени Starship.

Система наддува в ракетных установках предназначена для поддержания стабильного избыточного давления в баках с топливом. Если система наддува не функционирует, подача топлива в жидкостные ракетные двигатели Raptor будет нарушена. В частности, при ускорениях, маневрах или в условиях невесомости давление на входе в двигатель может значительно изменяться, что может привести к утечке топлива из трубопроводов, ведущих к двигателю или от него. Также существует риск возникновения кавитации – образования пузырьков газа в метане и кислороде, поступающих к двигателю в жидкой форме. Подобные пузырьки способны вызвать повреждение различных компонентов двигательной системы.

В ранних ракетах космической эры для наддува топливных баков применяли азот (как в ракете Р-7 и ее современных модификациях, используемых Россией для вывода в космос людей) или гелий (для ракет с водородным топливом). Однако подобное решение требует наличия отдельного резервуара с инертным газом, что усложняет конструкцию и уменьшает полезный объем топлива. В связи с этим Starship использует совершенно иную технологию: испарение части топлива (метана и кислорода) для создания газа, используемого для наддува баков с жидким топливом. Данная схема имеет потенциальную проблему: в определенных ситуациях газ наддува может конденсироваться обратно в жидкость, что приведет к падению давления в баках и последующим неисправностям, включая кавитацию.

SpaceX определила причиной произошедшей аварии дефект компонента системы наддува, находящегося в передней части основного метанового бака Starship. Этот элемент, предназначенный для возврата газифицированного топлива в баки, вышел из строя спустя несколько минут после старта. После этого датчики зарегистрировали снижение давления в основном метановом баке и увеличение давления в носовой части корабля, расположенной над баком. Скорее всего, газифицированное топливо, вместо того чтобы остаться в баке, оказалось в пространстве над ним, поскольку компонент подачи газов прекратил направлять газ в требуемом направлении.

Starship предпринял попытку компенсировать снижение давления в главном баке и продолжить работу двигателей согласно установленному плану. Однако утечка из носовой части и возрастающая потеря топлива из магистралей «перегрузили» систему управления ориентацией Starship. В этот момент автоматика корабля инициировала сброс всего оставшегося топлива в открытый космос, чтобы предотвратить мощный взрыв во время снижения. Таким образом, завершился и этот испытательный полет.

По имеющимся данным, компании удалось воспроизвести данную ошибку в ходе наземных испытаний. Впоследствии конструкция системы наддува была изменена для предотвращения недостаточного поступления наддувных газов в топливный бак. Проведенное расследование было признано удовлетворительным для американских властей, а именно для Федерального управления гражданской авиации (FAA). В результате SpaceX получила одобрение на проведение десятого запуска своего корабля, запланированного на 24 августа 2025 года.

В ходе предстоящего полета планируется новая попытка вывода в космос макета полезной нагрузки для Starship, а также мониторинг состояния обеих ступеней при их спуске. Вторая ступень будет возвращена в район стартовой площадки, чтобы провести ее детальное изучение после приземления. Это необходимо для совершенствования теплозащиты второй ступени. Возврат первой ступени Super Heavy B16 к башне Mechazilla не предусмотрен, вместо этого будет осуществлена попытка мягкой посадки в специальном заливе. Для этого первая ступень B16 должна будет зависнуть над водой практически неподвижно перед тем, как совершить посадку. Также будет предпринята попытка вывода на орбиту восьми крупногабаритных макетов спутников Starlink V3