Дев’ятий політ Starship: досягнення та плани на майбутнє
Автор: Стівен Кларк – 28 травня 2025 року
Огляд
У вівторок ввечері компанія SpaceX здійснила дев’ятий тестовий політ Starship з космодрому в Південному Техасі, що стало першим випадком повторного використання ракети-носія Super Heavy. Незважаючи на успішні тривалі згоряння обох ступенів та нормальний підйом, місія закінчилася втратою тиску в основному баку під час безперервного польоту, що призвело до обертання та неконтрольованого повторного входу в атмосферу над Індійським океаном. Хоча під час польоту вдалося уникнути попередніх збоїв у системі пропульсії, він виявив нові технічні проблеми в управлінні паливом та термозахисті.
Профіль польоту та ключові етапи
- Старт: 18:35 CDT (23:35 UTC) після короткої паузи; запалено 33 двигуни Raptor на рівні моря, які забезпечили приблизно 18,6 МН тяги.
- Сепарація ступенів: Відбулася приблизно через 150 секунд після старту; Super Heavy приземлився у воді, тоді як верхній ступінь Starship продовжив маневр для виходу на орбіту.
- Вихід на орбіту: Через дев’ять хвилин Starship досяг запланованого T-O**C (вимкнення двигунів), але залишався суборбітальним на приблизно 200 м/с.
- Демонстрація вантажного відсіку: Випуск восьми імітованих супутників Starlink було скасовано через застряглий актуатор вантажного відсіку.
- Точка відмови: Приблизно через 45 хвилин після старту – витік пального з основного бака LH2 призвів до втрати тиску та контролю орієнтації.
Технічний аналіз
Аналіз двигунів і паливної системи
Двигуни Raptor 2, що були вдосконалені для Super Heavy та верхнього ступеня Starship, успішно пройшли повноцінні згоряння. Кожен двигун Raptor 2 забезпечує приблизно 2,3 МН тяги на рівні моря завдяки вдосконаленій конструкції турбонасоса з високим тиском LOX-CH4. Для зменшення ризику попередніх відмов обладнання в блоці 2 було включено:
- Додаткове переднавантаження на основних з’єднаннях паливопроводів для зменшення мікровитоків під динамічними навантаженнями.
- Покращена система продувки азотом для запобігання скупченню пального в критичних маніфолдах.
- Оновлені клапани зливу пального з вищими коефіцієнтами потоку для швидшого управління випаровуванням.
Незважаючи на ці вдосконалення, під час польоту виникла нова точка витоку в лінії гелієвого пресуризації, що живить бак рідкого метану, що призвело до падіння тиску нижче 4,5 бар для двигунів контролю орієнтації. Без достатнього тиску клапани системи реакційного контролю (RCS) не змогли підтримувати орієнтацію космічного апарата.
Удосконалення структурної та термозахисної системи (TPS)
Термозахисний екран Starship у блоці 2 складався з 1500 керамічно-вуглецевих композитних плиток, товщиною 20-30 мм, прикріплених до корпусу з Inconel 300 з різними заповнювачами. Зображення після польоту – хоча й обмежені через раннє руйнування під час повторного входу – будуть порівняні з:
- Плитками варіанту A з кремнієвими покриттями, призначеними для зменшення спалювання.
- Плитками варіанту B з вбудованими BSAS (з’єднані кремній-алюміній-силікат) для підвищеної емісивності.
- Новими кріпленнями з подвійним зсувом, виготовленими з Inconel, для витримування термічних навантажень.
Інженери SpaceX повідомляють про мінімальні втрати плиток під час підйому, але дані з критичної фази нагріву під час повторного входу залишаються недоступними через неконтрольоване обертання та непрозорість плазми.
Думки експертів та внутрішні коментарі
«Всі докази вказують на новий режим відмови», – зазначила Шана Дієз, директор інженерного відділу Starship у SpaceX. «Ми проведемо тести на заміну одиниць у системі пресуризації та перевіримо їх на стенді за менш ніж два тижні.»
«Перемога у подоланні серії зупинок двигунів є значним досягненням», – сказав аерокосмічний консультант доктор Джуліан Мерсер. «Наступним викликом є забезпечення надійної пресуризації та досягнення повторно використовуваного термозахисту.»
Регуляторний та оперативний прогноз
Федеральна авіаційна адміністрація повідомила, що «активно працює» з SpaceX після перегляду польоту. Хоча жодна формальна комісія з розслідування інцидентів не була оголошена, екологічні дозволи та плани з відновлення уламків на морі будуть ретельно перевірені перед наступною спробою орбітального польоту. SpaceX планує завершити випробування блоку 2 протягом трьох-чотирьох польотів перед запуском транспортного засобу блоку 3 наприкінці 2025 року.
Майбутні ітерації та дорожня карта блоку 3
Ілон Маск запропонував ритм запусків кожні 3-4 тижні для наступних трьох Starship, що буде забезпечено спрощеними кріогенними випробуваннями – нещодавно завершеними приблизно за 6 тижнів до запуску. Блок 3 запровадить:
- Двигуни Raptor 3 з вдосконаленими керамічними підшипниками та турбомашинами, виготовленими адитивними технологіями.
- Автогенну систему пресуризації, яка усуває використання гелію на користь виводу гарячих газів для зменшення точок витоку.
- Інтегровані оновлення авіоніки для обробки швидких комп’ютерів польоту та вдосконаленого керування за допомогою GNSS.
Висновки
Дев’ятий політ Starship продемонстрував очевидний прогрес у надійності двигунів і повторному використанні ракети-носія, проте підкреслив критичну важливість цілісності пресуризації та валідації TPS. Поки SpaceX продовжує вдосконалювати ці системи, шлях до повноцінних орбітальних польотів, заправки в космосі та швидкого обслуговування залишається активно розробленим – кожен політ наближає місію до орбіти Землі, висадок на Місяць і, врешті-решт, колонізації Марса.
Теги
- SpaceX
- Starship
- Двигун Raptor
- Термозахисна система
- Повторне використання ракет