SpaceX Falcon Heavy: всё, что нужно знать перед пуском!

Мы решили помочь вам не пропустить видео от наших друзей с Aльфа Центавры. То есть от наших друзей из Alpha Centauri.

Чай, не каждый день сверхтяжёлые ракеты запускают.

Семилетний путь к запуску Falcon Heavy вывел нас на финишную прямую: старт назначен на январь, для прессы уже открыта аккредитация… А мы в Alpha Centauri рассказываем вам о том, что следует знать о предстоящем запуске самой тяжёлой действующей ракеты-носителя SpaceX Falcon Heavy.

Во-первых, следует понимать, что это будет испытательный пуск. В качестве тестовой же полезной нагрузки выступит личная Tesla Roadster Илона Маска цвета midnight cherry и это… нормально. На первых испытательных пусках ракет обычно запускают массогабаритные макеты для имитации нагрузки. Например, на первом запуске корабля «Dragon» внутри него была головка сыра. Просто знайте, что никакие спутники никуда выводиться не будут, зато будет играть песня Дэвида Боуи Space Oddity.

Во-вторых, да, заявлено, что Tesla полетит в направлении Марса. Именно «в направлении», а не на Марс, и даже не на его орбиту, как любят писать в СМИ. Дело в том, что космическому аппарату для выхода на орбиту космического тела необходим тормозной импульс — импульс, сообщаемый в направлении, противоположном от направления орбитальной скорости. У родстера нет двигателя, то есть, есть, конечно, но в космосе он бесполезен. Поэтому затормозить ему нечем: автомобиль просто пролетит мимо Марса и, скорее всего, задержится где-то в поясе астероидов, между Марсом и Юпитером.

Если у вас все ещё есть сомнения, ну или вера в полёт к Марсу, советую учесть также и тот факт, что оптимальное пусковое окно для подобного запуска откроется лишь в апреле 2018 года. И продлится два месяца. Кстати, именно тогда хотят запустить миссию NASA «Insight», о которой мы уже рассказывали в предыдущих роликах.

C догадками и неточностями, надеюсь, разобрались, теперь перейдём к самой ракете. Изначально её планировали запустить целых пять лет назад — в 2013 году. Эта дата была озвучена Илоном Маском ещё в 2011-м, когда даже Falcon 9 выглядела несколько иначе, чем сейчас. Высотой она вся была примерно с первую ступень современных версий ракеты, до первой успешной посадки оставалось полдесятилетия, и даже двигатели Merlin были расположены иным образом. А их мощность была довольно низкой.

Если считать этот момент исходной точкой в начале серьёзной проработки Falcon Heavy, в принципе, можно понять, почему дата сдвинулась аж на несколько лет. Инженеры поняли, что у них есть достаточно пространства для совершенствования конструкции Falcon 9, улучшения двигателей, отработки посадки… и просто решили не спешить. Ведь даже предыдущая версия «Сокола» под названием Block 3 (да и следующий переходный вариант Block 4) развивает почти вдвое большую тягу (8227 кН в вакууме) и позволяет вывести почти в два раза более тяжёлую полезную нагрузку на низкую околоземную и геопереходную орбиты.

Получается, что часть заказов, которые планировалось выполнять при помощи Falcon Heavy, SpaceX уже сегодня могут запускать на Falcon 9. А ведь впереди ещё и финальная версия ракеты — Block 5. Я уже не говорю о том, что SpaceX за последние два года успешно посадила 20 первых ступеней, что позволяет значительно сэкономить на производстве блоков для Falcon Heavy.

Вот так мы плавно переходим к конструкции этой сверхтяжёлой ракеты.

Итак, масса доставляемой ею полезной нагрузки в три раза превышает аналогичный показатель для Falcon 9. На самом деле это логично, ведь помимо усиленного центрального блока SpaceX будет использовать два боковых ускорителя, которые тоже являются первыми ступенями! Оба ускорителя уже летали в космос: первый — 18 июля 2016 года в миссии CRS-9, второй — 27 мая 2016, миссия Thaicom-8. Ожидается, что Falcon  Heavy сможет выводить до 64 тонн на низкую околоземную орбиту, до 26,5 тонн на геопереходную. И до 17 тонн к Марсу. Чтоб вы понимали, объект массой с Международную космическую станцию такая ракета может вывести на орбиту Земли за 8-9 пусков. Так что действительно Falcon Heavy станет самой тяжёлой из действующих ракет, более чем в два раза превосходя ближайшую конкурентку, Delta IV Heavy.

Из особенностей конструкции можно отметить решётчатые рули. Ожидается, что будет использоваться более новая их версия — титановая. За счёт особенной формы они позволяют лучше контролировать момент замедления в момент преодоления звукового барьера (обычные решётчатые рули в такие моменты, когда возникает ударная волна, практически бесполезны). Если вы вдруг не поняли, это происходит, когда первая ступень уже возвращается к месту посадки. Пока что мы видели такую конструкцию всего один раз: 25 июня 2017 года, во время запуска миссии Iridium-2. В остальных пусках продолжают использовать старые, алюминиевые рули.

Если вы помните, в качестве первой ступени будет использоваться модифицированная первая ступень Falcon 9. Основные модификации касаются укрепления её конструкции, ведь ракете придётся справляться с бóльшими нагрузками. Ускорителям удалось избежать этой участи, потому что они отделяются раньше, чем центральная ступень. Кстати, она называется Central Core (или центральный блок).

Все три «первых» ступени — боковые ускорители и центральный блок — будут возвращены на Землю. Первые должны совершить посадку неподалёку от места старта, на мысе Канаверал, а Central Core сядет на плавучую баржу в Атлантическом океане.

Интересно и решение по поводу того, как «связать» ступени между собой: для этого будут использованы лонжероны, идущие вдоль конструкции, и штоки, проходящие поперёк неё. Подобные штоки используются на уже упомянутой сегодня Delta IV Heavy производства United Launch Alliance. Все эти удерживающие элементы будут отсоединяться при помощи гидравлики: в отличие от конкурентов, SpaceX не использует пиропатроны. Как сказал Илон Маск, «в любом случае нас ожидает красивое зрелище», и у меня нет оснований ему не верить.

Главных сложностей в этом тестовом запуске три.

Первая — одновременное зажигание 27 двигателей Merlin во время старта ракеты. Хотя лично я честно считаю, что с этим проблем возникнуть не должно.

Вторая — возврат боковых ускорителей и центрального ,блока. SpaceX уже давно успешно проделывает этот трюк с отдельными ступенями, но здесь всё-таки задача посложнее. Кстати, где-то проскакивала информация, будто компания Илона Маска постарается вернуть и вторую ступень. Президент компании Гвинн Шотвелл действительно упоминала, что они могут попробовать спасать вторую ступень ракеты Falcon 9, но это будет исключительно для накапливания данных/исследований, а не многоразового использования ступени.

Третья сложность заключается в самой миссии, в том, что это будет вообще первый запуск этой ракеты-носителя. Чисто физически невозможно всё предугадать и рассчитать. Хотя, если сравнивать с первыми ракетными пусками прошлого века, у нас сегодня имеются сверхточные датчики, сверхмощные компьютеры и сверхудачливый Илон Маск, но какие-то сюрпризы гарантированно будут. И успех миссии будет зависеть от возможности SpaceX оперативно на эти сюрпризы реагировать.