Примітка редактора: Це гостьове повідомлення написали Лукаш Давія та Марійн Ахтернам.
Ввівши «ракети багаторазового використання» в пошукову систему, ви не можете не звертатися до поваги пов'язаних з SpaceX посилань, які заповнюють екран. Причина цього зрозуміла: із загибеллю космічного човника та відсутністю чіткого планування на майбутнє більшістю старих гравців у космічному полі, прямолінійний план SpaceX, найближчий план і попередні польотні випробування роблять їх улюбленим для всіх, щоб різко скоротити витрати на орбіта з ракетами, які повертаються додому - готові до повторного використання.
І з майбутнім запуском 14-ї ракети Falcon 9 SpaceX 6 січня, що перевозить Дракона на МКС, потенціал справжнього використання ракет, безумовно, досягається вперше за останні 90 років від часу, коли Годдард запустив першу в світі ракету з рідким паливом з Массачусетс в 1926 році. Однак зараз важливіший час, ніж коли-небудь, щоб загартувати наші дикі очікування щодо можливості ракет, які самі летять назад до стартової площадки. Хоча ракетна революція може бути серед нас, це багаторазовий багатоетапний процес, який виходить за межі будь-якої єдиної місії - і ми не повинні сподіватися, що незабаром відбудеться регулярне повторне використання, подібне авіакомпанії, і великі падіння витрат.
Слід зазначити, що Елон Маск, за всі свої дивовижні досягнення, ніколи не ставив жорсткої та швидкої часової шкали, коли буде доступна дешева та доступна ракета, не кажучи вже про солідну ціну. Чому? Просто тому, що ми в'їжджаємо на територію, яка залишається незареєстрованою.
Єдиним ракетним апаратом в історії, який коли-небудь повторно пролітав після досягнення орбіти, був космічний човник. Незважаючи на повторне використання найдорожчої частини будь-якої ракети - двигуни та пов'язані з нею системи, човен коштував щонайменше 450 мільйонів доларів для запуску за даними NASA, з відносно невеликим навантаженням на 24 метричні тонни до низької орбіти Землі, або майже 19 000 доларів за кілограм . Включаючи витрати на розробку, підсумовані та розділені на один політ, ціна на запуск може становити до 1,5 мільярдів доларів, або тричі зазначеної суми НАСА. Те, що мало різко знизити вартість кілограма підйому вантажу на орбіту, виявилося одним з найдорожчих ракет-носіїв в історії людства. Чому це стало таким дорогим?
Концепція космічного човника стала результатом шлюбу між НАСА, ВВС та іншими партнерами. Кожен бажав своїх власних дизайнерських специфікацій, які в кінцевому підсумку виробляли дивовижний транспортний засіб без чітко визначеної мети, і це стало «ловити все» космічної галузі. Головним чином, NASA дуже сильно занижувала необхідне обслуговування після кожної місії. Після кожного польоту весь транспортний засіб доводилося реконструювати: замінювали плитку, оглядали двигуни, відновлювали бустери. Зокрема, тріо основних двигунів RS-25 потрібно було розібрати і перевірити на наявність усіх можливих дефектів, які можуть спричинити збій, і коли щось порушилось, не було здорової лінії живлення, яка могла б легко їх замінити, викликаючи Вартість запчастин до швидкої ракети, а підтримка робочої сили, готової та здатної відремонтувати Шаттл, швидко стала грошовою раковиною, яку НАСА так і не змогла відновити.
SpaceX - це не НАСА. Вони запровадили більш спритний, чуйний підхід до розвитку своїх продуктів, який був надзвичайно успішним. У них також є роки попередніх проектів (з різних джерел), щоб навчитися тому, що NASA цього не зробили. Однак це не проблеми, від яких можна просто відмовитись. Скоріше, це основні питання, які потребують вирішення: не залишається жодної межі фізики.
Поширеною темою висловлювань Москви є зухвалий прагнення революціонізувати модель «одного використання та відкинути її», що домінувала в ракетній галузі з самого початку, перетворюючи її на щось більш тісне, пов’язане з сервісною моделлю авіакомпанії. Це велике завдання навіть за стандартами Iron Man.
Багато вболівальників демонструють недооцінку бар'єрів для вступу. Насправді, в недавньому опитуванні, проведеному на фан-спільноті SpaceX на Reddit.com, коли його попросили розмістити освічену здогадку про ціну пуску ракети Falcon 9 за 5 років, значна частина з майже 600 респондентів вибрала цінність нижче 20 000 000 доларів. Деякі навіть вибрали ціни нижче 10 000 000 доларів. Хоча керівник проекту SpaceX, Гвінна Шотвелл згадувала про те, що багаторазові запуски Falcon 9 можуть врешті-решт призвести до цін у $ 5-7 мільйонів, це, мабуть, далеко в майбутньому, далеко поза зорі багаторазових ракет. З певної точки зору, п'ять років тому в 2010 році SpaceX запустила дві ракети Falcon 9. Минулого року їх запустили шість, а раптом до 2020 року вартість стандартного запуску Falcon 9 буде втричі дешевшою? Звідки взялося це додаткове прискорення розвитку? Можливо, це випливає з розуму деяких злегка надто оптимістичних шанувальників.
Насправді, щось навіть таке базове, як тривале обслуговування двигуна, поки що відносно невідоме. Раніше SpaceX уточнив, що життя кожного двигуна становить приблизно 40 вистрілів, і випадковий спостерігач припускає, що це призведе до роботи двигуна, який можна використовувати в 40 місіях. Однак з трьома пожежними випробуваннями двигуна перед кожним запуском, самим запуском і трьома опіками, необхідними для завершення процесу повторного виходу та повторної посадки, центральному двигуну насправді потрібно виконати 7 разів, щоб виконати завдання, і з дев'яти двигуни на кожній нижній ступені - навіть при більшості лише декількох вистрілень, що призводить до отримання досить багато деталей, які можуть вийти з ладу після кожного польоту. Перевірка цих несправностей та їх усунення може стати набагато дорожчим та забираючи багато часу, ніж можна сподіватися.
Наприклад, діаметром 3,66 м і висотою приблизно 42 метри є майже 500 квадратних метрів поверхні першого ступеня, яка була піддана з одного боку впливу гарячих температур рідкого кисню та охолодженого гасу, а з іншого , різні температури від повторного входу в супу нижню атмосферу. Насправді навіть накопичення льоду на зовнішній поверхні транспортного засобу є досить вагомим, щоб істотно змінити масу автомобіля! У межах великої площі потенціал накопичення може бути накопичений при розтягуванні, термодинаміці та тиску. Смуги можуть звести нанівець і утворити тріщини волосся. Це небезпека, яка може призвести до критичної невдачі під час оперативної місії, і така подія може назавжди увійти в зв'язок між зароджуваною ракетою багаторазового використання та нестабільністю у свідомості операторів супутникового зв’язку та страхової галузі. І хоча Falcon 9 можна вважати переробленим, але навряд чи SpaceX буде грати в ракетну рулетку.
Незважаючи на те, що головний інженер ракети оцінив ймовірність удару монети, після сподівальної пропульсивної посадки CRS-5 на нещодавно охрещеному «автономному десантному кораблі безпілотника», порожній перший етап, ймовірно, буде доставлений назад в штаб-квартиру Хоторн, штат Каліфорнія, SpaceX і перевіряється за допомогою різних методів руйнівного та неруйнівного аналізу кількісно визначити, як жорсткість прискорення до швидкості майже 2 кілометри в секунду за менше ніж три хвилини, а потім достатньо сповільниться, знову потрапляючи в атмосферу, щоб приземлитися в безпосередній близькості до моря та солі , впливають на транспортний засіб.
Інший приклад потенційної вартості ремонту полягає у виборі палива SpaceX - гасу. Він горить відносно брудно, про що свідчить напівпрозорий стовп коричнево-чорної сажі, на який піднімається Falcon 9, відкидання до днів ранніх літаків. Це призводить до ефекту, переважно пов'язаного з двигунами керолокса, відомими як «коксування» - де неповнозгоджена сажа прилягає до майже розплавленого двигуна і сопла, знижуючи його здатність випромінювати тепло. Почистіть, кажете? Вітаємо, щойно ви внесли оновлення в рівняння, чого прагне уникнути SpaceX.
Навіть ігнорування самого транспортного засобу, запуски та необхідні хімічні речовини дорогі! Є гелій надмірно цінних, який необхідний для збереження резервуарів під тиском, і пірофорна рідина для запалювання TEA-TEB, яка використовується для початку вибухового шлюбу між RP-1 & LOX. Це не лише хімічні речовини. Також існують запуск експлуатації наземних робіт, починаючи від заробітної плати працівників, до тьмяного процесу подання заявок на отримання дозволу, до трохи цікавішої абстрактної фарби, яка покриває структуру Transporter-Erector, яка тримає вертикаль Falcon 9, до витрат на транспортування та переїзд. По всій імовірності, поточні капітальні витрати на один запуск, ігноруючи очевидну вартість самої ракети, загалом у районі плюс 3 мільйони доларів.
По суті, ми повинні відключити повторну посадку, оновлення, повторне використання та фінансово життєздатне та швидке повторне використання одне одного. Концепція може зрозуміти, що всі чотири є різними, а успіх одного не означає, що наступний крок гарантований. Через це знаки питання все ще залишаються над витратами, часом та складністю завершальних кроків, необхідних SpaceX для завершення свого генерального плану ракет для багаторазового використання. Наприклад: повторна посадка ракети не обов'язково робить оновлення відсутнім. Це головна історія космічного човника.
Посадка сама по собі не революціонізує ракету; швидше, ми можемо усвідомити лише те, що революція вдосконалення ракетної конструкції в модель, подібну до авіакомпанії, відбулася добре лише оглянувшись у дзеркало заднього виду.
Ми живемо в надії, що SpaceX досягне того, що спочатку мав на меті зробити майже 13 років тому. SpaceX підійшов далеко, набагато ближче, ніж хто-небудь інший до цієї мети, але, як сказав сам Маск, "Ракети важкі". Удачі команді SpaceX у майбутній спробі запуску та посадки CRS-5, це початок чогось більшого.
Автор Лукас Давія та Марійн Ахтернам
Біос: коли не жонглюєте, будучи студентом програмного забезпечення та розробником веб-очок у Новій Зеландії, Лукаш Давія є самозакоханим SpaceX-наркоманом, і його можна знайти, коли він сприяє спільноті Reddit / r / SpaceX, додавши на свій веб-сайт SpaceXStats.com та створюючи інфографіку. Вірите чи ні, він знайде час для виходу на вулицю та походу у вільний час теж!
Марійн Ахтернам - голландський студент, самопроголошений інженер-крісло та фанатик космічних польотів, якого часто можна зустріти, коли він працює в / r / space та / r / SpaceX Reddit.
