Starship почти не виден: о скелетах в шкафу лунной программы США

Полёты на космических аппаратах компаний Boeing, Lockheed Martin и Илона Маска чреваты очередными скандалами и вероятными катастрофами

Попытки США впервые за более чем 50 лет вернуть астронавтов на Луну в очередной раз откладываются. 5 декабря американское космическое агентство NASA объявило о проблемах с тепловым щитом на космическом корабле Orion, который должен доставить людей обратно на Луну в рамках программы Artemis.

«Орио́н», MPC – многоцелевой и частично многоразовый транспортный космический корабль, разрабатываемый с середины 2000-х годов компаниями «Локхид Мартин» и Airbus Defence and Space в рамках программы «Созвездие». В околоземных полётах «Орион» должен прийти на смену космическим челнокам «Спейс шаттл», завершившим полёты в 2011 году, а в будущем обеспечить высадку человека на Марс. Первоначально в документах НАСА корабль назывался CEV (Crew Exploration Vehicle – пилотируемый исследовательский корабль). Затем корабль получил официальное название в честь известного созвездия – «Орион».

В декабре 2014 года состоялся первый испытательный полет «Ориона» с приводнением в Тихом океане с помощью ракеты-носителя Delta IV производства компании Boeing. Это был последний запуск этой ракеты, использование которой прекращено из-за явного конкурентного преимущества ракет-носителей компании Илона Маска SpaceX. 

Следующий испытательный полёт «Орион» совершил с помощью ракеты-носителя SLS (Space Launch System) все той же компании Boeing. С этой ракетой в течение ряда лет команду Artemis преследовали аварии и неудачи.

«Команда Artemis столкнулась с несколькими публичными проблемами с ракетной системой SLS, что привело к многочисленным задержкам запуска. С ноября 2020 года по ноябрь 2022 года они столкнулись с такими проблемами, как неисправные клапаны, утечки и сбои компьютеров. Некоторые проблемы возникли во время испытаний и репетиций, но первый настоящий “провал запуска” произошел 29 августа 2022 года, когда один из четырех ракетных двигателей перегрелся, а другие проблемы привели к отмене запуска. NASA предприняло еще одну попытку в начале сентября 2022 года, но утечка топлива в шланге подачи вызвала еще одну задержку. Следующий запуск был запланирован на конец того же месяца, но его пришлось отменить из-за плохих погодных условий, вызванных ураганом Николь. Однако SLS осталась неповрежденной. Наконец, миссия Artemis I была готова к новой попытке запуска. На этот раз все было готово, и ракета SLS успешно стартовала к Луне», – пишет портал NASA.

16 ноября 2022 года в рамках миссии Artemis -1 с пусковой площадки Космического центра им. Кеннеди «Орион» в беспилотном режиме стартовал на орбиту Луны и, проведя 25 дней в космосе, успешно приводнился в Тихом океане.

Но вскоре стало ясно, что дальнейшие полеты «Ориона» на ракетах «Боинга» несут нешуточную угрозу катастрофы.

В августе 2024 года был обнародован доклад генерального инспектора NASA, в котором приведены скандальные подробности о методах контроля качества, применяемых компанией Boeing на сборочном предприятии Michoud в южной Луизиане, где изготавливается новая более мощная вторая ступень для лунной ракеты SLS Block 1B. Федеральные аудиторы выдали компании Boeing просто астрономическое количество «Запросов об устранении недостатков».

«По словам сотрудников NASA, отвечающих за безопасность и обеспечение миссий.., проблемы с контролем качества у Boeing в значительной степени вызваны тем, что его персонал не имеет достаточного опыта в аэрокосмическом производстве. Отсутствие обученной и квалифицированной рабочей силы повышает риск того, что подрядчик продолжит производство деталей и компонентов, не соответствующих требованиям NASA и промышленным стандартам», – говорится в отчёте.

В аэрокосмическом гиганте даже квалифицированных сварщиков не нашлось, по этой причине «неудовлетворительные» сварочные работы привели к тому, что топливные баки не соответствовали спецификациям, что непосредственно привело к семимесячной задержке программы.

И вот теперь возникли проблемы уже с самим «Орионом». Во время возвращения из второго испытательного полета у него прогорела тепловая защита.

Дело в том, что при возвращении «Ориона» с лунной орбиты была использована техника «входа с проскоком» в атмосферу, что, с точки зрения инженеров NASA, должно было обеспечить большую дальность его полета после точки входа в атмосферу до места посадки в Тихом океане. Используя этот маневр, «Орион» опустился в верхнюю часть атмосферы Земли и использовал сопротивление атмосферы для замедления. Затем космический корабль использовал аэродинамическую подъемную силу капсулы, чтобы выпрыгнуть из атмосферы, а затем снова войти в нее для окончательного спуска на парашютах для приводнения. Столь замысловатое решение привело к перегреву теплового экрана, который местами прогорел.

Расследование NASA показало, что внешний слой теплозащитного экрана треснул и обуглился, а материал отвалился. Представители NASA говорят, что знают, что нужно сделать для устранения проблемы, но для безопасного возвращения космического корабля в атмосферу Земли потребуется изменить траекторию, а это значит, что агентству понадобится на это больше времени.

Теперь NASA заявляет, что миссия Artemis II, в рамках которой экипаж выйдет на орбиту Луны, но не высадится на ее поверхность, начнется не раньше апреля 2026 года, а Artemis III, в рамках которой люди впервые с 1972 года высадятся на Луне, стартует не раньше 2027 года.

Однако эти планы NASA могут вскоре повиснуть в воздухе.

5 декабря избранный президент США Дональд Трамп назначил американского миллиардера Джареда Айзекмана на пост следующего руководителя NASA. Айзекман дважды выходил на орбиту на корабле компании Илона Маска SpaceX в миссиях, которые он финансировал сам. Айзекман забронировал еще два полета на корабле SpaceX в рамках своей программы Polaris.

Нынешний глава NASA Билл Нельсон явно встревожен этим решением.

«Они собираются вырубить Artemis и вставить Starship?» – поплакался Нельсон журналистам, имея в виду будущую администрацию Трампа. Он отметил, что только «Орион» рассчитан на пилотируемые космические полеты за пределы околоземной орбиты.

«Я ожидаю, что это продолжится», – добавил Нельсон, выражая надежду, что команда Трампа не станет заменять ракеты и корабли Boeing и Lockheed Martin космическими аппаратами Илона Маска.

Однако конструкция тяжелой многоразовой ракеты Starship американской аэрокосмической компании SpaceX Илона Маска концептуально ошибочна, как мы писали, и её единственный на данный момент испытательный полет закончился тяжелейшей катастрофой.

20 апреля 2023 года ракета Starship стартовала с космодрома Бока-Чика в Техасе, но на высоте 38 км над Землей она начала неконтролируемо вращаться и падать, после чего была взорвана, чтобы не допустить катастрофического падения.

В прямом эфире трансляции старта Starship можно было наблюдать, что при старте не запустились три двигателя первой ступени, а затем остановились еще три. Основной причиной потери управляемости назван взрыв блока управления гидравликой через 30 секунд после старта.

При этом ракета смогла оторваться от стартовой платформы и подняться на высоту 38 километров. Она прошла область максимального аэродинамического сопротивления атмосферы. Когда Starship начал переходить к горизонтальной фазе полета, не выдержала система управления, ракета начала заваливаться, дважды перевернулась и полетела к Земле. Только в этот момент центр управления полетом отдал команду на самоликвидацию.

В SpaceX сообщили, что ракета вышла из строя из-за проблем с механизмом разделения ступеней. Вторая ступень вместе с самим Starship не смогла отстыковаться от первой и погибла вместе с ракетой. При запуске стартовую площадку сильно повредило, было разрушено все бетонное основание и сорвало коммуникации.

Корабль Starship – это огромная черная «пуля» из нержавеющей стали длиной 50 метров и весом 1300 тонн (вместе с топливом). Корабль расположен сверху огромной, самой большой в истории космонавтики ракеты Super Heavy. Вся конструкция имеет высоту 120 метров и весит 4900 тонн.

Длина ракеты Super Heavy – 70 метров. Она наполнена охлажденной смесью метана и кислорода весом в 3400 тонн. Метан – топливо, кислород – окислитель. Топливо весит в 22 раза больше, чем сам космический корабль.

Запуск Super Heavy обеспечивают 33 (!!!) двигателя Raptor (20 маршевых и 13 рулевых), которые по расчетам могут вывести на околоземную орбиту до 150 тонн полезного груза.

Вся конструкция гораздо тяжелей и длинней ракеты «Сатурн-5», которая выводила корабли на Луну в 70-е годы. Хотя полезной нагрузки выводится ненамного больше (150 тонн против 140 тонн).

Советская ракета «Энергия», способная выводить на орбиту от 100 до 200 тонн полезной нагрузки, была оснащена всего четырьмя кислородно-керосиновыми ускорителями РД-170 первой ступни и четырьмя кислородно-водородными маршевыми двигателями РД-012 второй ступени.

Как же случилось, что спустя полвека американцы побили рекорд по числу двигателей, ранее принадлежавших советской лунной ракете «Н-1», оснащённой 30 маршевыми движками?

Самый простой и самый точный ответ состоит в том, что мощности двигателей, работающих на химическом топливе, с тех пор ничуть не возросли, а марсианские и лунные амбиции Илона Маска потребовали установки нового рекорда по числу двигателей, установленных на ракете, призванной штурмовать просторы дальнего космоса. Ведь у американцев движки-то похуже наших, Маск никогда этого и не скрывал.

«Я провожу много времени, изучая конструкцию российских ракетных двигателей. Есть замечательные российские двигатели», – сказал Маск в интервью Everyday Astronaut. «Наш двигатель – с большим давлением, чем раньше, и он с полной газификацией компонентов горения. Но это относительно небольшие усовершенствования в отношении того, что русские уже сделали», – говорит основатель SpaceX. По его словам, российские инженеры «давно производят жидкостные ракетные двигатели и создали уже в прямом смысле сотни различных конструкций».

Создатель двигателя РД-180 (конструктор и академик РАН) Борис Каторгин тоже говорит, что ракеты Маска «слабее наших».

Однако современные цифровые системы управления полётом, как казалось Маску, смогут нейтрализовать неизбежную несинхронность и сбои в работе трех десятков двигателей. До высоты 38 км Starship оправдывал надежды Маска…

Ветеран российской космической отрасли Дмитрий Конаныхин отмечает, что «когда сидящие в тени шоумэна Илона Маска настоящие инженеры Space X лихо отмасштабировали технологии Falcon-Full Thrust до гигантомании "лунной" Н-1 и "марсианской" Starship, оказалось, что в этой части Вселенной всё-таки сохраняются законы природы и "физика, ты бессердечная сука"».

По мнению Конаныхина (с которым я согласен), уровень вибраций трубопроводов и подвесов связки двигателей гигантской ракеты Starship настолько высок, что «существующие материалы и конструктивные решения» не способны обеспечить необходимую жесткость всей конструкции.

В результате «взрывы и аварийные отключения двигателей (были же взрывы на борту, это все видели), бултыхание топлива и заваливание Starship, которое было парировано только современными технологиями». И, наконец, «возможное закусывание и поломка замков, соединяющих ступени», которое и не позволило отстыковаться первой ступени.

Даже если инженерам Space X удастся «допилить» Starship, концептуальная ошибочность ставки на тридцать с лишним маломощных двигателей очевидна, что делает перспективы освоения американцами дальнего космоса на кораблях Илона Маска весьма сомнительными.

В текущей реальности достаточно очевидно, что реализация лунной программы США на космических аппаратах как компаний Boeing и Lockheed Martin, так и Илона Маска чревата новыми переносами вправо и весьма вероятными катастрофами, что грозит серьёзно уронить и без того увядший имидж Америки.

Какое бы решение ни выбрал в конечном итоге Дональд Трамп, ему, похоже, придется произнести сакраментальные слова одного советского руководителя: «Оба хуже!»

 https://www.fondsk.ru/news/202...