SpaceX Starship — самая большая ракета в истории человечества
Ракета SpaceX Starship 20 апреля 2023 года оторвалась от земли и поднялась на высоту в 38 км. Несмотря на то, что в конечном итоге она потеряла управление и взорвалась, все равно установила мировой рекорд, став самой большой, мощной и тяжелой ракетой в истории человечества, которой удалось взлететь. Долгое время этот рекорд принадлежал советской ракете Н-1, которая должна была конкурировать с американской ракетой Saturn V и отправить советских космонавтов на луну. Несмотря на то, что Starship и Н-1 были созданы, можно сказать, в разные эпохи и на разных континентах, эксперты отмечают, что между ними есть много общего, причем не только в техническом плане, но и философии. Однако Н-1 не совершила ни одного успешного полета и в конечном итоге проект был свернут. Значит ли это, что подобная судьба может ожидать и SpaceX Starship?
В чем схожесть и различия двух самых больших ракет
Советская сверхтяжелая ракета Н-1 разрабатывалась с начала 60-х годов. Она была невероятно большой для своего время. Ее ширина у основания составляла 17 метров, а к верху сужалась до шести метров. Ее высота составляла порядка 105 метров. Правда, общий вес ракеты составлял 2735 метров.
Как мы рассказывали ранее, общая высота корабля SpaceX Starship вместе с ракетой-носителем Super Heavy составляет 120 метров а вес составляет 5000 метрических тонн. Самое заметное сходство между ракетами, несмотря на то, что они обе имеют гигантский размер — количество двигателей. Первая ступень советской ракеты имела 30 двигателей НК-15, а у Starship Super Heavy 33 двигателя Raptor 2.
Правда, советская ракета имела больше двигателей на последующих ступенях, да и самих ступеней было гораздо больше. Если SpaceX Starship состоит только из двух частей, то есть самого корабля Starship и ракеты-носителя Super Heavy, то Н-1 включала в себя до пяти ступеней для лунных миссий и не менее трех ступеней для орбитальных полетов. Все ступени Starship, как известно, предназначены для многоразового использования.
Советская ракета Н-1, которая должна была доставить людей на Луну
Надо сказать, что двигателя советской ракеты и новейшей разработки Илона Маска отличаются еще и топливом, на котором работают. Starship использует металокс, то есть смесь жидкого метана и жидкого кислорода. Советская же ракета заправлялась смесью углеводородного горючего и жидкого кислорода.
Двигатели НК-15 разрабатывались в начале 1960-х годов. Они развивали тягу 1526 кН и удельный импульс 297 секунд на уровне моря при массе около 1250 кг. Двигатели Raptor 2 на Starship развивают тягу 2255 кН и имеют удельный импульс 327 секунд на уровне моря при массе всего 1600 кг. То есть двигатели Raptor 2 более мощные и эффективные.
Зачем на Starship и Н-1 установлено много двигателей
С одной стороны, чем больше двигателей установлено на ракете, тем она сложнее, а значит у нее больше точек для отказа. Но зачем тогда Илон Маск пошел по тому же пути, что и СССР при строительстве своей ракеты? Смысл в том, что отказ одного или даже нескольких двигателей позволит ракете продолжить полет. Примером тому служит ракета SpaceX Falcon Heavy, которая доказала свою невероятную надежность.
На первой ступени Starship установлено 33 даигателя Raptor 2
Каждый двигатель изолирован от других противовзрывным экраном, что позволяет остальным двигателям сохранить работоспособность в случае внештатной ситуации. SpaceX внедрила улучшенные защитные экраны для своих сверхтяжелых ускорителей, что еще больше повысило безопасность ракеты.
Надо сказать, что использование большого количества маленьких двигателей имеет и другие преимущества. Их проще изготавливать, легче обслуживать, испытывать и транспортировать, в результате чего снижаются затраты на производство и испытания. Кроме того, у двигателей меньших размеров реже возникают проблемы, связанные с нестабильностью сгорания.
Почему советская ракета Н-1 была неудачной
Советская ракета Н-1, как мы сказали выше, оказалась неудачной. Все четыре испытательных запуска оканчивались ее крушением. Поэтому в 1974 году советская лунно-посадочная пилотируемая программа была закрыта, а в 1976 году были свернуты все работы над Н-1.
Советская ракета H-1 не совершила ни одного успешного полета
С чем была связана неудача ракеты? У Советского Союза были ограниченные возможности с ракетой N-1 из-за невозможности провести тщательные статические огневые испытания. Дело в том, что двигатели были одноразовыми. Соответственно двигатели, которые были установлены на ракете, не были испытаны перед запуском. Поэтому советским инженерам пришлось полагаться исключительно на пусковые испытания.
Сами по себе двигатели, как мы сказали выше, были новыми — в них была внедрена уникальная, плохо изученная на тот момент технология. Однако они оказались неудачными, склонными к отказам. Но это не единственные проблемы данной ракеты. Примитивная компьютерная система КОРД, отвечавшая за управление двигателями, также способствовала серии катастроф.
Например, если один из двигателей останавливался, компьютер КОРД должен был выключать противоположный двигатель, чтобы поддерживать равную тягу. Поэтому Советская ракета могла позволить себе потерять лишь два двигателя, что в общей сложности приводило к отключению четырех двигателей. Из-за ряда подобных проблем советским инженерам пришлось полностью отказаться от дальнейшей работы над Н-1
Ракета Starship имеет все шансы стать успешной и отправить людей на Луну
Может ли Starship ожидать неудача
Первое испытание Starship окончилось не совсем удачно, поэтому многие начали проводить параллели с советской ракетой. Правда, SpaceX проводила статические огневые испытания, однако все равно приступила к испытательному полету. Но почему инженеры решили пойти, фактически, по пути Советского Союза — круша, ломая и строя заново?
Дело в том, что даже в случае неудачи такое тестирование дает много ценной информации и новых идей. Поэтому, вместо того, чтобы преодолеть все сложности и устранить технические проблемы до полета, в SpaceX решили извлекать уроки буквально на практике.
Переходите по ссылке на наш ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ. Мы подготовили для вас множество интересных, захватывающих материалов посвященных науке.
Фактически, задача первого испытания заключалась в том, чтобы ракета просто поднялась в воздух. Вместе с тем испытывалась еще и стартовая площадка. Она не в полной мере справилась со своей задачей, как и сама ракета. Но команда получила реальный опыт и выявила все основные моменты, которые требуют улучшения и доработки.
Напоследок отметим, что в отличие от Советского Союза, у компании SpaceX имеется гораздо больше возможностей благодаря современным технологиям, которые за последние 50 лет шагнули совсем на другой уровень. Кроме того, SpaceX обладает большими и стабильными финансовыми потоками. Поэтому команда обладает серьезными шансами добиться успеха в ближайшие годы. Да, пока у SpaceX нет надежной стартовой площадки, но проблема наверняка очень скоро будет решена.
