Испытательный полет Starship 1 был первым полетом интегрированной ракеты-носителя SpaceX Starship . SpaceX провела испытательный полет 20 апреля 2023 года. [3] Прототип ракеты был уничтожен менее чем через четыре минуты после старта с космической базы SpaceX Starbase в Бока-Чика , штат Техас . [4] Ракета стала самой мощной ракетой, когда-либо запущенной, побив полувековой рекорд, установленный ракетой Советского Союза Н1 . [5] Запуск был первым «интегрированным летным испытанием», то есть это был первый случай, когда и ускоритель Super Heavy , и космический корабль Starship летали вместе как полностью интегрированная ракета-носитель Starship. [6]
Запуск был частью программы разработки Starship компании SpaceX , которая следует итеративному и инкрементальному подходу, включающему частые и часто разрушительные испытательные полеты прототипов транспортных средств. [7] Перед запуском должностные лица SpaceX заявили, что будут оценивать успех миссии «по тому, насколько много мы можем узнать», и что различные запланированные события миссии «не требуются для успешного испытания». [8] Полет в целом рассматривался как способствовавший развитию Starship, и ряд официальных лиц поздравили SpaceX, включая администратора NASA Билла Нельсона и генерального директора Европейского космического агентства Йозефа Ашбахера . [9] [10]
Планировалось, что космический корабль Starship совершит почти один оборот вокруг Земли , прежде чем снова войдет в атмосферу , выполнит управляемую посадку и приводнится в Тихом океане недалеко от Гавайев . [11] Ракета -носитель Super Heavy должна была совершить аналогичную посадку в Мексиканском заливе , примерно в 20 милях (30 км) от побережья Техаса, примерно через 8 минут после старта. [11]
Ракета стартовала в 13:33 UTC (8:33 утра по центральному поясному времени , по местному времени на стартовой площадке) с частной стартовой площадки SpaceX недалеко от Бока-Чика, штат Техас. Старт повредил стартовую площадку [12] и окружающую ее инфраструктуру, [13] что, по словам SpaceX, было неожиданным. [14] Часть мусора разлетелась по государственному парку Бока-Чика . Три двигателя не запустились или остановились перед стартом, а несколько других отказали во время полета. [15] Ракета преодолела максимальную скорость и вошла в сверхзвуковой полет, но из-за отсутствия тяги или управления вектором тяги не было предпринято никаких попыток разделения ступеней. [15] Starship начал кувыркаться, включив автономную систему прекращения полета (AFTS), которой потребовалось 40 секунд, чтобы уничтожить ракету, почти через 4 минуты полета. [16] [15]
После испытания Федеральное управление гражданской авиации (FAA) приостановило программу запуска в ожидании результатов стандартного «расследования несчастного случая», контролируемого агентством и проведенного SpaceX. [17] FAA заявило, что возобновление полетов будет зависеть от определения агентства, что будущие запуски не повлияют на общественную безопасность. [18] В августе 2023 года SpaceX представила FAA 63 «корректирующих действия», которые ей необходимо будет предпринять, прежде чем будет разрешен еще один запуск Starship. [19] [20] [21] Пыль, рассеянная при запуске, изначально вызвала некоторые проблемы со здоровьем, но позже лаборатория обнаружила, что это обычный пляжный песок, не представляющий опасности для здоровья. [17] [22]
Второе летное испытание корабля Starship состоялось 18 ноября 2023 года. [23] При запуске не возникло проблем, возникших в первом полете, и корабль успешно выполнил разделение ступеней, но впоследствии оба корабля были потеряны. [24]
Разработанный SpaceX, Starship — это сверхтяжелая ракета-носитель [25] , самая большая и мощная из когда-либо созданных. Имея высоту 121 м (397 футов), он, как предполагается, сможет перевозить 150 т (330 000 фунтов) полезной нагрузки в полностью многоразовой конфигурации. Его 33 двигателя первой ступени Raptor номинально генерируют более 16 000 000 фунтов силы (71 МН) тяги. Это примерно вдвое больше, чем у Saturn V НАСА (7 750 000 фунтов силы (34,5 МН) [ 26] ), который летал с 1967 по 1973 год; больше, чем у SLS НАСА , который производил 8 800 000 фунтов силы (39 МН) тяги при старте в 2022 году; и значительно превышала 10 000 000 фунтов силы (44 МН) тяги 30 двигателей, которые приводили в действие советскую ракету Н1 в период с 1969 по 1972 год. [5]
В своем первом испытательном орбитальном полете Starship побил полувековой рекорд N1 по мощности самой мощной ступени ракеты, когда-либо запущенной. [5]
Обе ступени Starship спроектированы так, чтобы выполнять контролируемые посадки на стартовой площадке, что позволяет им летать много раз. [27] SpaceX планирует использовать ракету-носитель для запуска спутников, космического туризма и межпланетных космических полетов . [28] [29]
Начиная с 2019 года, SpaceX построила несколько прототипов верхней ступени и запустила их в общей сложности девять раз, кульминацией чего стал запуск Starship SN15 5 мая 2021 года, который успешно завершил шестиминутные летные испытания на большой высоте. [30] SpaceX продолжила строительство новых верхних ступеней, завершила несколько первых ступеней и провела наземные испытания, ожидая правительственных разрешений на запуск.
В 2021 году SpaceX подала заявку в Федеральную комиссию по связи , в которой описала запланированное первое летное испытание ускорительного блока Starship-Super Heavy. В заявке говорилось, что после старта со Starbase ускоритель отделится и приземлится примерно в 20 милях (30 км) от берега, в то время как Starship продолжит полет на восток и приземлится примерно в 62 милях (100 км) от гавайского острова Кауаи . [31]
В июне 2022 года экологическая экспертиза места запуска завершилась вынесением постановления FONSI (об отсутствии существенного воздействия), требующего от компании принятия различных мер по смягчению воздействия на местную дикую природу и исторические объекты, но в остальном разрешающего выдачу лицензии на запуск. [25]
9 февраля 2023 года SpaceX провела последний статический запуск сверхтяжелого ускорителя. [32] Проверка готовности к полету была завершена 8 апреля 2023 года. [28] Репетиция запуска 11 апреля была отменена. [33] Федеральное управление гражданской авиации (FAA) выдало лицензию на орбитальный запуск ракеты-носителя 14 апреля 2023 года. [34]
Перед запуском 27 организаций, включая Sierra Club , South Texas Environmental Justice Network, Another Gulf is Possible, Voces Unidas и Carrizo/Comecrudo Tribe, подписали письмо, в котором выразили свою обеспокоенность и несогласие с этим. Они сослались на джентрификацию и чрезмерное наблюдение за территорией, нарушение среды обитания диких животных и местных церемоний, а также риск аварий с выбросами метана и другие. [35]
SpaceX заявила, что будет оценивать успех миссии «по тому, насколько [SpaceX] сможет научиться», и что завершение основных этапов миссии «не обязательно для успешного испытания». [8] Перед запуском 20 апреля генеральный директор SpaceX Илон Маск оценил 50%-ную вероятность успешного испытания, заявив, что если ракета «достаточно далеко отойдет от стартовой площадки, прежде чем что-то пойдет не так, то я думаю, что буду считать это успехом. Только не взорвите стартовую площадку». [36]
План полета космического корабля состоял в том, чтобы стартовать с базы Starbase компании SpaceX вдоль южного побережья Техаса, а затем совершить полет с работающим двигателем до достижения желаемой трансатмосферной околоземной орбиты , которая, по оценкам, составляла около 250 × 50 км (155 × 31 милю), что заставило бы Starship снова войти в атмосферу примерно через 1 час 17 минут полета, почти завершив полный оборот по орбите. [37]
Хотя обе ступени ракеты Starship в конечном итоге предполагалось использовать повторно, SpaceX планировала отказаться от обеих ступеней по окончании этого полета. [38]
Испытательный полет состоял из прототипов кораблей Ship 24 и Booster 7. И ускоритель, и космический корабль должны были выполнить контролируемое приземление на поверхность океана. [37] Согласно документам, поданным в FCC , ускоритель должен был выполнить включение обратного двигателя и попытаться приземлиться примерно в 20 милях (32 км) от берега в Мексиканском заливе , в то время как космический корабль Starship должен был попытаться приземлиться в Тихом океане примерно в 62 милях (100 км) к северо-западу от Кауаи . [39]
Starship и Super Heavy были загружены топливом на Starbase и должны были запуститься в 13:20 UTC (8:20 утра CDT ) . Однако запуск был прерван в T-8:05 из-за замерзшего клапана наддува на Booster 7. Перед прерыванием центр управления запуском SpaceX работал над устранением проблемы, намереваясь продолжить запуск в тот же день. Из-за того, что клапаны показали низкую отзывчивость, SpaceX изменила запланированный полет на генеральную репетицию , которая закончилась в T-40 секунд. SpaceX заявила, что ей потребуется не менее 48 часов для подготовки ко второй попытке. [46] [47]
62-минутное окно запуска открылось в 8:28 утра по центральному поясному времени (13:28 UTC) 20 апреля 2023 года. [48] В 08:33 по центральному поясному времени (13:33 UTC) корабль успешно поднялся в воздух, хотя и повредил стартовую площадку. Starship соскользнул сбоку со стартовой площадки, так как три двигателя не запустились при старте. [49]
Несколько двигателей Raptor отказали во время полета. [50] [3] Примерно через 27 секунд полета SpaceX потеряла связь с другим двигателем из-за «какого-то энергетического события». [49] SpaceX демонстрирует несоответствие в своей веб-трансляции между количеством двигателей, которые не работали в прямом эфире, и количеством выключенных двигателей в наложенной графике. [51]
Было высказано предположение, что небольшой взрыв, видимый около T+0:30, был отказом гидравлического силового агрегата, но это пока не подтверждено. [52]
Через восемьдесят пять секунд после запуска SpaceX потеряла управление вектором тяги 13 центральных двигателей и, таким образом, возможность управлять ракетой. [49] Аппарат поднялся примерно на 39 км (24 мили), прежде чем потерять высоту и войти в штопор, [53] после чего была активирована его AFTS (автономная система прекращения полета ). [49] AFTS была предназначена для немедленного уничтожения аппарата, [15] но Starship не распался, а двигатели ускорителей продолжали работать в течение 40 секунд после срабатывания AFTS, [49] примерно через четыре минуты полета [10] на высоте 29 км (18 миль). [16] Федеральное управление гражданской авиации не сообщало о травмах или ущербе общественной собственности. [36]
Запуск в целом рассматривался как важный шаг в итеративном и пошаговом процессе разработки Starship. [9] [54] [55] Различные должностные лица и деятели поздравили SpaceX с результатом испытательного полета, включая администратора NASA Билла Нельсона , [9] генерального директора Европейского космического агентства Йозефа Ашбахера , [10] отставного канадского астронавта Криса Хэдфилда , [44] и исполнительного директора Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA) Дэна Дамбахера . [3]
Историк космоса из Чикагского университета Джордан Бримм сказал, что «это было где-то между маленьким шагом и их долгожданным гигантским скачком, но это все еще представляет собой значительный прогресс на пути к многоразовой сверхтяжелой ракете-носителю». [54] Космический репортер Bloomberg News Лорен Груш сказал, что взрыв «высвечивает трудности, стоящие перед грандиозным планом Маска по Starship, чтобы открыть космос для человеческих путешествий», и что помимо инженерных работ, необходимых для успешной посадки Starship, SpaceX все еще нужно будет работать над системами жизнеобеспечения Starship и возможностью дозаправки в открытом космосе. Груш также охарактеризовал первый взлет ускорителя как «победу» и отметил, что первые запуски коммерческих ракет редко бывают успешными. [55] Редактор Ars Technica Эрик Бергер сообщил, что должностные лица пусковой отрасли считали, что «вывод сверхтяжелой ракеты и верхней ступени Starship со стартовой площадки был огромным успехом». [50]
По словам Илона Маска, переквалификация системы прекращения полета станет основной причиной задержки следующего запуска, поскольку, несмотря на активацию системы и приведение в действие взрывчатки, «потребовалось слишком много времени, чтобы взорвать баки» [15] .
8 сентября 2023 года SpaceX обобщила основную причину потери управления транспортным средством в сообщении в блоге компании: «Во время подъема транспортное средство подверглось пожару из-за утечки топлива в задней части ускорителя Super Heavy, что в конечном итоге привело к разрыву связи с основным бортовым компьютером транспортного средства. Это привело к потере связи с большинством двигателей ускорителя и, в конечном итоге, к потере управления транспортным средством». [45]
Стартовая площадка была построена без пламегасителей , систем водосброса или систем шумоподавления , [56] систем, обычно используемых для предотвращения повреждений во время старта. Генеральный директор SpaceX Илон Маск написал в Твиттере в 2020 году: «Стремимся не иметь пламегасителей в Боке, но это может оказаться ошибкой». [57]
После запуска фотографии показали повреждения бетона под стартовой площадкой и инфраструктуры на стартовой площадке. [58] Видео запуска SpaceX показало, что обломки летят в океан почти в полумиле от него. [59] Выхлопные газы ракеты разбросали обломки на сотни ярдов, оставив кратер под ее стартовой установкой и помятые инертные резервуары для хранения около стартовой площадки. [59] Маск сказал, что большие куски бетона попали в стартовую башню, но не причинили существенного ущерба. [49]
21 апреля 2023 года — на следующий день после запуска — Маск написал в Твиттере, что работники SpaceX планировали тремя месяцами ранее добавить на площадку «огромную стальную пластину с водяным охлаждением», но что команда «ошибочно полагала, основываясь на статических данных о пожаре, что [бетон, используемый на площадке] выдержит запуск» [60] .
В апреле SpaceX сообщила администратору NASA Биллу Нельсону , что на восстановление стартовой площадки уйдет не менее двух месяцев. [61] Для следующего запуска компания планировала разместить стальные пластины с водяным охлаждением под стартовой площадкой. [49] Установка началась 5 июля 2023 года [62] и завершилась 17 июля. Первое испытание системы под полным давлением было проведено 28 июля.
Жители и исследователи «спешили» после запуска, чтобы оценить его воздействие на здоровье местных общин и дикую природу. [63] Вскоре после запуска жители Порт-Изабель, штат Техас , города примерно в 6,5 милях (10,5 км) от места запуска, сообщили о падении твердых частиц с неба. [64] Представитель Порт-Изабель назвал обломки «густыми, зернистыми, песчинками, которые просто приземлились на все», добавив, что обломки не представляют «непосредственной опасности» для здоровья жителей. [56] Несколько жителей Порт-Изабель сообщили о тряске и разбитых окнах. [56] [65] Представители Another Gulf is Possible, [66] Sierra Club и Center for Biological Diversity выразили обеспокоенность тем, что твердые частицы могут нанести вред жителям Порт-Изабель и близлежащим исчезающим видам. Представители последних двух групп также заявили, что повреждения дорог взрывом не позволили биологам, изучающим дикую природу, исследовать место запуска до 22 апреля, через два дня после запуска. [63]
Техасское отделение Службы охраны рыбных ресурсов и диких животных США сообщило , что запуск разбросал обломки на площади 385 акров (156 га) на территории SpaceX и в государственном парке Бока-Чика . Он разбросал измельченный материал, предположительно бетонную пыль, на расстояние до 6,5 миль (10,5 км) к северо-западу. [67] [22]
Начался лесной пожар, который уничтожил 3,5 акра (1,4 га) государственного парка к югу от стартовой площадки. [67] Оливье де Век , главный редактор журнала Journal of Spacecraft and Rockets и профессор Массачусетского технологического института , сказал, что большую часть пыли и мусора можно было бы лучше удержать с помощью огнеотводных траншей, отводящих взрывную волну двигателя под землю, или «трубопровода... подающего морскую воду» на стартовую площадку. [68] (тем не менее, де Век назвал это событие «скорее успехом, чем неудачей». [12] )
Аналогичным образом, Эрик Реш, эксперт по оценке рисков и соблюдению экологических норм, раскритиковал SpaceX за то, что компания не раскрыла риски запуска и не использовала траншею или систему водоснабжения для смягчения удара при запуске. [56] Реш сказал, что для определения того, будут ли пыль и мусор вредны для здоровья, потребуется химический анализ. [56] Более поздний химический анализ, проведенный Университетом Центральной Флориды , а также еще один анализ, проведенный Университетом Райса, определил пылевидный материал как безвредный пляжный песок из-под стартовой площадки. [22] Тепло и давление прошли через свежие трещины на стартовой площадке, вызвав извержение, которое разнесло песок на шесть миль до Порт-Изабель. Хотя большие количества пыли размером от 1 до 10 микрон могут быть вредны для дыхания, исследователи не обнаружили их в достаточном количестве и пришли к выводу, что песок не представляет опасности для здоровья. [22]
В предварительной оценке FAA говорилось, что «никакого существенного воздействия» на регион не будет. [56] После запуска SpaceX задействовала требуемый FAA «план реагирования на аномалии», но в остальном отказалась комментировать ситуацию. [69] [56] Техасское подразделение Службы охраны рыбных ресурсов и диких животных США заявило, что не обнаружило свидетельств мертвых птиц или диких животных, [67] хотя Техасское общественное радио сообщило об обнаружении обугленного гнезда перепела . [70] Биолог Дэвид Ньюстед предположил, что задержка в проведении обследования могла исказить результат, отметив, например, что хищники, скорее всего, съедят «мертвую птицу на отмелях» в течение часа. [71] Джастин Леклер, биолог, которому разрешили посетить этот район через 54 часа после запуска, сказал, что SpaceX «изменила среду обитания в заповеднике для диких животных», и что потребуется время, чтобы понять последствия. [71]
1 мая 2023 года, через десять дней после запуска, четыре экологические организации — Центр биологического разнообразия , Фонд Surfrider , Американская охрана птиц и Спасение долины Рио-Гранде (Спасение RGV) — и Карризо Комекрудо Нация Техаса совместно подали в суд на FAA за выдачу SpaceX лицензии на запуск. [72] [73] SpaceX запросила разрешение присоединиться к FAA в качестве ответчика, что было удовлетворено в июне. [74] [75] [76]
После первой неудачи в полете Starship Федеральное управление гражданской авиации (FAA) потребовало от SpaceX провести расследование инцидента, приостановив полеты Starship до окончания расследования. [77] [63] FAA будет контролировать расследование, что является стандартной практикой в случае потери транспортного средства в полете. [78] Агентство приостановило полеты Starship на время расследования, что также является стандартной практикой, [63] [79] и заявило, что «возвращение к полетам транспортного средства Starship/Super Heavy основано на определении FAA, что любая система, процесс или процедура, связанная с инцидентом, не влияет на общественную безопасность», и что не было сообщений о травмах или ущербе общественной собственности. [36] [18] FAA также объявило, что будет контролировать уборку, которая включала стандартное удаление обломков запуска из «чувствительных мест обитания». [80] 15 мая SpaceX подала запрос на одобрение FCC на второй полет в период с 15 июня по 15 декабря с использованием Booster 9 и Ship 25. [81] В августе SpaceX представила первоначальный отчет о несчастном случае в FAA для рассмотрения и одобрения. [82] [83]
FAA заявило в сентябре 2023 года [77] [84]
После запуска FAA [...] потребовало от SpaceX провести расследование несчастного случая в соответствии с утвержденным планом расследования несчастного случая под надзором FAA. FAA провело окончательный обзор отчета о несчастном случае от 21 августа 2023 года. Основное внимание в этом обзоре было уделено обеспечению [...] выявления основных причин и реализации корректирующих действий для предотвращения повторения события. FAA было предоставлено достаточно информации, и оно принимает основные причины и корректирующие действия, описанные в отчете о несчастном случае. Следовательно, FAA считает расследование несчастного случая, которое SpaceX должна была завершить, завершенным. Окончательный отчет о расследовании несчастного случая [представленный SpaceX в августе [82] в рамках расследования, проведенного SpaceX и требуемого FAA [77] ] указал в общей сложности шестьдесят три (63) корректирующих действия, которые SpaceX должна была выполнить. К ним относятся действия по модернизации оборудования транспортного средства для предотвращения утечек и пожаров, модернизация стартовой площадки для повышения ее надежности, включение дополнительных проверок в процесс проектирования, дополнительный анализ и тестирование критически важных для безопасности компонентов. [77]
После окончательного отчета SpaceX FAA закрыло расследование 8 сентября 2023 года. [84] [85] В том же заявлении должностные лица FAA подчеркнули, что «закрытие расследования несчастного случая не означает немедленного возобновления запусков Starship в Бока-Чика». [84] [86] И что SpaceX сначала должна была «выполнить все корректирующие действия, которые влияют на общественную безопасность» и подать заявку на «модификацию лицензии от FAA», которая будет учитывать «требования FAA по безопасности и другим экологическим нормам». [84] [21] FAA также объявило, что полный отчет о расследовании не будет опубликован из-за конфиденциальной информации, включая информацию об экспортном контроле. [21]
стартовой площадке превзошел ожидания экспертов. А близлежащие жители вынуждены разбираться с экологическими последствиями.
Когда пыль рассеялась на Starbase после старта, взору предстала картина крушения: 33 двигателя Raptor первой ступени Starship образовали кратер под орбитальной стартовой установкой, разбросав по близлежащей инфраструктуре куски цемента и другого мусора.
{{cite web}}
: CS1 maint: бот: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ){{cite web}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )