Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей .

SpaceX Starship (читается: спэйс-экс старшип ) — разрабатываемая компанией SpaceX многофункциональная, полностью многоразовая двухступенчатая система из сверхтяжёлой ракеты-носителя Super Heavy и одноименного космического корабля Starship , предназначенная для экономичной доставки грузов и людей на низкую околоземную , солнечно-синхронную и геопереходную орбиты, а также для межпланетных полётов на Луну и Марс . Самая большая по массе и размерам и самая мощная ракета-носитель в истории .

По словам CEO и главного инженера SpaceX Илона Маска , система в будущем заменит ракеты-носители Falcon 9 и Falcon Heavy , грузовой и пилотируемый космические корабли Dragon V2 .

30 апреля 2020 года NASA в рамках программы « Артемида » выбрала SpaceX в числе одного из трёх подрядчиков для разработки систем высадки людей на Луну в 2024 году . Программа предусматривает частичное спонсирование проекта с целью создания лунной версии корабля Starship, способного перевозить экипаж с низкой околоземной орбиты до лунной орбитальной станции Gateway и между станцией и поверхностью Луны .

16 апреля 2021 года NASA объявила о заключении контракта на сумму 2,89 млрд $ , в рамках которого SpaceX разработает посадочный модуль HLS Starship , который должен будет безопасно доставить двух американских астронавтов на поверхность Луны, а через неделю доставить их обратно на окололунную орбиту .

20 апреля 2023 года состоялось первое совместное орбитальное испытание Starship и Super Heavy. Вероятность полного выполнения всего полётного задания Илон Маск ранее оценивал в 50 % . На четвёртой минуте полёта, и высоте 29,5 км , после прохождения этапа максимального аэродинамического сопротивления, ракета была подорвана по команде из центра управления из-за отказа нескольких двигателей и последующего неконтролируемого вращения. Ракета не достигла этапа отделения ступеней .

Строительство и испытания системы проходят на космодроме Starbase в Техасе .

Назначение

Планируется, что в случае успешной разработки Starship заменит все существующие ракеты и космические транспортные системы SpaceX ( Falcon 9 , Falcon Heavy и Dragon ) уже в начале 2020-х годов . По оценкам SpaceX, запуски Starship будут дешевле, чем запуски других систем. По оценке президента Pioneer Astronautics Роберта Зубрина, в качестве системы доставки на Луну стоимость программы Starship составит лишь 1 % от стоимости программ на основе Saturn V 1960-х годов или на основе современной SLS в сопоставимых ценах .

Внешние видеофайлы

Starship может использоваться для следующих целей :

• запуски спутников на низкую околоземную орбиту (НОО);
• снабжение МКС и/или будущих коммерческих станций на НОО ;
• пилотируемые туристические миссии на орбиты Земли и Луны ;
• коммерческие перелёты по Земле на большие дистанции: возможность отправки людей в суборбитальных полётах в любую точку Земли в течение 1 часа ;
• доставка грузов и людей на поверхность Луны ;
• исследование и колонизация Марса включая как миссии с отправкой грузов, так и пилотируемые миссии ;
• длительные миссии в космическом пространстве .

Описание

В отличие от предыдущих конструкций, космический корабль Starship объединяет в себе две функции — второй ступени , используемой для достижения орбитальной скорости при запуске с Земли, и многоразового космического аппарата , способного выполнять полёт в космическом пространстве и совершать управляемую посадку на Землю, Луну или Марс. Многоразовая сверхтяжёлая ракета-носитель Super Heavy будет использоваться в качестве первой ступени только для взлёта с Земли.

Корабль будет доступен минимум в четырёх модификациях:

• космический корабль ( англ. Starship ) — полностью многоразовая транспортная система, предназначенная для перевозки экипажа и грузов на околоземную орбиту, Луну, Марс и далее. Корабль использует сверхтяжёлую ракету Super Heavy для разгона, доставляя грузы и экипажи на околоземную орбиту, и в состоянии самостоятельно осуществить взлёт и посадку на Луну и Марс.
• Лунный посадочный модуль ( англ. Starship Lunar lander ) — разрабатываемая по заказу НАСА версия пилотируемого корабля , способного перевозить экипаж с низкой околоземной орбиты до лунной орбитальной станции Gateway и между станцией и поверхностью Луны . Вместо аэродинамических рулей будут использоваться тормозные двигатели, что исключает его посадку на планеты с плотным слоем атмосферы.
• Топливный танкер ( англ. Starship Tanker ) для доставки топлива на орбиту , где предполагается разместить топливные депо для дозаправки, необходимые для длительных перелётов.
• Транспортный корабль ( англ. Starship Cargo ) с отсеком для полезной нагрузки больше, чем любой обтекатель, который находится в эксплуатации или разработке, вплоть до очень больших аппаратов наподобие космического телескопа « Хаббл ».

Обе ступени разрабатываются способными вернуться на стартовую площадку, при этом обладая отказоустойчивостью достаточной, чтобы обеспечить посадку даже в случае выхода из строя нескольких двигателей .

Для полёта на Марс и последующего возвращения на Землю система потребует организации производства топлива на поверхности Марса из местных ресурсов. Для полёта на Луну и возвращения на Землю дозаправки на поверхности Луны не потребуется, достаточно будет лишь топлива из заправочных депо на орбите Земли перед полётом на Луну .

Основные характеристики Starship :

• полная многоразовость для обеих ступеней;
• Super Heavy возвращается на стартовый комплекс ; вторая ступень / корабль могут также вернуться на стартовый комплекс; первая и вторая ступени используют технологию ;
• Starship может садиться на любую плотную поверхность в Солнечной системе , с дозаправкой сможет доставлять многотонные грузы на любую планету солнечной системы ^{[ уточнить ]} ;
• ожидаемая надёжность посадки на уровне современных крупных авиалайнеров ;
• автоматизированная стыковка;
• топливом космического корабля Starship с помощью танкера Starship;
• корабль с грузом и экипажем могут отправиться к Луне или Марсу после дозаправки топливом на околоземной орбите;
• технология тепловой защиты многократного использования;
• космический корабль Starship будет содержать 1000 м ³ герметичного объема, в котором возможно размещение до 100 кабин для экипажа , больших зон общего пользования, складов, кухни, а также убежища для защиты экипажа от солнечных вспышек .

Спецификация v.14 (сентябрь 2021)

		Ускоритель + космический корабль	Ускоритель	Космический корабль / танкер / доставщик спутников
Полезная нагрузка на НОО , т		150
Возвратная полезная нагрузка, т				50
Грузовой объём, м 3		1083,5	н/д	1083,5
Диаметр, м		9
Длина, м		120	70	50
Стартовая масса, т		5000	3500	1300
Масса топлива , т	Жидкий CH 4	937,5	687,5	250
	Жидкий O 2	3562,5	2612,5	950
	Всего	4500	3300	1200
Сухая масса, т		300	180	120
Двигатели			33 Raptor v2	6 Raptor v2
Тяга , кН			85703

Название

Уже в 2005 году Маск использовал обозначение BFR для большой ракеты, планируемой как часть транспортной инфраструктуры для колонизации Луны и Марса .

Тем не менее, название менялось несколько раз. С сентября 2016 года по август 2017 года транспортная система, разрабатываемая компанией SpaceX, называлась ITS .

В сентябре 2017 года Илон Маск снова назвал последнюю разработку ракетой BFR , что может расшифровываться как Big Falcon Rocket («ракета Большой Фалкон») или Big Fucking Rocket («большая грёбаная ракета»).

19 ноября 2018 года Маск объявил в « Твиттере » о переименовании BFR в Starship , но затем пояснил, что Starship («Звёздный корабль») — космический корабль / верхняя ступень, а Super Heavy («Сверхтяжёлый») — , необходимый для преодоления силы притяжения Земли .

История

Предыстория

6 мая 2002 года при основании компании SpaceX Илон Маск заявил её целью заселение других планет . Все успехи компании на текущий момент являются, по словам Маска, лишь промежуточными шагами в направлении колонизации Марса .

30 июля 2010 года на конференции были впервые представлены проекты ракет-носителей большой грузоподъёмности и . Также было объявлено, что SpaceX работает над увеличенной версией двигателя Merlin — Merlin 2, который предназначался для первых ступеней этих ракет. Для верхних ступеней был запланирован двигатель под названием Raptor , в изначальной концепции использовавший топливную пару жидкий водород — жидкий кислород .

MCT

В 2012 году Маск обнародовал пересмотренный проект двигателя Raptor для новой ракеты-носителя грузоподъёмностью 150—200 тонн на низкую околоземную орбиту , что превышает возможности SLS NASA . Теперь Raptor должен был работать на жидком метане и использоваться как на первой, так и на второй ступени , поэтому был увеличен. Проект Merlin 2 был отменён .

В 2013 году SpaceX впервые объявила о работе над концепцией транспортной системы на Марс под названием « » .

Первые испытания компонентов двигателя Raptor начались в 2014 году .

ITS

27 сентября 2016 года на 67-м ежегодном Международном конгрессе астронавтики в Гвадалахаре Маск представил детали концепции « Межпланетной транспортной системы », обеспечивающей пилотируемый полёт на Марс . Транспорт ITS должен был иметь общую высоту 122 метра, диаметр 12 метров и грузоподъёмность до 550 тонн полезной нагрузки на околоземную орбиту . Планировалось, что система будет перевозить 100 человек на Марс в среднем за 115 дней . Первая , по планам Маска, была назначена на 2024 год. Предварительным местом запуска была выбрана площадка LC-39 КЦ Кеннеди .

В проекте ITS состоит из двух ступеней, космический корабль является второй ступенью, которая осуществляет выход на орбиту за счет собственного топлива после завершения работы первой ступени. Было объявлено, что для полетов к другим небесным телам будет использоваться танкерная версия корабля для дозаправки на орбите, так как при выводе на орбиту корабль расходует до 92% горючего,

В отличие от самолётной посадки космоплана системы Спейс шаттл , схема ITS базировалась на освоенной в SpaceX системе вертикальной посадки для первой ступени РН Falcon 9 . Посадки на поверхность Земли и других небесных тел Солнечной системы МТКК ITS также осуществляет вертикально путем торможения ракетными двигателями на финальной стадии полета.

Корабль был разделён на отдельные секции: в нижней части расположены двигатели и топливные баки, над ними — отсек для груза, в верхней части корабля размещаются пассажиры. На внешней поверхности в отдельных выступающих отсеках планировалось расположить механизмы выдвижения посадочных стоек, которые могли бы использоваться при посадке как на Земле, так и на других планетах.

В пилотируемом варианте от 2016 года, его длина составляла 49,5 м, максимальный диаметр 17 м, стартовая масса 2100 тонн, из которых сухая масса 150 тонн и 1950 тонн приходится на горючее ( жидкий метан ) и окислитель ( жидкий кислород ). Танкерная версия имела заправку в 2500 тонн, сухую - 90 тонн и ПН - 380 тонн.

На корабле планировалось установить 9 ЖРД замкнутой схемы Raptor :

• по окружности — 6 двигателей для максимально эффективной работы в вакууме , с увеличенным соплом (коэффициент расширения сопла — 200), производящие 3500 кН тяги с удельным импульсом 382 с.
• в центре — 3 двигателя со стандартным соплом, которые будут использоваться при посадке.

Электроснабжение планировалось обеспечивать двумя раскладывающимися крыльями солнечных батарей , общей производительностью до 200 кВт.

Абляционное теплозащитное покрытие PICA третьего поколения позволяло бы выдерживать высокую температуру при входе в атмосферу Марса, а также в атмосферу Земли на обратном пути.

В корабле предполагалось первоначально доставлять на низкую околоземную орбиту до 300 т полезного груза, а на отлетную траекторию к Марсу — до 450 т (при условии дозаправки и дозагрузки на орбите). В перспективе корабль будет способен вместить 100 и более пассажиров для полёта на Марс. Из презентации можно было сделать вывод о вместимости не менее 300 человек согласно цены экспедиции — 62 млн долл. и цены билета 200 тыс. для отдельного лица. Также, уже вне презентации, Маском высказывалась цифра необходимого груза для обеспечения одного колониста в пределах 10—100 тонн на человека.

Межпланетный корабль планировалось использовать для повторных полётов до 12 раз.

BFR

29 сентября 2017 года в рамках 68-го ежегодного Международного конгресса астронавтики в Аделаиде Маск представил обновлённый дизайн системы и её новое кодовое название — BFR . Диаметр BFR должен был составить 9-метров (30 футов ), предлагалось использовать её как для рейсов на МКС , так и для полётов на Луну или Марс . Тогда же компания SpaceX приняла решение о переходе к стратегии « бережливого стартапа » и объединении в одном проекте технологий запуска на околоземную орбиту, межпланетных полётов , а также в пределах Земли .

Концепцию урезали вдвое по тяге двигателей и массе. Стартовая масса — 1100 т, сухая — 85 т, полезная нагрузка 150 и 250 тонн для возвращаемого и безвозвратного полетов соответственно, возвращаемая полезная нагрузка с орбиты — 50 тонн. Тяга снижена до 170 т и 375 с удельного импульса на двигатель. Двигательная формула — 4/2. 4 — вакуумных и 2 — посадочных атмосферных. Дополнена информация по обитаемому объему — 825 м ³ и 40 кабин. Сменена концепция заправки. Вместо отдельного стыковочного шлюза планировалось применение универсального стыковочного интерфейса сразу для наземной и орбитальной заправки через соединение в торце: заправка от бустера (первой ступени и стартовых опор (технология РН Зенит )) и от танкера с осаждением топлива рулевыми двигателями .

Тогда же было отмечено, что дозаправка на орбите Земли позволит отправиться на Луну и вернуться на Землю без необходимости дозаправки на Луне, однако дозаправка должна быть произведена не на низкой околоземной орбите, как в случае полёта на Марс, а на эллиптической орбите , что предполагает большее количество рейсов для дозаправки корабля .

17 сентября 2018 года в рамках презентации, на которой был представлен первый космический турист Starship Юсаку Маэдзава , информация о ракете была обновлена. Теперь она должна иметь немного большую общую длину, но значительно меньшую максимальную полезную нагрузку, конструкция корабля была пересмотрена.

Starship

Очередная презентация обновлений Starship состоялась 28 сентября 2019 года . В этот раз дизайн был пересмотрен: вместо трёх крыльев, которые также выполняли роль , в новой версии были два крыла и выдвижные опоры под ними, материал корпуса и баков ракеты был изменён с углепластика на нержавеющую сталь .

Сравнение с ракетами-носителями сверхтяжёлого класса проектов SpaceX 2010 года ( Falcon X и Falcon XX ), а также с конкурирующими историческими и перспективными проектами аналогичных ракет-носителей:

	Saturn V	Энергия	Енисей	Чанчжэн-9	Falcon X	Falcon XX	ITS (2016)	BFR (2017)	BFR (2018)	Starship (2019)	Starship (2020)
Высота, м	110	59	105	101	93	100	122	106	118	118	122
Диаметр, м	10,1	16	-	10	6	10	12	9	9	9	9
Стартовая масса, т	2970	2 400	3 167	4 100	н/д	н/д	10 500	н/д	5000	5000
Полезная нагрузка ( НОО ), т	140	105	112	130	38	140	300 (550)	150 (250)	100	100	100
Тяга , кН	35 000	31 560	58 800	51 000	16 020	45 360	128 100	52 700	52 700	72 569	75 315
Экипаж	3	10 Буран	-	-	н/д	100	100	100	100	100

Испытания

Внешние видеофайлы

Для тестирования двигателей Raptor системы Starship имеются три комплекса. Один из них расположен в городе , штат Техас .

Основные испытания кораблей и ускорителей проводятся с апреля 2019 года на космодроме Starbase в Бока-Чика, Техас.

На пути к работающему Starship V1.0 планировалось построить не менее 20 прототипов, каждый из которых должен был иметь хотя бы незначительные улучшения . Все прототипы корабля заправлялись максимум на 1/3 массы горючего и окислителя — в условиях земной гравитации три двигателя не смогут поднять больше 600 тонн .

SpaceX подала две заявки в Федеральную комиссии по связи США (FCC) на первый орбитальный полёт прототипа корабля Starship. Согласно первой заявке, поданной 13 мая 2021 года , старт прототипа ожидался из Бока-Чика. 1-я ступень Super Heavy должна была совершить посадку в Мексиканском заливе приблизительно в 33 км от берега. Starship должен был продолжать полёт ещё 90 минут и совершить посадку на двигателях в океане приблизительно в 100 км от северо-западного побережья острова Кауаи ( Гавайские острова ) . Во второй заявке, поданной 28 июня 2021 , дополнительно указана максимальная высота полёта второй ступени — 250 км .

Опытный образец	Дата	Место испытания	Вид испытания	Результат
Starship SN20 / Super Heavy B4	сентябрь 2021 — конец апреля 2022	Бока-Чика, Техас	Криогенные и огневые испытания	Успех
	SN20 почти собран, на обтекатель установлены верхние крылья и его покрывают теплозащитными плитками, далее ждёт стыковка с основой частью корабля. SH Booster 4 собран, это самая быстрая сборка [ источник не указан 911 дней ] ускорителя SH, от начала крупноузловой сборки прошло чуть менее 2-х недель, 2 августа на него устанавливают весь комплект двигателей Raptor. Пока не ясно, будет ли транспортировка и тесты на герметичность баков с двигателями. Тем временем, на помощь из Флориды и Хоторна прибыло более 500 человек [ источник не указан 911 дней ] , стартовая инфраструктура почти готова. 3 августа прототип был полностью собран и транспортирован на стартовый стол, установлены все двигатели Raptor и 4 решётчатых руля, на SN20 наклеены плитки теплозащиты. 4 августа прототип Super Heavy B4 был установлен на стартовый стол для предполётных испытаний. Starship SN20 полностью собран, после чего на него начали клеить недостающие плитки теплозащиты перед тестами и установкой на ускоритель. 6 августа 2021 года Starship SN20 был поднят и установлен на ускоритель Super Heavy B4 для пробного соединения, после чего они были отправлены для дальнейшей работы. 12 ноября были проведены огневые испытания для всех шести двигателей SN20. В апреле 2022 года было подтверждено что S20 и B4 было решено списать в пользу пары S24 и B7, из-за устаревших двигателей Raptor 1 которые выдают тягу более скромную против Raptor 2.
Starship S24 / Super Heavy B7	20 апреля 2023	Бока-Чика, Техас	Статические тесты, орбитальный полёт	Частичный успех
	После списания прототипов S20 и B4 команда начала активную фазу тестирования и производства нового корабля и ускорителя для первого орбитального полёта и развёртыванию полезной нагрузки на орбите. 13 апреля 2022 года прототип ускорителя без установленных двигателей и решетчатых рулей проходил статические испытания в результате которых при нарушении методики тестирования был испорчен метанопровод ускорителя. 7 мая 2022 года, после ремонта прототип ускорителя прошёл криогенные испытания и был доставлен в сборочный цех для установки на него 33 двигателей Raptor 2 и решетчатых рулей для статического огневого испытания; прототип корабля S24 собран и находится на производственной площадке в ожидании установки двигателей и заключительными работами с теплозащитой, данный прототип впервые имел люк для вывода полезной нагрузки в виде спутников Starlink. 14 ноября B7 провёл огневые испытания 14 двигателей длительностью в 9 секунд; в результате испытания была незначительно повреждена стартовая площадка. 29 ноября B7 провёл огневые испытания уже 11-ти двигателей, длительностью в 13 секунд; повреждений площадки не зафиксировано. 23 января 2023 проведена полная заправка обеих ступеней ракеты. После этого S24 отвезли на Build Site, где поставили оставшиеся теплоплитки. 9 февраля 2023 B7 провёл успешные огневые испытания 31 двигателя Raptor на 50 процентах тяги; один двигатель отключила команда до зажигания, один отключился через 5 секунд после. 17 апреля пуск был отменен за несколько минут до старта, из-за несрабатывания одного из нагнетательных клапанов топливной системы. 20 апреля, после успешного отрыва от стартового стола и достижения высоты 39 километров — уничтожен дистанционной командой на принудительный подрыв после входа ракеты в неконтролируемое вращение, потери связи с первой ступенью, многочисленными отказами двигателей, утечкой топлива и пожаром в двигательном отсеке . Ракета взорвалась через продолжительный промежуток времени, так как структурные качества ракеты оказались лучше, чем ранее предполагала SpaceX, из-за чего мощности взрывного устройства не хватило для моментального разрушения ракеты .
Starship S25 / Super Heavy B9	18 ноября 2023	Бока-Чика, Техас	Орбитальный полёт	Частичный успех
	После частично успешного первого орбитального полета были проведены работы по ремонту стартовой площадки и улучшению ее конструкции. Были установлены водоохлаждаемые отводчики пламени. Корабль был доставлен на стартовую площадку в мае, где успешно прошел огневые испытания. FAA после проведенного расследования предыдущего полета обязало SpaceX выполнить 63 предписания для получения разрешения на следующий полет. Также было назначено выполнить требования службы охраны рыбных ресурсов и диких животных США. Старт был назначен на 17 ноября, но был перенесен на 18 ноября из-за дефекта приводов решетчатых рулей первой ступени. Согласно первоначальному плану, полёт должен был продлиться 90 минут. Ожидалось, что корабль выйдет на орбиту, сделает частичный облёт Земли и совершит посадку на воду в районе Гавайских островов . 18 ноября система успешно стартовала. 33 двигателя первой ступени работали в штатном режиме. Разделение ступеней произошло на высоте 70 км на 2 минуте 45 секунде полётного времени, после чего первая ступень взорвалась из-за резких перегрузок после разделения. [ источник не указан 67 дней ] Корабль Starship набрал высоту 148 километров. Во время запланированного выключения двигателя на 8 минуте и 4 секунде произошел взрыв и связь была потеряна .

См. также

• Список летных испытаний SpaceX Starship
• Другие полностью многоразовые космические системы:
  • Terran R
  • New Glenn
• SpaceLiner
• Skylon

Примечания

Ссылки

• // Лента.ру , 9 августа 2021
• // hi-tech.mail.ru, 27 апреля 2022
• // Газета.ru , 18 ноября 2023

В сносках к статье найдены неработоспособные вики-ссылки . Исправьте короткие примечания , установленные через шаблон {{ sfn }} или его аналоги, в соответствии с инструкцией к шаблону, или добавьте недостающие публикации в раздел источников. Список сносок: