Почему Starship Илона Маска постоянно взрывается?

У паблика Кэткэт вчера прошёл офигительный темдень про космос. Кому интересна эта тема – идите и наслаждайтесь. А я только оставлю здесь самую увлекательную заметку из него – про особенности создания космических ракет.

ПОЧЕМУ STARSHIP ИЛОНА МАСКА ПОСТОЯННО ВЗРЫВАЕТСЯ?
Часто на просторах этих ваших интернетов я вижу прелюбопытнейшие тейки, вроде: «у Маска в очередной раз чёто ебнуло, значит его компания скоро обанкротится, а новая ракета говно» и такие заявления встречаются довольно часто. Так почему же у SpaceX действительно такое количество взрывов?

Начать стоит с того, что есть два пути разработки космической ракеты. Первый — мы всё просчитываем на Земле, проводим кучу статических испытаний на стенде и в первый полёт отправляем уже фактически готовое изделие. Второй — мы строим кучу прототипов из говна и палок и вносим изменения в конструкцию по ходу дела. В результате к первому серьезному полёту мы имеем надежный аппарат, в котором учтены всевозможные ошибки. И главное — это сделано относительно быстро. Метод проб и ошибок или же итеративный подход.

Когда какой путь выбирается? Первый актуален для тех разработок, идея которых очевидна. Например — обычная ракета. Мы знаем, что она должна лететь на орбиту Земли и тащить за собой груз и мы знаем, как она это делает. Такой подход используют все современные национальные космические агентства при разработке ракет. Это позволяет минимизировать издержки во время разработки и отправить в первый полёт уже готовое изделие.

Второй же применяется в случае совершенно нового, революционного проекта. Таковым являлась многоступенчатая ракета Р-7 в конце 50-х годов, сверхтяж Н-1 с 30 двигателями в 60-е или же многоразовая ракета Falcon-9/Starship (в случае Сокола — первая ступень) от SpaceX. Так как до этих разработок ничего подобного не существовало. Как для нас сегодня многоразовые ракеты являются новшеством, так и тогда многоступенчатая ракета казалась чудом науки. Такой путь хоть и дороже первого, но позволяет не допустить фатальных ошибок во время разработки, которые могли бы серьезно повлиять на проект в будущем.

По первому пути стандартно идут NASA и Роскосмос с 70-х годов прошлого века. По второму — SpaceX. Почему именно так? Всё дело в том, что национальные агентства, после первых грандиозных проектов, перестали взрывать каждый второй прототип. Зачем, если уже есть опыт предыдущих ракет. Перед пуском каждого нового изделия все его системы тщательно проходили испытания, ведь после каждого неудачного испытания нужно отчитываться перед Конгрессом/Устиновым, так как средства выделяются, а результата нет.

Вы спросите, а как же Шаттл и Буран, разве это не революционные разработки? И да и нет. Да, такого проекта раньше не существовало, но идея космопланов прорабатывалась ещё на заре космонавтики. К моменту начала разработки Шаттла было понятно как летает самолёт и что нужно сделать, чтобы он не сгорел в верхних слоях атмосферы. Сложили два и два — получили челноки.

В случае же Falcon 9 это не столько ракета, сколько многоразовая ступень с заданной точкой посадки. В США ничего подобного ранее не создавалось (ускорители Шаттла не контролируемо возвращались с помощью парашютов и их было сложнее восстанавливать после купания в океане), в СССР были подобные проекты, но он закончился слишком рано (в частности, проект посадки ступеней по «самолетному» типу). Именно в силу новизны проекта большое количество первых ступеней Falcon 9 было потеряно в первые 3 года полётов, а некоторые даже после успешной посадки были непригодны к повторному использованию. SpaceX выкладывали видео, посвященное многочисленным бабахам первых ступеней.

Проект Starship был революционным во всём. Никогда корабль не являлся одновременно ракетой-носителем. Всегда было разделение, ракета и корабль являлись отдельными системами. Носитель выводил корабль в космос и только там он начинал свою работу. Соответственно, его предназначение ограничивалось лишь пилотируемыми экспедициями и всем, что с ними связано.

Starship же начинает работу своих двигателей ещё до преодоления линии Кармана (условная граница космоса в 100 км) и его спектр задач весьма велик. Это банальный вывод спутников на орбиту Земли (его основная нагрузка — это интернет-система Starlink), пилотируемый полёт на Луну с дальнейшей посадкой на её поверхность, снабжение МКС и лунной орбитальной станции, земная транспортная система (полёты Земля- Земля), ну и, конечно же, полёт на Марс, ради чего его формально и строят. Но у него есть ещё одна особенность.

А именно — полная многоразовость всех систем ракеты. Первая ступень системы Starship — Super Heavy — огромный бустер с 33 двигателями, который должен придать основное ускорение кораблю Starship, а затем вернуться на стартовый стол (причем не как первая ступень Falcon 9, которая опускалась на платформу, а с помощью захвата гигантской металлической конструкцией (Мехазилла) прямо над стартовым столом). Сам космический корабль, после работы на орбите, должен пройти через плотные слои атмосферы и, заняв горизонтальное положение, спускаться до высоты 500-1000 метров. Дальше идёт самый интересный момент. Старшип включает 3 двигателя Раптор и разворачивается на 90 градусов, переходя из горизонтального положения в вертикальное и уже в таком виде его снова захватывает Мехазилла.

В итоге на Землю вернулись 2 части одной ракеты, которые после проверки всех компонентов соединяют и вновь отправляют на орбиту. Красиво, согласны? Правда такая картинка наступит далеко не сразу, потребуются годы и десятки взрывов (дай Бог без участия людей), чтобы эти планы реализовались в полной мере. И то, я не уверен, что всё задуманное будет реализовано. Делалось ли такое раньше? Нет, такого не было. Да в Советском Союзе шла разработка полностью многоразовой ракеты, но дальше прохождения нескольких государственных комиссий дело не пошло — страна перестала существовать, да и принцип многоразовости там был иной. Так что у SpaceX нет проекта из прошлого, на который можно опереться, всё нужно создавать с нуля. И, как мы сейчас видим, у них это получается. Взрывов действительно много — но и результата не мало.

Так что итоговый ответ на вопрос «Почему Starship Илона Маска постоянно взрывается?» довольно простой — потому что идёт разработка невиданной сложности системы, которой раньше не существовало даже в набросках. И для роста качества проекта нужно постоянно проводить испытания, особенно в критических частях проекта (предпосадочный разворот). Так как если опираться сугубо на теорию, которая не проверена на практике, при генеральном испытании может произойти огромный взрыв и весь проект будет нуждаться в переработке. А если постоянно делать пiдрыв дешевых прототипов, то все критические вопросы могут решиться довольно быстро и главное дёшево. Как-то так.