Огромная ракета Starship от компании SpaceX впервые заправлена топливом. Это важный шаг для ракеты-носителя и корабля. Дальше — только огневые испытания и первый полет. На Starship возлагают большие надежды: по крайней мере, Илон Маск заявляет разработку как средство доставки людей на Марс и другие планеты Солнечной системы. Монструозное сооружение и правда внушает веру в космическое будущее человечества. Впрочем, Starship не сразу строился: инженеры SpaceX долго тренировались на меньших аппаратах. О пути, который проделала компания, и поговорим в этой статье.
Ракеты-носители
Время летит очень, и сегодня сложно поверить, что SpaceX в прошлому году отметила 20-летний юбилей. В 2002 году Илон Маск еще не был столь эксцентричным, не пытался сделать Твиттер снова свободным и не курил разное в прямом эфире. Деньги, сколоченные на платежной системе PayPal, он вложил в прямом смысле в свою мечту. Основав космическую компанию, миллиардер сразу же декларировал целью ее существования полет на Марс и создание там человеческой базы.
Компания была основана для того, чтобы способствовать освоению космоса человеком. Это главная причина нашего существования.
Гаррет Ройзман, главный инженер, а позже консультант SpaceX. Его слова приводятся в книге «Илон Маск. В погоне за мечтой»
В 2006 году инженеры SpaceX показали свою первую разработку — двухступенчатую ракету легкого класса Falcon 1, названную в честь «Тысячелетнего сокола» (Millennium Falcon), корабля Хана Соло из вселенной «Звездных войн». Носитель оснастили двигателями Merlin (тоже разработка SpaceX), они работают на смеси керосина и жидкого кислорода. Ракета могла выводить на низкую околоземную орбиту 420 килограммов полезного груза.
Первые три запуска Falcon 1 закончились неудачно. Компания провела еще два удачных пуска, после чего сняла Falcon 1 с производства. Во-первых, предложение не пользовалось спросом, во-вторых, SpaceX перешла на усовершенствованную модель Falcon 9. Однако в истории Falcon 1 осталась первой частной ракетой с жидкостными двигателями, которая вывела полезную нагрузку на околоземную орбиту.
Тяжелую Falcon 9 сделали уже по потребностям рынка, хотя команда планировала промежуточный вариант Falcon 5, от него решили отказаться. Цифра в названии означает количество маршевых двигателей — модифицированных Merlin 1D+. Как и предшественница, ракета заправляется керосином и жидким кислородом, но она на порядок мощнее. Последняя версия FT (Full Thrust) может выводить на низкую околоземную орбиту 22800 килограммов без возвращения первой ступени и 16250 с возвращением. Также носитель можно использовать для вывода на геопереходную орбиту 8300 килограммов (5500 килограммов с возвращаемой ступенью) и полета к Марсу 4020 килограммов.
Falcon 9 впервые была запущена в 2010 году — и сразу удачно. Вообще, из 198 пусков лишь один оказался неудачным и еще один — частично неудачным. Первая ступень носителя может возвращаться на Землю и использоваться повторно — это снижает стоимость запуска. Последняя версия ракеты, которая используется на данный момент, называется Block 5. Ее первая ступень рассчитана на десять и более запусков без межполетного обслуживания.
Технологию для возвращаемой ступени испытывали на прототипе ракеты Grasshopper («Кузнечик»). Носитель совершил восемь испытательных полетов в 2012–2013 годах, но работы над ним были свернуты, потому что команда инженеров решила сосредоточиться на Falcon 9.
Falcon Heavy — сверхтяжелая ракета-носитель, созданная на базе Falcon 9. Фактически она собрана из трех видоизмененных первых ступеней Falcon 9: одна служит центральным блоком, две другие — боковыми ускорителями. Falcon Heavy поставила рекорд по количеству маршевых двигателей — целых 28! На момент первого запуска в 2018 году носитель являлся самым мощным в истории человечества, пока его рекорд не побила в 2022 году SLS.
На низкую околоземную орбиту Falcon Heavy может «забросить» 63800 килограммов груза, на геопереходную — 26700. Ее можно (и нужно!) использовать и для полетов к другим планетам: на Марс ракета отправит 16800 килограммов, а на Плутон — 3500. Правда, стоимость одного запуска кусается и составляет 97 миллионов долларов (впрочем, за счет многоразовости это все равно сильно меньше, чем конкурент SLS).
Космические корабли
Параллельно с носителями SpaceX разрабатывала и космические корабли, чтобы побороться за контракты NASA по доставке грузов на МКС. В начале 2000-х агентство активно искало замену шаттлам, которые планировалось вывести из эксплуатации. В 2004 году SpaceX начало разработку космического грузовика, и уже в 2006 году победила в конкурсе NASA, получив почти 400 миллионов долларов для завершения работа по Falcon 9 и первой версии корабля Dragon.
В 2012 году Dragon успешно совершил демонстрационную миссию к МКС. Он стал первым частным кораблем, пристыковавшемся к станции. Благодаря этому SpaceX получила контракт на два миллиарда долларов по снабжению МКС грузами. Dragon остается единственным кораблем, который может еще и возвращать грузы с МКС.
В 2014 году появился Dragon 2 — улучшенная версия корабля, которая может служить как в качестве грузового, так и в качестве пилотируемого. Она может доставлять на МКС до шести тонн (а с МКС на Землю — до 3,3 тонны) груза или семь человек. На орбиту Dragon выводит ракета-носитель Falcon 9.
Вершиной технического творчества SpaceX на сегодняшний день является Starship — космический корабль для межпланетных полетов, который пока что никуда не летает. Под названием Starship понимают как непосредственно космический корабль, так и систему из корабля и ракеты-носителя Falcon Heavy. В будущем Starship должен заменить все другие разработки SpaceX.
NASA уже выбрала SpaceX в качестве одного из подрядчиков для программы Artemis. В частности, корабли Starship будут перевозить астронавтов с Земли на лунную орбитальную станцию. Кроме того, агентство заключило со SpaceX контракт почти на три миллиарда долларов на разработку посадочного модуля, который доставит астронавтов на поверхность Луны и заберет их оттуда.