Что стоит знать перед первым полетом Falcon Heavy

Что стоит знать перед первым полетом Falcon Heavy

 lozga — 05.02.2018
Вся эта неделя пройдет под знаком ожидания первого запуска тяжелой (иногда уже называют сверхтяжелой) ракеты Falcon Heavy. Поэтому, думаю, будет полезен краткий рассказ об истории ракеты и особенностях предстоящего пуска.


Falcon Heavy на стартовом столе, фото Derrick Stamos/NSF

Долгое ожидание


Идея тяжелой ракеты из трех стоящих рядом первых ступеней была упомянута Маском аж в 2005 году, когда концепт ракеты Falcon 5 с пятью двигателями превратился в проект Falcon 9 с девятью. Тогда ее грузоподъемность оценивалась в 25 тонн. По старым иллюстрациям SpaceX видно, что конструкторы собирались создать очень мощный двигатель с тягой в районе 500 тонн и заменить им "Мерлины", на которых ракеты Falcon летают с момента создания и до сих пор.


Рисунок SpaceX, примерно конец нулевых


Рисунок SpaceX, начало десятых


Идея "летающего забора" из трех универсальных модулей на тот момент была модным мейнстримом - по ней сконструировали Delta IV Heavy, разрабатывалась "Ангара", и такая же модификация предлагалась для Atlas V. Официально Falcon Heavy был представлен 5 апреля 2011 года.



Обратите внимание, насколько в ролике первая ступень Falcon 9 отличается от современной версии. Она короче (ниже тяга двигателей и меньше топлива), двигатели расположены квадратом 3х3, и нет посадочных опор. В то же время для Falcon Heavy хотели реализовать действительно уникальную технологию - перелив топлива из боковых блоков в центральный. В этом случае после отделения боковых блоков центральный бы сохранил полные баки, что положительно сказалось бы на грузоподъемности и эффективности ракеты. Увы, реальная жизнь сложнее ракетостроительной игры Kerbal Space Program, идею реализовать не смогли, и сейчас Falcon Heavy будет дросселировать (снижать тягу) двигатели центрального блока, с неполными баками участок его работы будет короче, а эффективность - ниже.

С пятого же апреля 2011 года стартовало многолетнее ожидание первого полета, которое стало яркой иллюстрацией того, что и технику создавать сложно, и первоочередные планы меняются. Вместо быстрого создания Falcon Heavy SpaceX занималась улучшением Falcon 9 и многоразовыми первыми ступенями. Если в первое время многие еще верили в названные сроки, то спустя несколько лет очередной перенос даты первого полета Falcon Heavy воспринимался с иронией.







Дань сложности и физике



Увы, в результате столкновения с реальностью умерла еще одна красивая идея - сделать центральный и боковые блоки полностью одинаковыми. Расчеты показали, что без усиления центральный блок не выдержит нагрузку. Собственно говоря именно нагрузка в полете будет главным риском для ракеты - любые расчеты на компьютерах могут дать только приближенные числа, к тому же какой-нибудь параметр могли учесть неправильно. А вот проблем от большого количества двигателей опасаться не стоит. Опасным может быть только катастрофическое разрушение, потому что в остальных случаях система управления уменьшит тягу с противоположной стороны и стабилизирует полет. Иногда 27 двигателей Falcon Heavy сравнивают с 30 на первой ступени советской Н-1, все четыре пуска которой окончились неудачей, но это некорректно. Н-1 очень сильно не повезло, ее двигатели проверялись перед пуском неправильно и недостаточно, и не было тестовых стендов для проверки первой ступени в сборе. Вообще, много двигателей может даже повысить безопасность при условии, что после отказа одного тяги оставшихся хватит для продолжения полета. В истории Falcon 9 был случай разрушения двигателя в 2012 году. В тот раз система управления справилась с возмущением, и была потеряна только второстепенная полезная нагрузка (основная, корабль Dragon, успешно долетел до МКС).

Также необходимо отметить, что официальные цифры грузоподъемности 63,8 тонны указаны для полностью одноразового варианта. В осенней презентации на Международном астронавтическом конгрессе для многоразовой версии объявлена грузоподъемность 30 тонн. Это неудивительно - запас топлива на посадку ступеней серьезно снижает максимально возможную полезную нагрузку. Впрочем, пока что и тридцать тонн сделают Falcon Heavy самой грузоподъемной ракетой.

В первом испытательном пуске боковыми блоками поставили две уже летавшие первые ступени. Также планируется посадить все три блока - боковые должны будут вернуться на мыс Канаверал и совершить посадку на земле, а центральный блок - сесть на баржу. А вот третья ступень будет потеряна - весной 2017 года Маск писал, что ее попробуют спасти, но в итоге выбрали вариант разогнать ступень и полезную нагрузку до второй космической скорости и отправить за пределы земной орбиты.



Красные понты



Фото: SpaceX

Полезной нагрузкой в испытательном пуске станет личный Tesla Roadster Илона Маска 2009 года. На испытательных полетах редко ставят настоящие спутники, а вариант отправить в космос машину полезен с точки зрения пиара и смотрится лучше, чем габаритно-весовой макет. Это не будет первая машина, оторвавшаяся от Земли на ракете, - успели раньше, но в случае удачи, машина станет первой на орбите. Вопреки словам Маска о том, что Roadster отправят на орбиту Марса, машина окажется на гелиоцентрической (вокруг Солнца) орбите между Землей и Марсом. А если Маск будет настоящим троллем, то потом скажет, что положил чайник в багажник.



Запуск состоится с исторического стартового комплекса LC39A мыса Канаверал, откуда стартовали Saturn V и Спейс Шаттлы. В качестве почетных гостей назывались Базз Олдрин, отправлявшийся в полет с этой же площадки в составе экипажа "Аполлона-11", и Харрисон Форд, пилотировавший в кино "Тысячелетнего Сокола" (Falcon переводится как "сокол"). В качестве времени старта указывают трехчасовое окно, начинающееся с 21:30 МСК 6 февраля. Вне зависимости от результата, пуск Falcon Heavy действительно будет интересным зрелищем.



Читать полностью: http://yablor.ru/blogs/chto-stoit-znat-pered-pervim-poleto/6286929