Симуляция захвата первой ступени Starship вызывает некоторые вопросы насчёт концепции

18:33 22/01/2022
Комментарии 8 👁 973

Исполнительный директор SpaceX 20 января поделился в Твиттере симуляцией посадки первой ступени Super Heavy. Визуализация данной процедуры показывает, как это могло бы выглядеть в реальности. Однако, появилось много вопросов по поводу процедуры посадки.

С конца 2020 года начала развиваться идея ловли первой ступени системы Starship “палочками для еды” (“руками”), что станет альтернативой уже традиционным посадкам многотонных ракет на обыкновенные посадочные площадки. Это будет кардинально иной метод, в отличие от метода посадки первой ступени Falcon 9.

Falcon 9, как относительно небольшая ракета, должна иметь небольшую массу конструкции, чтобы быть в классе тяжёлых ракет-носителей и при этом иметь возвращаемую первую ступень. И действительно: сухая масса ракеты – без учёта полезной нагрузки – составляет около 25-30 тонн, полная – 450 тонн [ред.: следует показать, насколько хорошо оптимизирована Falcon 9. Так, конструкторское совершенство (отношение массы заправленной ракеты к её сухой массе) второй ступени составляет около 27, что является прекрасным показателем]. Продолжение практики массовой оптимизации со Starship – хорошее направление. Когда будут реализованы планы по увеличению баков космического корабля и добавлению ещё 3-х двигателей Raptor, очень вероятно, что масса полезной нагрузки достигнет невиданных ранее 200 тонн на НОО!

Для ловли может потребоваться больше топлива, чем для обычной посадки. 10 с работы двигателя при ускорении против движения в 20 м/с^2 дадут 100 м/с характеристической скорости + 100 м/с гравитационных потерь.

Suicide burn [ред.: манёвр, при котором к моменту касания посадочными опорами поверхности скорость максимально близка к нулю. Используется для посадки Falcon 9] в течение 5 с и 30 м/с^2 даст 100 м/с характеристической скорости + 50 м/с гравитационных потерь.

Вообще говоря, SpaceX обладает потенциально самой мощной из когда-либо построенных ракет, которая также является довольно сложной в исполнении за счёт упрощения многих конструкций. Компании, конечно, придётся пожертвовать некоторой массой полезной нагрузки, чтобы сделать ракету более надёжной и совершенной, однако это того стоит. Когда Starship начнёт совершать регулярные полёты на низкую околоземную орбиту, SpaceX будет получать много опыта, который поможет в дальнейшем развитии системы и приблизит человечество к колонизации Марса.

По всей видимости, SpaceX пытается существенно оптимизировать корабль, пока он ещё на Земле. Илон Маск однажды сказал, что ловля Super Heavy осуществляется с целью экономии на массе посадочных опор, а также чтобы довольно быстро готовить космической корабль с первой ступенью к очередному полёту. К сожалению, судя по симуляции ловли ускорителя Super Heavy, все несколько странные решения могут обернуться к ухудшению положения с разработкой транспортной системы.

Судя по телеметрии, показанной на симуляции, ловля Super Heavy будет довольно мягкой, в отличие от более жёсткого Suicide Burn, который используется для Falcon 9. При Suicide Burn Falcon 9 довольно быстро замедляет свою скорость, делая посадку весьма короткой, что экономит топливо. При ловле придётся сильнее снижать скорость, более того, ускоритель должен попасть на совсем небольшую площадь, чтобы “палочки для еды” могли схватить его.

Несмотря на аргумент Маска в пользу того, что при ловле значительно увеличится скорость подготовки ракеты к новому запуску, трудно понять, что мешает делать тоже самое при посадке на специальную площадку, ведь Super Heavy является достаточно точным. Единственное, что явно может сократить процесс подготовки к новому полёту – быстрая установка космического корабля на ускоритель.

Дорогие друзья! Желаете всегда быть в курсе последних событий во Вселенной? Подпишитесь на рассылку оповещений о новых статьях, нажав на кнопку с колокольчиком в правом нижнем углу экрана ➤ ➤ ➤

Источник

8 Comments

  1. Некоторые тезы, сформулированной концепции ловли Super Heavy, конструктивно представлены и разьяснены в
    https://www.youtube.com/watch?v=_DXwsUJMO40.
    Также даны ответы на вопросы автора рассуждения.
    Так что все О’k!
    Очередь за летными испытаниями системы Starship и расчетами конструкции для ее оптимизации и строительства башни обслуживания на плавучих платформах.

    5
    7
  2. Сомневаюсь я. Буду рад, если сомнения окажутся напрасными. Imho, и для сверхтяжа можно было бы попробовать применять уже отработанную схему посадки Фалькона. Для обеих ступеней. И еще. Зачем гонять здоровенную дуру (с нехилой сухой массой) в межорбитальные перелеты (лунный лендер, про марсианскую эпопею вообще в пользу бедных), да еще с посадкой на Луну, городить для этого сложную многократную (а стало быть потенциально ненадежную) схему дозаправки на НОО, вместо использования старшипа в качестве многоразового транспорта на НОО по примеру того же шаттла. Парой стартов можно было бы собрать полностью готовый к лунной миссии перелетный взлетно-посадочный комплекс на несколько астронавтов. Или ту же лунную базу с посадкой в автомате. В общем х.з. дурная кмк затея в нынешнем варианте.

    2
    9
    1. Но с учетом концепции заправки Старшипа для обратного пути к Земле из местных ресурсов на Марсе – других вариантов вроде бы и нет. Делается универсальная схема/корабль с частичной полгонкой под местные условия (в частности, не понятно, что будет с заправкой метаном для Лунного Старшипа, с углеродом на Луне не очень боХато).

      3
      8
      1. ” что будет с заправкой метаном” “на Луне” прог-ой не предусмотрено.
        Не исключено, что Маск согласует с НАСА последующее ее использование.
        После 2024 г будет понятно.

    2. Насчет “попробовать применять” не получится из-за компоновки двигателей.
      “гонять здоровенную дуру” для
      1 перспективы обустройства на поверхности Луны;
      2 дополнение для жилого модуля на окололунной орбите.
      Условия HLS предусматривали возможность полета к Марсу.

      База SpaceX на околунной орбите не в помеху будет.
      У Маска есть целое рассуждение по рассматриваемому вопросу.
      Главное, разрешение на старт при 140-160 Дб!

    3. Вариант “использования старшипа в качестве многоразового транспорта на НОО по примеру того же шаттла.” будет.
      ВВС уже заключили контракт ($120-150 M).

  3. К “Что мешает ….” конструкция (размеры-диаметр, термодинамика) “юбки” не позволяют реализовать “типичный” вариант посадки бустера (на “ноги”).
    У пилотируемого корабля будет двойной вариант.

    1. Испытания с бустером по установке возможны в конце января.

Добавить комментарий