И это вовсе не преувеличение под впечатлением от красивой картинки. Ракеты такой мощности раньше строились лишь дважды: американцами для полета на Луну и русскими в попытке догнать американцев. В обоих случаях за спинами инженеров маячили амбиции крупнейших мировых держав, но даже для них подобные развлечения оказались слишком дороги. А тут появляется некий гражданин и говорит – я отправлю людей на Марс на ракете собственного производства. И без привлечения денег налогоплательщиков.
Поначалу многие воспринимали его, как очередного прожектера без серьезных планов за душой. Однако затем он построил первую частную космическую ракету, которой оказалось по силам вывести на орбиту полтонны груза. Следующая его ракета, хоть и не сразу, но научилась возвращать на землю первую (самую дорогую) ступень для повторного использования. А после 8 февраля 2018 года армии скептиков было нанесено тяжелейшее поражение – «Сокол» забросил в космос «Теслу». И похоже, что Маск не шутит про Марс – человека на 4-ю планету Солнечной Системы доставит именно частный космический корабль.
История вопроса
Saturn V
В начале 60-х годов в США был дан старт программе по отправке пилотируемого аппарата на Луну. Оперативность впечатляла, ведь первый полет человека в космос состоялся годом ранее. Впечатлял и масштаб поставленной задачи: если масса орбитального космического аппарата была сравнительно небольшой, корабль для полета к Луне, еще и со спускаемым модулем, а также запасом топлива для возвращения, весил десятки тонн. Требовалась поистине исполинская мощь, чтобы вывести все это на орбиту и разогнать для преодоления притяжения Земли.
Задачу поручили Вернеру фон Брауну и его немецкой команде – той самой, что с самим Брауном во главе отошла американцам в качестве репараций после Второй мировой. В подрядчики подписали несколько крупнейших компаний, среди которых числились Boeing и IBM. В результате конструкторских работ Браун сотоварищи представили проект трехступенчатой ракеты, которая впоследствии получит название Saturn V. Высота вместе с космическим кораблем – 110 метров, снаряженная масса – 3 тысячи тонн. Она обладала огромной мощностью и была способна вывести на низкую околоземную орбиту груз массой в 141 тонну.
Космический корабль Apollo
Для полета на Луну предполагалось, что первые две ступени выведут корабль вместе с третьей ступенью на опорную орбиту на высоте около 170 километров. К этому моменту скорость аппарата будет составлять около 8 км/сек. По достижении определенной точки астронавты включат единственный двигатель третьей ступени, который разгонит их до скорости, необходимой для преодоления притяжения Земли и полета к Луне. Масса корабля Apollo без учета спускаемого модуля должна составить 29 тонн.
Нужно отдать должное фон Брауну и его команде: 12 из 13 запусков Saturn V были успешными. Несмотря на свои размеры и сложность, ракета ни разу не потеряла груз или астронавтов – а помимо полетов к Луне ее использовали для вывода на орбиту космической станции Skylab. Увы, даже в этом случае расходы оказались слишком высоки, а политикам было непросто объяснить своим избирателям практическую ценность прогулок по каменному шарику, висящему над головами каждую ночь. Проект Apollo закрыли, а поскольку других задач для «Сатурна» не нашлось, его отправили в отставку.
Лунный орбитальный корабль Союз-7К ЛОК. В результате череды провальных испытаний так и не полетел к Луне
В СССР тем временем к полету готовили «Союз 7К ЛОК» – удлиненную версию стандартного корабля с жилым отсеком, пригодным для дальнего полета. При этом, масса советского «Союза» составляла всего треть от массы американского «Аполлона» – с очевидными последствиями для удобства экипажа. Запуск предполагалось производить с помощью сверхтяжелой ракеты Н-1, которая по своим проектным характеристикам приближалась к Saturn V: взлетная масса около 3 тыс. тонн, масса груза для доставки на низкую орбиту – 90 тонн.
Однако, все четыре испытательных пуска Н-1 окончились неудачно, после чего программу решили свернуть в пользу строительства орбитальных космических станций. К Луне же решили отправить легкие беспилотные аппараты, расписавшись таким образом в поражении в Лунной гонке. Впоследствии в СССР была предпринята еще одна попытка создания сверхтяжелой ракеты «Энергия» для вывода на орбиту многоразового корабля «Буран», но было это уже в конце 80-х, когда советским людям вдруг стало не до космоса.
Он сказал «Поехали?»
Обычный родстер в необычном окружении
По словам самого Маска, он до последнего не верил, что первый запуск Falcon Heavy пройдет успешно – слишком уж сложным был проект, тем более, что SpaceX не имел опыта строительства тяжелых ракет. Но все прошло гладко и почти без потерь, лишь центральная часть первой ступени из-за перерасхода топлива не смогла приземлиться на морскую платформу. Эка невидаль – до Маска вся ракета считалась одноразовым расходным материалом.
Изначально проект Falcon Heavy носил название BFR, что можно расшифровать как «Большая, етить, ракета!». Размерами она несколько уступает «Сатурну», ибо имеет 70 метров в высоту. Также, в отличие от заслуженного ветерана, она двухступенчатая и выводит на низкую орбиту «всего» 63 тонны. Максимальная расчетная нагрузка для полета на Марс составляет 16,8 тонн.
Практически синхронная посадка боковых сегментов первой ступени Falcon Heavy через 8 минут после запуска
Первая ступень по сути состоит из трех ракет Falcon 9 и оснащена 27 жидкостными двигателями Merlin-1D собственной разработки SpaceX. Топливом для них служит очищенный керосин и жидкий кислород, развиваемая ими максимальная тяга составляет 22,2 тыс. килоньютонов, что экивалентно 18 самолетам Boeing 747 во взлетном режиме. На определенных стадиях полета мощность становится избыточной, так что первые 40 секунд центральный сегмент первой ступени «тащит» не во всю прыть, чтобы вписаться в максимально допустимые значения аэродинамического сопротивления.
С 40-й по 70-ю секунду все три сегмента первой ступени работают на всю мощь, после чего значительно облегченная ракета достигает расчетного предела динамической нагрузки и вентиль снова прикручивают. Через 2 минуты 30 секунд после старта боковые сегменты отстреливаются пневматикой, разворачиваются и ориентируется для посадки на землю. Сам процесс сопровождается всего тремя включениями двигателей, а видео синхронно приземляющихся сегментов первой ступени стало, пожалуй, наиболее эффектным из всей стартовой процедуры.
Центральный сегмент первой ступени работает еще 25 секунд, после чего отделяется и космический аппарат остается со второй ступенью. В данном случае ее хватило для того, чтобы «пульнуть» легкий Tesla Roadster на гелиоцентрическую орбиту, пересекающуюся с орбитой Марса. По расчетам SpaceX, в некоторых точках траектории скорость родстера относительно Земли будет достигать 40 тысяч километров в час, что делает «Теслу» самым быстрым автомобилем как минимум в Солнечной Системе.
И немного о деньгах. По данным SpaceX стоимость ракеты Falcon Heavy составляет 150 миллионов долларов, однако при планомерном возврате всех сегментов первой ступени компания экономит клиентам 60 миллионов. Более трети. Вот что значит финансировать космическую программу из своего, семейного бюджета!
Прокомментируйте первым