Какие двигатели использует илон маск на своих ракетах
Перейти к содержимому

Какие двигатели использует илон маск на своих ракетах

  • автор:

Илон Маск показал 29 двигателей SpaceX Raptor на огромной ракете Super Heavy перед её первым орбитальным запуском

Основатель Tesla и SpaceX Илон Маск (Elon Musk) на своей страничке в социальной сети Twitter опубликовал фотографии, которые подтверждают, что 29 двигателей SpaceX Raptor установлены на ракете Super Heavy перед её первым орбитальным запуском.

В середине июля SpaceX провела тестовый запуск трёх двигателей ракеты-носителя Super Heavy. В ближайшее время SpaceX планирует запустить 9 двигателей одновременно.

Илон Маск показал 29 двигателей SpaceX Raptor на огромной ракете Super Heavy перед её первым орбитальным запуском

Ракета SpaceX Super Heavy предназначена для многоразового использования в качестве ускорителя первой ступени для вывода на орбиту массивного космического корабля Starship. Высота Super Heavy составляет 70 метров, ракета должна будет нести космический корабль Starship высотой 50 метров.

Илон Маск показал 29 двигателей SpaceX Raptor на огромной ракете Super Heavy перед её первым орбитальным запуском Илон Маск показал 29 двигателей SpaceX Raptor на огромной ракете Super Heavy перед её первым орбитальным запуском Илон Маск показал 29 двигателей SpaceX Raptor на огромной ракете Super Heavy перед её первым орбитальным запуском

Илон Маск показал 29 двигателей SpaceX Raptor на огромной ракете Super Heavy перед её первым орбитальным запуском Илон Маск с сыном на руках

Илон Маск хочет использовать корабли Starship для отправки астронавтов на Марс. В конце июля он сообщил о постройке юбилейного 100-го двигателя Raptor. Первый космический корабль может быть готов к запуску на Марс к 2023 году, если испытания пройдут успешно. А если производить от 800 до 1000 двигателей в год, то за 10 лет можно создать флот, необходимый для постройки самодостаточного города на Марсе.

Без русского движка. На чём теперь будут летать в космос американцы?

Ракетный двигатель РД-180 для РН «Атлас — 5» во время сборки в цехе Научно-производственного объединения энергетического машиностроения имени академика В. П. Глушко.

События на Украине серьёзно повлияли на мировую космическую отрасль. За прошедшее с 24 февраля время руководителями крупнейших космических агентств было сделано множество заявлений, приостановлены контракты и совместные проекты, прекращены запуски космических аппаратов и различные поставки.

Наиболее чувствительным для США стал отказ Роскосмоса обслуживать оставшиеся у американцев ракетные двигатели РД-180 и поставлять новые РД-181. А ведь именно эти движки, считающиеся лучшими в мире, много лет обеспечивали NASA наиболее интересные и стратегически важные космические миссии. На чём же они будут летать теперь?

Самая большая и мощная ракета в мире – Super Heavy с прототипом корабля Starship. 120-метровое творение Илона Маска способно и Марс колонизировать.

Выводили даже их военные спутники

Ракетный двигатель РД-180 был разработан в середине 1990-х в НПО Энергомаш на основе советского РД-170. С 1997 года эти двигатели поставлялись в США — тогда они понадобились для американских ракет «Атлас-3» и «Атлас-5» и были разработаны специально под них. Контракт не раз продлевался: хотя заокеанские «партнёры» давно пытаются избавиться от тягостной для них зависимости от российского производителя, создать полноценный аналог собственными силами они не могут.

На РД-180 в космос отправлялись такие миссии, как New Horizons, InSight, Lunar Reconaisance Orbiter, Solar Orbiter, Juno и многие другие. Стоит сказать, что на протяжении четверти века российские двигатели, установленные на ракетах «Атлас-3» и «Атлас-5», выводили на орбиту в том числе и американские военные спутники. Причём ракеты всегда запускали только при участии российских представителей — разработчиков РД-180. Наши инженеры на всех этапах подготовки к старту проверяли двигатели: осуществляли так называемый авторский надзор.

С 2014 года на Россию начали оказывать санкционное давление, и некоторые эксперты полагали, что поставки РД-180 за океан прекратятся. Вопреки ожиданиям, в декабре 2014-го с американцами был подписан очередной контракт — на этот раз на поставку двигателей РД-181. Это экспортный вариант, разработанный для ракет «Антарес». На этих носителях NASA отправляет на орбиту космические грузовики Cygnus.

Тяга будет почти в два раза меньше

Как уже сказано, заменить российские двигатели американцы пытаются давно. И кое-какие варианты у них есть, пусть и не такие надёжные и дешёвые. Хвалёный Илон Маск ставит на свои ракеты различные модификации двигателя Merlin, который разработан его компанией SpaceX и эксплуатируется с 2006 года. Правда, для того чтобы хоть как-то сравняться по характеристикам и эффективности с РД-180, на одной ракете приходится использовать несколько двигателей. Так, на первой ступени Falcon 9 их стоит девять штук. А на ракете-носителе сверхтяжёлого класса «Falcon Heavy» — аж 27! Кроме того, компания Маска продолжает работу над двигателем Raptor, который планируется применять на космическом корабле Starship.

Сначала в качестве альтернативы РД-180 американцы рассматривали двигатель AR1 от компании Aerojet Rocketdyne. Его планировалось устанавливать на всё те же «Атласы», но, когда подошёл срок, выяснилось, что разработка находится в сыром состоянии. Огневые испытания отложены как минимум до конца 2022 года.

Сейчас наиболее подходящим вариантом замены российскому движку считают BE-4, который создаётся компанией Джеффа Безоса Blue Origin. Его тяга будет больше, чем у двигателя Илона Маска Merlin, но почти в два раза меньше, чем у РД-180. Принципиальное отличие этого двигателя в том, что он метановый. Однако важнее то, что BE-4 до сих пор не испытан в полётах: его производство и ввод в эксплуатацию отстают от запланированных сроков.

А вот заменить РД-181, на которых летали ракеты «Антарес», сейчас вообще нечем. О таких разработках ничего не известно, а между тем отправлять к МКС грузовые корабли Cygnus американцам как-то придётся. Во всяком случае, два запуска на ближайшие пару лет в их планы входят.

Ричард Брэнсон, Джефф Безос и Илон Маск.

Что потеряет Роскосмос

Что будут делать в такой ситуации NASA и Европейское космическое агентство? И какими финансовыми потерями это обернётся для российской стороны? Об этом АиФ.ru спросил у научного руководителя Института космической политики Ивана Моисеева:

«Во время наиболее интенсивного использования американцами РД-180 он покрывал 10% потребностей США в ракетных двигателях первых ступеней ракет-носителей. Всего американцам были поставлены 122 таких двигателя. Контракт по РД-180 был завершён в прошлом году — он принёс НПО Энергомаш более миллиарда долларов.

В настоящее время у США есть запас РД-180 — около 20 двигателей. Их с лихвой хватит на все оставшиеся запуски ракеты-носителя “Атлас-5”, на которой этот тип двигателей используется. Потом “Атлас-5” будет заменена на более совершенную ракету “Вулкан-Кентавр”, на первой ступени которой будут стоять двигатели BE-4, которые разрабатывает компания Джеффа Безоса. Первый пуск “Вулкана” ожидается уже в этом году.

Второй двигатель, который мы поставляли в США — РД-181 для ракеты-носителя “Антарес”. Всего было запущено 11 ракет с такими двигателями. В среднем они летали два раза в год, что приносило НПО Энергомаш доход в 40 миллионов долларов. Теперь, когда по инициативе Роскосмоса поставки двигателя РД-181 прекращены, у американской корпорации Northrop Grumman, которая его закупала, есть два варианта действий. Первый: она может вообще отказаться от запусков ракет “Антарес”. Для функционирования МКС это не будет критичным, так как все необходимые функции сможет выполнять компания SpaceX со своими кораблями. Второй: запускать грузовики к МКС на ракетах “Атлас-5”, как уже было после аварии 2014 года. К этим ракетам двигатели РД-180 у американцев ещё имеются, о чём я уже сказал.

Что в результате потеряет Роскосмос? Доход от запусков OneWeb должен был составить 1 миллиард долларов, и на момент прекращения этот проект выполнен на 60%. C космодрома Куру наши “Союзы” летают с 2011 года, всего совершено 27 запусков. Потери России из-за отказа от этого проекта составят примерно 200 миллионов долларов в год».

«Старшип» Илона Маска прошел путь от «прыгающей водокачки» до крупнейшей ракеты в истории Посмотрите, как изменился облик корабля за это (весьма короткое) время

20 апреля прошли первые полетные испытания рекордно грузоподъемной сверхтяжелой ракеты «Старшип». SpaceX впервые протестировала обе ступени системы в сборке. Первая — ступень-бустер «СуперХеви» — подняла корабль на высоту более 40 километров, откуда должен был стартовать полет. Однако ступень не отделилась, корабль начал бесконтрольно вращаться и взорвался. Но это все равно большое достижение: SpaceX представила самый первый прототип «Старшипа» всего четыре года назад (он поднялся от земли только на метр). «Медуза» рассказывает, как создавалась крупнейшая в истории ракета, и показывает, как менялся ее облик.

Американский флаг закрепляют на первый прототип «Старшипа» — небольшой однодвигательный корабль «Стархоппер». Январь 2019 года. Несмотря на большую и богатую предысторию, реальный путь «Старшипа» начался именно в этом году. Тогда состоялись два ключевых события: стартовали натурные испытания «Стархоппера» и последующих первых прототипов ракеты и были объявлены целевые характеристики корабля, которые уже стали окончательными

Austin Barnard / Bloomberg / Getty Images

Мотоциклисты проезжают мимо «Стархоппера» с установленным головным обтекателем. Снимок сделан в январе 2019 года, еще до начала первых натурных испытаний. Главная заслуга «Стархоппера» — это демонстрация возможностей новых метано-кислородных двигателей Raptor. «Стархоппер» можно считать даже не кораблем, а стендом для испытания этого двигателя. «Корабль» в данном случае — это бак для топлива и окислителя, установленный на три опоры (поначалу закрепленные на земле тросами) и оснащенный одним двигателем Raptor. 4 апреля 2019 года начались его испытания, которые показали, что один двигатель, управляя вектором своей тяги, способен удержать баланс и оторвать груз от земли, подняв его хотя бы на метр. В последующих испытаниях прыжки становились все выше и уже проходили без закрепления к земле

Miguel Roberts / The Brownsville Herald / AP / Scanpix / LETA

Подготовка к пресс-конференции SpaceX в Бока-Чика в сентябре 2019 года. На переднем плане виден прототип «Старшипа» под номером Mk1. За годы до этого события Илон Маск уже рассуждал о необходимости создания многоразовых сверхтяжелых ракетных систем и собирался построить Big Falcon Rocket, однако эти планы впоследствии многократно менялись — вместе с характеристиками будущих кораблей

Jonathan Newton / The Washington Post / Getty Images

Именно в 2019 году планы начали становиться реальностью. Вместо 12-метрового в диаметре гипотетического BFR реальный «Старшип» стал 9-метровым. Его основным материалом вместо углепластика неожиданно стала нержавеющая сталь. Если взглянуть на параметры того «Старшипа», что существует как полноценный реальный корабль уже сегодня, то они почти не отличаются от того, что было заявлено в ходе сентябрьской пресс-конференции 2019 года. 150 тонн полезной нагрузки, две ступени, метано-кислородная смесь, 120 метров в высоту в сборке — 70 метров «СуперХеви» и 50 метров «Старшипа»

Loren Elliott / Getty Images

Натурные испытания прототипа под номером SN5 — одни из немногих, что не закончились взрывом и уничтожением корабля. SpaceX никогда не стеснялась показывать красочные взрывы своей техники, настаивая на том, что только натурные, реальные испытания, которые невозможны без высокой вероятности аварии, дают самые ценные данные для совершенствования новых прототипов. Испытания проходили 4 августа 2020 года, SN5 поднимался на 150 метров

Обломки другого прототипа, SN8, испытания которого состоялись в декабре 2020 года. Сравнивая снимки SN5 и SN8, может показаться, что испытания первого были успешными, а второго — нет, ведь они закончились взрывом. На самом деле это не так — SN8 выполнил гораздо более сложную программу: поднялся на высоту около 12 километров, совершил маневр переворота и успешно дошел до самого приземления. Однако недостаточное давление в метановом баке лишило двигатели необходимой тяги — и корабль разбился на самом приземлении. Пример SN5 и SN8 показывает, что, оценивая успешность запусков, нельзя ориентироваться на одно только наличие или отсутствие красочной аварии — нужно учитывать программу полета

Двигатели Raptor, установленные на прототипе «Старшип» SN9. Не будет большим преувеличением сказать, что эти двигатели являются основой всей программы сверхтяжелых ракет. Это совершенно новые двигатели, которые отличаются и по используемому топливу, и по схеме работы от двигателей Merlin, установленных на классической разработке SpaceX — ракетах «Фалькон 9». Их активная разработка началась за семь лет до первых испытаний «Стархопперов»

Программа «Старшип» SN9 была очень похожа на программу полета ближайшего предшественника и также завершилась аварией со взрывом. Однако причины ее были совсем иные, связанные с кислородной системой. Другие элементы теста — подъем, разворот и контролируемый спуск — завершились удачно

Взрыв SN9 повредил площадку для приземления, которую впоследствии SpaceX пришлось укрепить. Одним из результатов теста стала также новая схема работы двигателей во время маневра разворота — она должна была предотвратить аварию в случае отказа одного из трех двигателей

Gene Blevins / Reuters / Scanpix / LETA

Помимо использования стали вместо более распространенного углепластика и алюминия, еще одна «материальная» инновация «Старшипов» — это керамическая теплозащита. Инновация эта, конечно, не абсолютная — подобную плитку использовали раньше на «Буранах» и «Шаттлах», однако очень многое компании Маска приходится испытывать заново. Необходимость в керамике связана (пусть и не жестко) с многоразовостью корабля — при возвращении в атмосферу он испытывает очень высокое тепловое воздействие, но при этом должен сохранить свои характеристики. По фотографиям прототипов видно, что поверхность, защищенная плитками из термостойкой керамики, от демонстратора к демонстратору становится все больше, а инженеры экспериментируют со способами их крепления на стальном корпусе ракеты. На фото: инженеры обследуют установку теплозащиты на SN20. Сентябрь 2021 года

«Старшип» в сборке с первой ступенью «СуперХеви» в октябре 2022 года. Перед актуальным запуском корабль и сборку многократно проверяют — проводят криогенные (убеждаются в герметичности и прочности баков для топлива и окислителя) и огневые (направленные на двигатель) тесты

Один из огневых тестов первой ступени «СуперХеви», который предшествовал полноценному орбитальному запуску, в феврале 2023 года. Задача подобных тестов — в проверке не только двигателей, но и стартовой площадки

Сборка «Старшипа» и «СуперХеви» на космодроме Бока-Чика перед заправкой. 15 апреля 2023 года

Многочисленные «околокосмические» туристы фотографируются на фоне сборки «Старшипа» перед недавним запуском. Каждый запуск требует согласования с Федеральной администрацией авиации США, и это может занимать время. SpaceX, таким образом, лишь частично контролирует дату, когда корабль может отправиться в космос

Go Nakamura / Reuters / Scanpix / LETA

Бока-Чика — совсем новый космодром, но он постепенно становится местом паломничества энтузиастов космоса и туристов. SpaceX в планах развития космодрома учитывает и этот аспект. У компании есть намерения создать поблизости мини-город Starbase, где смогут поселиться инженеры и, возможно, появится какая-то дополнительная инфраструктура. По задумке главы SpaceX, жилое строительство в Бока-Чика в дополнение к инженерному позволит не только нарастить штат компании, но и создать инфраструктуру для зарождающегося туризма

Go Nakamura / Reuters / Scanpix / LETA

SpaceX пока подробно не комментировала причины нештатной ситуации при отстыковке второй ступени в ходе последнего испытания. Этот долгожданный запуск завершился мощным взрывом метано-кислородной смеси, однако, по словам Илона Маска, следующий тестовый полет состоится «уже через несколько месяцев»

Ракетный двигатель Илона Маска — блеф планетарного масштаба

Очередной выпуск авторской программы военного обозревателя Александра Артамонова «Контрольный выстрел» посвящён космосу.

Ракетный двигатель Илона Маска - блеф планетарного масштаба

Сегодня стараниями Илона Маска к этой теме по обе стороны океана повысился интерес:

с лёгкой руки основателя Tesla американская космонавтика, как утверждают американские политики и СМИ, обретает второе дыхание.

Даже уже объявлено, что впредь для полетов США будут обходиться без российского двигателя — силовой установки для движения в безопорном пространстве.

К слову, американцы уже в течение 20 с лишним лет вынуждены использовать РД-180.

Это российский ракетный двигатель еще советского производства, который используется на ракетах Atlas, включая Atlas V. Это единственный маршевый двигатель, который позволяет выводить грузы и, в том числе, людей из гравитационного колодца, то есть с поверхности Земли.

Ракета Atlas 5

Блеф космического масштаба

Все разговоры про то, что Илон Маск уже больше года как создал при помощи своей программы SpaceX Dragon некий новый ракетный двигатель, не более чем разговоры.

Никакого двигателя Маск не создал. Его «агрегат» — всего лишь связка более 20 единиц двигателей не основного хода, не маршевых, а маневровых. Это двигатель Merlin, малый двигатель, приблизительно в 4-5 раз менее мощный, чем РД-180.

Он связал их, грубо говоря, в единый механизм, при помощи которого удалось выводить ракету на орбиту. Довольно опасное, кстати, мероприятие, потому что достаточно легкой разбалансированности одной из силовых установок для того, чтобы импульс совсем был не тот, который нужен. Итог в этом случае очевиден.

И вся планета его уже несколько раз видела. В прямом эфире.

Технику скопировать невозможно

Надо сказать, что Маск в своём желании создать собственный РД-180 не является оригинальным. Сделать это пытаются и Rocketdyne, и корпорация ULA.

И самое любопытное, что наши спецы в ракетостроении абсолютно убеждены, что американцам эта задача не по зубам по ряду объективных данных.

Королев Сергей Павлович космос

Натан Эйсмонт, ведущий научный сотрудник Института космических исследований Российской академии наук, сказал:

«Говорить о том, какие американские разработки более перспективны, просто рано. Очень сомнительно, что какой-то из аналогов сможет превзойти РД-180. В нем был достигнут потолок технологических возможностей».

Петр Левочкин, главный конструктор НПО «Энергомаш»:

«Я бы сказал, что все они сходятся в одном, что создать подобный двигатель в принципе невозможно, если у вас нет сплавов, если ваши сплавы не выдерживают запредельные температуры камеры сгорания и вы не знаете до конца, каким образом добиться нетекучести стенок, чтобы стенки сохраняли твердость, плотность при тех запредельных температурах в камере сгорания, которые возникают. Вопрос материаловедения, вопрос сплавов, вопрос еще правильного впрыскивания топлива — все эти вопросы американцы решить не могут, несмотря на то, что у них даже есть доступ к конструкторской документации. Мы не запираемся, мы им ее передаем».

Реальные факты в подтверждение

  • Когда в 50-е годы в СССР решили скопировать английский Rolls-Royce, то никак не могли понять, как работает коробка передач: почему-то зубцы шестеренок не попадали друг в друга. Вроде бы как диаметр соответствовал, а сцепления, когда собирался механизм, не происходило. Пришлось буквально через разведку (да-да!) покупать сведения о том, что на заводе эти самые шестеренки предварительно замораживают, то есть понижают температуру металла, и таким образом зубчики цепляют друг друга, а потом, естественно, металл в процессе дилатации намертво плотно садился — и всё работало.
  • Винтовка Лобаева — самая дальнобойная винтовка в мире. Стреляет на р 4200 метров. А почему? Потому что есть секрет нарезки ствола и секрет сплавов, который господин Лобаев знает, а американцы, которые в свое время его выучили, не знают.

Технологическая тайна действительно может десятилетиями оставаться тайной. Вроде бы всё скопировали, а — не работает машинка. Так же и с РД-180. Поэтому у американцев до сих пор нет собственного нового нормального ракетного двигателя, способного поднять груз на орбиту.

Последний прототип двигателя, который построили американцы в рамках корпорации ULA по чертежам РД-180, прямо на стенде взорвался.

Нам же остается надеяться, что и далее мы сумеем сохранить высокую планку эпохи Королева, создавая новые разработки, и останемся по-прежнему на коне, а наши «конкуренты» — под конем.

PS: Не просто же так США подписали новое соглашение на шесть двигателей РД-180.

Добавьте Pravda в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google

Также будем рады вам в наших сообществах в Дзене, ВКонтакте, Одноклассниках.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *