SpaceX: Космическая компания Илона Маска. Разбор
Представьте, что вы просыпаетесь в Москве рано утром, спокойно собираете чемодан, выезжаете в аэропорт, проходите контроль, садитесь в самолет и уже через полчаса вы можете приземлиться где-то около Лос-Анджелеса. То есть часа через четыре после вашего утреннего кофе уже можно прогуляться вдоль бульвара Голливуд. Скажете нереально?
А мы вам скажем, что в скором будущем такое может стать реальностью только вместо аэропорта будет космопорт, а вместо самолета будет ракета Starship, разрабатываемая компанией SpaceX.
Сегодня мы с вами еще раз погрузимся в один из проектов Илона Маска и расскажем вам о тех невероятных технологиях, которые уже используются компанией, объясним почему именно SpaceX кардинально изменила правила игры в космосе и почему к каждому из нас сейчас космос гораздо ближе чем когда-либо до этого.
Устраивайтесь поудобнее, наливайте чай и сейчас мы погрузимся в мир космических технологий.
История
В 2002 году Илон Маск за 1,5 миллиарда долларов продает платёжный сервис PayPal компании eBay. Так как Илону принадлежало около 11 процентов акций, то с продажи он получает около 180 миллионов долларов. Большинство этих денег он вкладывает в компанию, которую основал в мае того же года — маленький космический стартап SpaceX.
Кто бы мог подумать, что человек, танцующий с маракасами в небольшой компании людей, в 2020 году станет самым богатым человеком планеты, а его космическая компания разрастется до 8 тысяч сотрудников и будет лидером по запускам в космос. Но это я забегаю вперед.
В 2002 году же Илон почти ничего не знал о ракетостроении и даже несколько раз ездил в Россию! Вы не поверите — он пытался покупать наши ракеты, но не классические Союзы или Протоны, а баллистические ракеты Днепр. Да — те самые ракеты, которые по задумке должны были превратить кое-что в радиоактивный пепел.
Маск хотел купить списанные ракеты, дешево, чтобы дать таким образом своей компании начальный импульс и научиться на примере этих ракет, как можно было бы создавать свои собственные.
Однако в начале нулевых на амбициозного американца посмотрели как на сумасшедшего и заломили ему такую цену, что он решил полностью отказаться от этой идеи и сосредоточиться на разработке своей собственной ракеты.
Маск посчитал, что стоимость материалов, из которых создана ракета, это всего лишь 3% от общей стоимости ее производства и что, если сосредоточиться на полном цикле производства ракет, то можно сильно сэкономить.
Именно так и началась история создания первой ракеты компании под названием Falcon 1, название которой, кстати, является отсылкой к соколу тысячилетия. А идея о самостоятельном производстве всех компонентов ракет и снижении стоимости запусков, впоследствии привела к тому, что SpaceX научились сажать первую ступень своих ракет и полностью изменили рынок космических запусков.
Falcon 1, почти банкротство и начало пути
Надо понимать, что ракета Falcon 1 была всего лишь третьей частной ракетой в истории мировой космонавтики.
Это сейчас мы смотрим на множество успешных космических стартапов, таких как Blue Origin, Virgin Galactics или RocketLab.
В начале нулевых же создание, даже небольшой, но полностью частной ракеты считалось чем-то из разряда научной фантастики. В то время отлично летал Space Shuttle, каждый запуск которого стоил от 600 миллионов долларов и никто не мог подумать о том, что кто-то может сделать запуски? основываясь на частных инвестициях.
Тем интереснее смотрится сейчас тот факт, что SpaceX действительно с нуля спроектировала, построила, и уже в 2006 году запустила свою первую ракету Falcon 1.
Запустила, то запустила, но пуск оказался неудачный. Так же как и второй и третий пуски компании…
Всего же было произведено пять запусков этой малышки, из которых три было неудачных.
Статистика, мягко говоря, так себе, но разработка этой ракеты стала бесценным опытом, который лег в основу их следующего проекта, ракеты Falcon 9!
В частности я тут говорю о жидкостных двигателях серии Мерлин, работающих на смеси керосина и кислорода. Именно они и являются сейчас основой ракеты Falcon 9 и Falcon Heavy.
Важно упомянуть, что в этот период компания выигрывает грант NASA в размере 400 миллионов долларов на разработку более тяжелой ракеты для доставки грузов и возможно людей на МКС, только этот грант был разделен на 40 этапов до 2012 года, так что это просто небольшая помощь от американского космического агентства.
2008 год же стал переломным для компании. Неудачные запуски, экономический кризис и другая компания — Tesla, которая отнимала почти все деньги Илона Маска.
Маск даже был вынужден занимать у друзей деньги в долг, чтобы платить за свою квартиру, так как все его деньги были инвестированы в Tesla и SpaceX!
Но далее последовал успешный четвертый пуск, который смог доставить на орбиту груз и спасительный звонок от NASA в конце года, что они выиграли финансирование на 1,5 миллиарда долларов. Сам Маск же потом признался, что если бы четвёртый пуск оказался неудачным, то компания бы обанкротилась и ничего бы не было.
Falcon 9
Так начинается история ракеты Falcon 9, которая полностью изменила современную космонавтику.
Первый пуск новой тяжелой ракеты компании состоялся в 2010 году. Первая версия ракеты осуществила пять пусков за три года. И позволила доказать инвесторам и NASA, что компании можно доверять пуски спутников и начать подготовку тестовых запусков для отработки доставки грузов на Международную Космическую Станцию.
И уже в 2012 году была отработана доставка грузов снабжения и научного оборудования.
В принципе, каждый новый пуск позволяет компании отрабатывать и тестировать новые функции своих ракет.
Например, при переходе от первой персии Falcon 9 к версии 1.1 было изменено расположение двигателей. Это упрощало сборку первой ступени ракеты.
Параллельно с этим компания и Маск в частности продолжали исследовать возможность, которая бы снизила стоимость каждого запуска, а именно возврат первой ступени, то есть ее мягкая посадка и повторное использование на других запусках.
Вы спросите — зачем вообще это надо и насколько большая экономия получается?
Стоимость запуска ракеты сейчас составляет около 62 миллионов долларов, из которых первая ступень стоит около 40! То есть выходит экономия около 60% стоимости всего запуска! И это выгодно абсолютно всем — и компании, и потребителям!
Подробнее о стоимости есть видео на канале наших друзей Альфацентавра. В своём ролике они отвечают на главный вопрос — зачем возвращать первую ступень.
С конца 2013 года они начали отрабатывать посадку на Землю, а также мягкое приземление, а точнее приводнение, ступеней на воду.
И вот в 2015 году компания успешно сажает первый раз в истории первую ступень ракеты на землю. А в Апреле 2016 года они успешно посадили ракету на автономную посадочную платформу в Атлантическом Океане. Это сумасшедшая по сложности задача — сам Илон говорил, что это все равно что попасть карандашом в маленькую монетку, сбросив его с небоскрёба Эмпайр Стейт Билдинг.
Для этого при посадке ракета сначала замедляется включением трех двигателей при входе в плотные слои атмосферы, а потом начинает сама себя направлять в место посадки. Для этого используются специальные решетчатые рули.
И перед самой посадкой двигатели зажигаются еще раз, чтобы затормозить ракету до нуля.
И вы только представьте что SpaceX научились сначала тормозить с 7 тысяч км/ч и сажать на автономную баржу огромную колонну высотой более 60 метров.
6 февраля 2018 года компания показывает вершину своих технологий демонстрационной миссией по запуску сверхтяжелой ракеты Falcon Heavy. Фактически Heavy — это три ускорителя Falcon 9, объединенные в одну ракету, которая служит для выведения до 63 тонн груза на низкую околоземную орбиту!
В тестовом варианте же компания запустила Tesla Roadster к Марсу и мы смогли наблюдать целую кучу кадров, сравнимых только с научно-фантастическими фильмами. Тут вам и посадка двух ступеней одновременно и манекен кружащий вокруг земли с тачке с открытым верхом под мой любимый трек Дэвида Боуи — Space Oddity.
Кстати, последние данные о машине говорили, что она летела со скоростью около 100 000 км/ч, что делает ее самым быстрым автомобилем в мире, но, правда, не на Земле.
Ну конечно все это время продолжалось тесное сотрудничество с NASA, апогеем которого пока что, стал запуск людей на МКС, что стало первой в истории доставкой людей в космос частной компанией.
Ведь после закрытия программы Space Shuttle американские астронавты были вынуждены пользоваться услугами Роскосмоса и летать на МКС на Союзах.
И вот в мае 2020 года батут сработал, так что теперь на МКС летают Российские Союзы и Американские Драконы, то есть корабли Dragon.
Falcon 9 — это самая современная из существующих ныне тяжелых ракет. Она способна успешно завершить полёт даже при аварийном выключении двух из девяти двигателей. В такой ситуации полетные компьютеры автоматически выполняют перерасчет программы полета и перераспределяют топливо на оставшиеся двигатели.
Суммарно же на данный момент было сделано 111 пусков, из которых 109 признано успешными! Вот тут уже хорошая статистика. Кроме того компания произвела 70 успешных посадок и уже есть одна ступень, которая летала целых 9 раз!
Но Илон Маск не был бы собой, если бы не смотрел далеко вперед. Ведь они разрабатывают ракету абсолютно нового поколения, которая получила названия Starship. Это наверное самый амбициозный проект Илона Маска, ведь по задумке она будет способна выводить до 100 тонн на низкую орбиту, иметь возможность межпланетных перелетов и иметь абсолютную многоразовость с возможностью дозаправки прямо на орбите! Давайте обо всем по порядку…
Новая ракета будет большая, хотя нет, она гигантская.
Это будет самая большая ракета в истории, по сравнению с которой Falcon 9 покажется просто тоненькой спичкой. Нам кстати интересно почему они решили отказаться от изначального названия ракеты — BFR, а было бы интересно смотреть за всеми новостями с заголовками что новая Big Fucking, ой то есть Falcon, Rocket взлетела!
Вот вам ребус на внимательность — найдите человека в люльке, а ведь это только первая ступень.
Суммарная высота ракеты составит более ста двадцати метров, диаметр составит девять метров, а стартовая масса около пяти тысяч тонн.
И ведь сам Starship, то есть сам космический корабль уже летает! Буквально недавно прототип ракеты SN10 совершил полет на 10 км, смог поменять наклон, спланировать, как какой-то самолет и успешно приземлиться в заданное место!
Правда минут через десять после посадки он взорвался, но ведь без эффектных взрывов в этом деле не будет прогресса!
Касательно межпланетных перелетов — главная цель это конечно же Марс. Маск говорит о 2024 году, но этот план кажется слишком оптимистичным, даже несмотря на высокие темпы разработки, которые задала компания.
В любом случае необходимо еще отработать одну из ключевых особенностей Starship — возможность дозаправки на орбите. Это решит одну из главных проблем всей космонавтики — ведь почти все топливо ракеты тратиться только на вывод ее на орбиту, и без дозаправки просто не останется топлива для того, чтобы произвести посадку на Марс.
Для этого будет необходимо заранее выводить на орбиту специальные танкеры, которые будут заправлять уже пассажирский корабль метаном и жидким кислородом, которые необходимы для питания абсолютно нового ракетного двигателя компании который называется Raptor.
Кстати о Raptor — это новое поколение двигателя с возможностью регулировки его вектора тяги, кроме того, за счет так называемого дросселирования имеется возможность регулировать саму тягу, то есть ту силу, с которой он работает и снижать ее до 40% от общей мощности! Кстати, для создания этого двигателя, компании пришлось разработать специальный сплав, названный SX500, который выдерживает давление в 800 атмосфер раскаленного топлива в камере сгорания. Именно это и позволяет огромному Starship вытворять в воздухе такие сложные маневры.
Сама SpaceX нацелена на то, что двигатель будет способен совершать до 1000 полетов.
Кроме того, за счет масштабирования производства планируется снизить стоимость каждого двигателя до 250 тысяч долларов, для сравнения двигатели серии Мерлин стоят около 1 млн долларов каждый. И тут я уж молчу, что Роскосмос продает компании United Launch Alliance двигатели РД-180 для их ракеты Atlas V по 20 миллионов за штуку!
Однако дозаправка не потребуется для перелета в рамках нашего голубого шарика. Уже подсчитано, что до 100 человек смогут летать в рамках одного запуска, а на перелет из Нью-Йорка в Шанхай понадобится около 39 минут.
Так что у нас с вами есть все шансы застать космические перелеты, которые будут доступны для обычных людей! Тем более что сама компания уже активно строит первый космопорт в Техасе, который так и назвали Starbase.
Вывод
На самом деле почти все, о чем мы вам сегодня рассказали — это уже реальность, которая стала возможна благодаря безумному гению инженеров SpaceX, и хочется верить, что они на этом не остановятся.
Компания на своем примере показала индустрии, что частная космонавтика возможна и мы все чаще слышим о новых стартапах, которые занимаются разработкой спутников или новых ракет. Ведь уже разрабатываются ракеты, которые печатаются на 3Д принтере, а например ракета Electron компании Rocket Lab сделана полностью из углеродного волокна.
И нет сомнений, что в скором времени Джеф Безос со своей Blue Origin покажет свою многоразовую ракету New Glenn.
Мы же будем наблюдать за растущей конкуренцией в области космоса и космических технологий, ведь конкуренция будет двигать всю индустрию вперед! Да и SpaceX не должны становиться монополистом на рынке космических запусков!
Post Views: 159