Внешние видеофайлы

Межпланетная транспортная система ( англ. Interplanetary Transport System , ITS) — ранняя версия проекта американской частной компании SpaceX по созданию многоразового космического транспорта для доставки людей на Марс , с целью создания там в будущем самоподдерживающейся колонии . С 2018 года проект развивается под новым названием — Starship .

Подробности проекта представлены основателем компании SpaceX Илоном Маском 27 сентября 2016 года на 67-м Международном конгрессе по астронавтике в Гвадалахаре , Мексика.

Основными конструктивными компонентами системы являются возвращаемая ракета-носитель для запуска с Земли, межпланетный космический корабль для транспортировки грузов и людей, а также его танкерная модификация для дозаправки космического корабля на орбите после старта с Земли или после старта с поверхности других крупных небесных тел Солнечной системы .

29 сентября 2017 года в рамках 68-го ежегодного Международного конгресса астронавтики, И. Маск представил обновлённый дизайн системы и её новое кодовое название — BFR. По словам Маска, в будущем этой системой планируют заменить все существующие ракеты и космические корабли компании SpaceX .

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 .

Ключевые элементы системы

• Многоразовое использование всех компонентов
• Дозаправка на орбите
• Производство топлива на Марсе
• Выбор правильного топлива

Описание

Общая высота транспорта составляет 122 м , стартовая масса — 10 500 т , тяга при запуске — 128 МН . Масса выводимой на низкую околоземную орбиту полезной нагрузки составляет 550 т в одноразовом варианте и 300 т при возвращении ускорителя на стартовую площадку. Все первичные части планировалось выполнить из углепластика .

Ракета-носитель

Внешне представляет собой существенно увеличенную версию первой ступени действующей ракеты-носителя Falcon 9 .

Высота ускорителя — 70 м, диаметр — 9 м, сухая масса составит 275 т .

Масса вмещаемого топлива — 6700 т, около 7 % от общего количества будет использовано для возвращения и посадки непосредственно на место запуска. Использование трёх решётчатых рулей обеспечит максимальную точность приземления.

Ракету планировалось оборудовать 42 жидкостными ракетными двигателями Raptor , расположенными по трём окружностям вокруг центрального двигателя (1-6-14-21). Семь двигателей центральной секции могут отклоняться от центральной оси, обеспечивая контроль вектора тяги, остальные двигатели будут закреплены неподвижно. Каждый двигатель будет способен развивать тягу в 3050 кН на уровне моря, с удельным импульсом 334 с . Суммарная тяга двигателей на уровне моря составляет 128 000 кН, в вакууме — 138 000 кН .

Планировалось, что ракета может быть использована повторно до 1000 раз.

Межпланетный космический корабль

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 расположены механизмы выдвижения посадочных стоек, которые будут использоваться при посадке как на Марсе, так и на Земле.

Высота корабля составляет 49,5 м, максимальный диаметр — 17 метров, сухая масса — 150 т, масса топлива — 1950 т .

На корабле планировалось установить 9 двигателей Raptor :

• по окружности — 6 двигателей для максимально эффективной работе 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 раскладывающихся 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 доставлять на НОО до 300 т груза, а на Марс  — до 450 т полезного груза (при условии дозагрузки на орбите). В перспективе корабль должен был способен вместить 100 и более пассажиров для полёта на Марс .

Межпланетный корабль планировалось использовать для повторных полётов до 12 раз.

Заправщик

Повторяет общую схему конструкции с межпланетным кораблём для снижения стоимости разработки и постройки. Секции для груза и пассажиров предполагалось заменить топливными баками для дозаправки основного корабля на орбите в ходе нескольких повторных запусков.

Отсутствие дополнительного оборудования уменьшает сухую массу заправщика до 90 т, вместимость топлива увеличится до 2500 т. За один раз корабль сможет доставить до 380 т топлива для дозаправки .

Ожидалось повторное использование заправщика до 100 раз.

Топливо

Одним из ключевых элементов системы является выбор топлива, в связи с необходимостью его производства используя ресурсы Марса. Это, в сумме с другими факторами (величина топливных баков, стоимость топлива, удобство его в хранении, влияние на повторное использование оборудования) определило выбор криогенной топливной пары жидкий метан ( топливо ) и жидкий кислород ( окислитель ) как для ускорителя, так и для корабля. Оба эти компонента можно добывать на Марсе из углекислого газа и воды с помощью реакции Сабатье . Кроме того, возможность использования газообразного метана для создания и поддержания высокого давления в топливных баках и для пневматических приводов различных систем ракеты позволит отказаться от использования сжатого гелия. Также, сжатый метан будет использован в системе ориентации в качестве рабочего газа для набора газовых сопел, что позволит отказаться от использования сжатого азота .

Стартовая/посадочная площадка

Изначальный план предусматривал постройку старто-посадочного комплекса в рамках ныне используемого компанией SpaceX комплекса LC-39A на территории Космического центра Кеннеди на мысе Канаверал . В дальнейшем могла потребоваться постройка и других комплексов .

Планируемая схема полёта

Ракета-носитель разгоняет закреплённый на ней космический корабль до скорости 8650 км/ч , и после отстыковки возвращается на Землю. После отстыковки от ракеты-носителя, корабль, выполняя роль второй ступени и используя все 9 двигателей, продолжает полёт до достижения парковочной орбиты, и, израсходовав почти всё топливо, дожидается корабля-заправщика. С помощью крана на стартовой площадке корабль-заправщик устанавливается на вернувшуюся ракету-носитель и запускается для стыковки с главным кораблём и его дозаправки. После этого заправщик возвращается на стартовую площадку для повторения процесса. Всего требуется до 5 дозаправок. Полностью заправленный межпланетный корабль совершает импульс вакуумными двигателями в 6 км/с для выхода на быструю, полу-эллиптическую траекторию ^{[ уточнить ]} к Марсу, после чего последует полёт длительностью в среднем 115 дней. При достижении Марса (скорость подлета 8,5 км/с ), корабль максимально использует атмосферу планеты для торможения, после чего, с помощью 3 центральных двигателей, осуществят гашение остаточной скорости в 1-1,5 км/с и вертикальную посадку на поверхность. Максимально испытываемые пассажирами перегрузки составят 4-6 g . После заполнения баков произведённым на Марсе топливом, корабль может стартовать к Земле используя только собственные двигатели, без ракеты-носителя, из-за сравнительно низкой величины второй космической скорости для этой планеты .

Стоимость

	Ускоритель	Заправщик	Корабль
Стоимость производства (в млн. $)	230	130	200
Повторное использование (раз)	1000	100	12
Запусков в одной миссии	6	5	1
Средняя стоимость обслуживания на 1 запуск (в млн. $)	0,2	0,5	10
Общая стоимость одной миссии (в млн. $)	11	8	43

Стоимость топлива — $168 за тонну
Стартовый комплекс — $200 000 за запуск
Общая стоимость миссии — $62 млн.
Доставляемый груз — 450 т.
Стоимость доставки тонны груза на Марс: <$140 000 ^{(слайд 41)} .

Другие миссии

По заявлению разработчиков, корабль может совершить автономную посадку на любой твёрдой поверхности в пределах Солнечной системы. Во время презентации были представлена возможность выполнения миссий корабля на луны Юпитера и Сатурна , к объектам пояса Койпера и облака Оорта , при условии создания дополнительных топливных депо в космосе .

Примечания