Video: Reusable Launch System



Я вас нагло обманул. Это видео не имеет никакого отношения к KSP.

В добавок, оно довольно старое, ему больше года. В наш век стремительного устаревания информации, год — это практически вечность. Зато, ролик имеет отношение к развитию пилотируемой космонавтики. В конце концов, это просто красивый рендер так любимого кербонавтами powered landing. Ведь все кербонавты делают это.

Компания Space Exploration Technologies Corporation (SpaceX) была основана в 2002 году Элоном Маском (наряду с Tesla Motors и SolarCity) после продажи его доли в PayPal. Осуществляет доставку грузов на орбиту ракетами falcon1 и falcon9. Число сотрудников порядка двух тысяч, штаб-квартира в г. Хофорн, Калифорния.
Мне крайне симпатично то, что этот человек пытается сделать.

На видео — презентация reusable space launch system от американской компании Space X. Это система, в которой все части ракеты (за исключением служебного блока капсулы) осуществляют мягкую посадку на космодром. В теории, это должно радикально удешевить стоимость доставки людей и грузов на орбиту. Почему? Стоимость топлива для одного полета исчисляется сотнями тысяч. Ракеты — десятками миллионов. Сейчас эти десятки миллионов традиционно сжигают в атмосфере и после этого они грудой металлолома падают обратно, нам на головы. Идея многоразового носителя с самого начала лежала на поверхности. Первой, хотя и не вполне удачной, попыткой стала небезызвестная система Space Shuttle. Однако, истинно многоразовый носитель становится технически возможным только теперь.

В октябре текущего года капсула SpaceX Dragon совершила первый в истории полет к ISS, осуществленный не государственной организацией.


По условиям договора с NASA, после этого демонстрационного полета был подписан договор на десяток грузовых полетов к ISS по программе COTS (Commercial Orbital Transportation Services), а в перспективе — на пилотируемые полеты с использованием ракеты Falcon9 и пассажирской модификации капсулы Dragon, способной перевозить до семи пассажиров и двух с половиной тонн груза.


Увы, Falcon9 не умеет всего того, что нам показали на первом видео. Первоначальный дизайн предполагал спуск первой ступени на парашютах в океан (подобно бустерам Space Shuttle), однако, реально эта возможность никогда не использовалась. Можно лишь догадываться, почему: низкая точность посадки на парашютах, необходимость держать флот специально оборудованных кораблей в акватории, неизбежные и непредсказуемые повреждения ракеты и двигателей при приводнении. На данный момент из всей ракеты спасается только капсула, да и та — по старинке, на парашютах.

Что же здесь особенного, спросите вы? Человечество уже шестьдесят лет спускает аппараты на парашютах, теряя при этом ракеты. Никаких инноваций.
Будут вам инновации. Falcon — не единственная серия ракет в конюшне SpaceX. Новая серия называется Grasshopper (en. кузнечик). И буквально вчера проскочила новость об очередном ее испытании.


Уже больше похоже на первое видео, не так ли? Подъем на сорок метров, зависание на 30 секунд, посадка. Габариты бака и двигатель — как у falcon1. Мне кажется, это уже серьезная заявка на успех.

А как считаете вы?
P.S. наткнувшись на этот старый пост Андрэ, я решил, что моя заметка подходит размещения в блоге о KSP.
Читайте также

7 комментариев

avatar
Как раз читаю Ананке сейчас. Там про катастрофу во время powered landing на Марсе.

Основная опасность — крен/управляемость. Большую ракету-носитель построить будет проблематично, особенно учитывая, что надо топливо для посадки всегда с собой брать. Хотя, для таких целей большой грузоподъемности не надо. Подписался на их канал, посмотрим за прогрессом.
avatar
Класс, спасибо за инфу, это действительно очень интересно! Может быть это реанимирует космическую индустрию :)

Вообще, подумалось, это ж насколько филигранная юстировка нужна, чтобы расположенный сзади двигатель толкал такую махину точно по оси! Это и при старте, ну и при посадке просто поражает.
  • Anton
  • 0
  • v
avatar
Да, по этому с ростом общей культуры производства подобные вещи сейчас делать значительно легче, чем, скажем, 20 лет назад. Новые материалы, более точные станки, контроль качества детали на таком уровне, который ранее был не мыслим.
Плюс, цифровая электроника сейчас позволяет делать то, что раньше позволяла только аналоговая, но лучше, быстрее, с меньшим весом аппаратуры и в конечном итоге проще.

Если cмотреть на это с позиции не специалиста, то для такой схемы полета нужен двигатель с хорошим, быстрым и точным управляемым вектором тяги. Сбалансированная ракета. Хороший гироскоп и куча датчиков. Управляющая автоматика, которой будет доставать «ума» и быстродействия, чтобы корректировать курс. И вот как раз последний компонент появился только сравнительно недавно.

Отвечая на сомнения Лока касательно необходимости тащить дополнительное топливо. Это не единственная проблема, и даже не главная. Многоразовая конструкция в целом менее технологична, более сложна и дорога. Многие знают о RS-25, он же SSME. После окончания программы STS оставшиеся двигатели планировалось использовать в программе SLS. Однако, в итоге от этой идее отказались и заменили их специально разработанным RS-68. Позволю себе процитировать:
Основной целью программы разработки RS-68 было создание простого двигателя, который был бы экономически выгоден при одноразовом использовании на ракете-носителе. Для того, чтобы достичь этой цели, двигатель имеет на 80 % меньше деталей по сравнению с двигателем многократного использования SSME (RS-25). Простота и дешевизна двигателя отразилась в худших показателях эффективности по сравнению с RS-25: соотношение тяги к массе RS-68 значительно ниже, удельный импульс меньше на 10 %. Преимуществом является меньшая стоимость постройки нового двигателя: для того, чтобы сделать новый RS-68… требуется 14 млн американских долларов, против 50 млн на новый RS-25. В то время как высокую стоимость RS-25 предполагалось распределять в ходе многоразового использования, более массивный и дешёвый, обладающий большей на 50 % тягой двигатель RS-68 является более экономически оправданным для одноразового использования.

Что же касается излишка топлива… можно провести простой эксперимент. На сколько я помню, у тебя нет предубеждения к модам и ты пользуешься Mechjeb.
Он содержит в себе, по мимо прочего, весьма примечательный модуль: Instrument landing system. Меня поразило, на сколько короткие и точные импульсы он выдает. Вся посадка с орбиты производится за три зажигания: первоначальная ориентация, мощный тормозной импульс уже в плотных слоях, и собственно power landing на последней сотне метров. Учитывая, что в KSP вес пустой конструкции относительно веса ракеты с топливом составляет единицы процентов, становится понятно, что как раз топлива нужно относительно немного. Существенно большую прибавку дадут дополнительные элементы конструкции — посадочные амортизаторы, более жесткие баки, способные выдержать удар приземления, двигатель, способный к многоразовым включениям в сложных условиях и т.п.
Кстати, обрати внимание, что и на презентации ракета стартует на 9 двигателях, тормозной импульс выдает на 3-х, а маневрирование у поверхности производит вообще одним.
avatar
Вот насчёт первой ступени честно сказать не очень понимаю, куда они её сажать хотели. Неужели обратно в точку старта? тогда насчёт импульса после её отделения становится всё ясно — это не тормозной импульс, это вообще разворот горизонтальной скорости на 180 градусов, чтобы лететь обратно по примерно той же траектории! А это уже тянет на несколько км/с. К счастью, почти пустая ступень гораздо легче, чем полный бак. Но всё равно, это тот ещё перерасход топлива.
Хотя в СССР тоже была подобная затея. Хотели к ускорителям от Энергии прикрутить раскладные крылья и ВРД, чтобы они обратно на Байконур своим ходом летели и на полосу садились
avatar
В видео о совпадении стартовой точки и точки приземления нигде не говорится. Но если взять за основу опыт полетов в KSP, то, хотя местная физическая модель и сильно упрощена, одно я могу сказать наверняка — отработанные ступени прекрасно падают обратно и без всяких дополнительных импульсов.
А если отстрел происходил на этапе вертикального набора высоты, т.е. до начала гравитационного поворота и скругления орбиты, то отработанная ступень падает весьма близко от стартовой позиции. Не на стартовый стол — это было бы очень глупо, но в пределах десятков километров от космодрома. Соответственно, если ступень падает управляемо — вполне возможно посадить ее на специально оборудованную площадку где-то в пределах стартового комплекса.

Именно по этой причине космодромы сейчас размещают в глуши — все, что взлетело вверх, обязательно потом вернется. И будет очень плохо, если кому-то на голову. Этим, кстати, объясняется постоянный срач между Россией и Казахстаном вокруг аренды Байконура. Первым требуется не только космодром, но и огромые пустые пространства для падения ступеней. Вторым это активно не нравится.
Практически все постсоветские ракеты в качестве топлива для первой ступени, в отличие от западных, которым привычнее керосин и жидкий кислород, используют пару гептил\азотная кислота. Первый — жуткий яд, мутаген и канцероген. А кислота — она кислота и есть. Топливо в ступенях выгорает не полностью, и вместе с ними падает на казахстанскую землю. Кто будет в восторге от такого, даже за большие деньги?
avatar
Хм, я думал, оно сгорает всё. А есть данные, какой «разлёт» обломков этих? Там же речь о десятках километров, наверное? Ветер, отклонения и всё такое.
  • Anton
  • 0
  • v
avatar
Не знаю, как на счет русских, а для бустеров шаттла место приземления известно. Цитата из википедии:
Через 75 секунд после отделения от системы на высоте 45 км, SRB, продолжая полет по инерции, достигают максимальной высоты полёта (приблизительно 67 километров), после чего, с помощью парашютной системы совершают посадку в океане, на расстоянии около 226 км от места старта. Ускорители приводняются в вертикальном положении, вертикальная скорость посадки составляет 23 м/с. На месте приводнения ускорители подбираются кораблями технической службы и доставляются на завод-изготовитель для восстановления и повторного использования.
Но здесь нужно учитывать, что траектория полета шаттла специально выбиралась таким образом, чтобы обеспечить падение бустеров в океан с одной стороны (причем в заранее известный квадрат), и высокую горизонтальную скорость второй ступени — с другой. И это — изменяемые параметры.

Оставить комментарий