Комплексные летные испытания Starship 1 стали первым летным испытанием ракеты -носителя SpaceX Starship . SpaceX провела летные испытания 20 апреля 2023 года. [3] Прототип корабля был уничтожен менее чем через четыре минуты после взлета со звездной базы SpaceX в Бока-Чика , штат Техас . [4] Эта ракета стала самой мощной ракетой из когда-либо летавших, побив полувековой рекорд советской ракеты Н1 . [5] Запуск был первым «комплексным летным испытанием», то есть впервые ракета-носитель Super Heavy и космический корабль Starship летели вместе как полностью интегрированная ракета-носитель Starship. [6]
Запуск был частью программы разработки SpaceX Starship , которая следует итеративному и поэтапному подходу, включающему частые и зачастую разрушительные испытательные полеты прототипов транспортных средств. [7] Перед запуском представители SpaceX заявили, что будут оценивать успех миссии «по тому, насколько много мы сможем узнать» и что различные запланированные мероприятия миссии «не обязательны для успешного испытания». [8] Этот полет в целом считался вкладом в развитие Starship, и ряд государственных чиновников поздравили SpaceX, в том числе администратор НАСА Билл Нельсон и генеральный директор Европейского космического агентства Йозеф Ашбахер . [9] [10]
Планировалось, что космический корабль Starship завершит почти один виток вокруг Земли , а затем снова войдет в атмосферу , совершит управляемую посадку и приводнится в Тихом океане недалеко от Гавайских островов . [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 CDT по местному времени на космодроме) с частной стартовой площадки SpaceX недалеко от Бока-Чика, штат Техас. Взлет повредил стартовую площадку [12] и окружающую ее инфраструктуру, [13] что, по словам SpaceX, было неожиданным. [14] Некоторые обломки разбросаны по государственному парку Бока-Чика . Три двигателя не запустились или выключились перед взлетом, а несколько других отказали во время полета. [15] Аппарат преодолел максимальную q и перешел в сверхзвуковой полет, но из-за отсутствия управления тягой или вектором тяги попытка разделения ступеней предпринята не была. [15] Звездолет начал кувыркаться, что привело к срабатыванию автономной системы завершения полета (AFTS), которой потребовалось 40 секунд, чтобы уничтожить корабль, почти через 4 минуты после начала полета. [16] [15]
После испытания Федеральное управление гражданской авиации (ФАУ) приостановило программу запуска в ожидании результатов стандартного «расследования несчастного случая», контролируемого агентством и проведенного SpaceX. [17] В ФАУ заявили, что возвращение к полетам будет зависеть от решения агентства о том, что будущие запуски не повлияют на общественную безопасность. [18] В августе 2023 года SpaceX представила ФАУ 63 «корректирующих действия», которые ей необходимо будет предпринять, прежде чем будет разрешен еще один запуск Starship. [19] [20] [21] Пыль, разбросанная во время запуска, первоначально вызвала некоторые проблемы со здоровьем, но позже в лаборатории выяснилось, 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 повторились проблемы, возникшие во время первого полета, и корабль успешно выполнил разделение ступеней, но после этого оба корабля были потеряны. [24]
Starship, разработанный SpaceX, представляет собой сверхтяжелую ракету-носитель , [25] самую большую и мощную из когда-либо созданных. Его высота составляет 121 м (397 футов), и, по прогнозам, он сможет нести 150 т (330 000 фунтов) полезной нагрузки в полностью многоразовой конфигурации. Его 33 двигателя Raptor первой ступени номинально генерируют тягу более 16 000 000 фунтов силы (71 МН). Это примерно в два раза больше, чем у Сатурна V НАСА (7 750 000 фунтов силы (34,5 МН) [26] ), который летал между 1967 и 1973 годами; больше, чем SLS НАСА , который произвел тягу в 8 800 000 фунтов силы (39 МН) при старте в 2022 году; и значительно превышает 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]
Во время своего первого орбитального испытательного полета Starship побил полувековой рекорд N1 по самой мощной ступени ракеты, когда-либо запущенной. [5]
Обе ступени Starship предназначены для выполнения управляемых посадок на стартовую площадку, что позволяет им совершать многократные полеты. [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 в общей сложности запустила их девять раз, кульминацией которых стал запуск Starship SN15 5 мая 2021 года, который завершил успешные шестиминутные летные испытания на большой высоте. [30] SpaceX продолжила строительство новых верхних ступеней, завершила несколько первых ступеней и провела наземные испытания, ожидая правительственного разрешения на запуск.
В 2021 году SpaceX подала заявку в Федеральную комиссию по связи , в которой описала запланированные первые летные испытания разгонной батареи Starship-Super Heavy. В заявке говорилось, что после старта со Звездной базы ракета-носитель 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 стартовой площадки завершилась принятием «смягченного постановления FONSI » (обнаружение отсутствия значительного воздействия), требующего от компании принятия различных мер по смягчению последствий для местной дикой природы и исторических объектов, но в остальном разрешающего выдачу лицензии на запуск. [25]
9 февраля 2023 года SpaceX произвела финальный статический запуск ракеты-носителя Super Heavy. [32] Проверка готовности к полету была завершена 8 апреля 2023 года. [28] Репетиция запуска 11 апреля была отменена. [33] Федеральное управление гражданской авиации (ФАУ) выдало лицензию на запуск корабля на орбиту 14 апреля 2023 года. [34]
Перед запуском 27 организаций, в том числе Sierra Club , Сеть экологической справедливости Южного Техаса, «Другой залив возможен», Voces Unidas и Carrizo/Comecrudo Tribe, подписали письмо, в котором выразили свою обеспокоенность и несогласие с ним. Они, среди прочего, сослались на джентрификацию и чрезмерную охрану территории, нарушение среды обитания диких животных и местных церемоний, а также риск аварий с выбросами метана. [35]
SpaceX заявила, что будет измерять успех миссии «по тому, как много [SpaceX] сможет узнать», и что завершение основных этапов миссии «не требуется для успешного испытания». [8] Перед запуском 20 апреля генеральный директор SpaceX Илон Маск оценил вероятность успешного испытания в 50%, заявив, что если ракета уйдет «достаточно далеко от стартовой площадки, прежде чем что-то пойдет не так, то я думаю, что буду считать это успех. Только не взрывайте стартовую площадку». [36]
План полета космического корабля заключался в том, чтобы стартовать с базы SpaceX Starbase вдоль южного побережья Техаса, а затем провести полет с двигателем до достижения желаемой заатмосферной околоземной орбиты , размер которой оценивается примерно в 250 × 50 км (155 × 31 миль), что привело бы к Звездолет снова войдет в атмосферу примерно через 1 час 17 минут полета, почти завершив полную орбиту. [37] Предполагаемая траектория полета должна была быть суборбитальной . [38]
Хотя обе ступени ракеты Starship в конечном итоге будут многоразовыми, SpaceX планировала отказаться от обеих ступеней в конце этого полета. [39]
В испытательном полете участвовали прототипы кораблей Ship 24 и Booster 7 . И ракета-носитель, и космический корабль совершили бы контролируемое приземление на поверхность океана. [37] Согласно документам, поданным в FCC , ракета-носитель должна была выполнить разгонный режим 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 62 мили (100 км) к северо-западу от Кауаи . [40]
Стек звездолета и сверхтяжелого корабля был загружен топливом на звездной базе и должен был быть запущен в 13:20 UTC (8:20 утра по центральному поясному времени ). Однако запуск был прерван в Т-8:05 из-за замерзания клапана наддува на ракете-носителе 7. Перед отменой система управления запуском SpaceX работала над устранением проблемы, стремясь продолжить запуск в тот же день. Из-за того, что клапаны показали низкую отзывчивость, SpaceX изменила запланированный полет на генеральную репетицию с мокрой водой , которая закончилась через Т-40 секунд. SpaceX заявила, что ей понадобится не менее 48 часов, чтобы подготовиться ко второй попытке. [47] [48]
62-минутное окно запуска открылось в 8:28 CDT (13:28 UTC) 20 апреля 2023 года. [49] В 08:33 CDT (13:33 UTC) аппарат успешно взлетел, хотя и причинил повреждения. на стартовую площадку. Звездолет соскользнул со стартовой площадки вбок, поскольку три двигателя не загорелись при взлете. [50]
Во время полета отказали несколько двигателей Raptor . [51] [3] Примерно на 27 секунде полета SpaceX потеряла связь с другим двигателем из-за «какого-то энергетического события». [50] SpaceX в своей веб-трансляции демонстрирует несоответствие между количеством двигателей, которые не работают в прямом эфире, и количеством выключенных двигателей в наложенной графике. [52]
Было высказано предположение, что небольшой взрыв, видимый около Т+0:30, был неисправностью гидравлической силовой установки, но это пока не подтверждено. [53]
Через восемьдесят пять секунд после запуска SpaceX потеряла управление вектором тяги 13 центральных двигателей и, следовательно, способность управлять ракетой. [50] Транспортное средство поднялось примерно на 39 км (24 мили), прежде чем потерять высоту и войти в штопор, [54] после чего была активирована его AFTS (автономная система прекращения полета ). [50] AFTS предназначалась для немедленного уничтожения корабля, [15] но звездолет не распался, а разгонные двигатели продолжали работать, пока не прошло 40 секунд после срабатывания AFTS, [50] примерно через четыре минуты после начала полета [ 10] на высоте 29 км (18 миль). [16] Федеральное управление гражданской авиации не сообщило о каких-либо травмах или ущербе общественной собственности. [36]
Запуск обычно рассматривался как важный шаг в итеративном и постепенном прогрессе разработки Starship. [9] [55] [56] Различные государственные чиновники и деятели поздравили SpaceX с результатом испытательного полета, в том числе администратор НАСА Билл Нельсон , [9] генеральный директор Европейского космического агентства Йозеф Ашбахер , [10] канадский астронавт в отставке Крис Хэдфилд [ 45] и исполнительный директор Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA) Дэн Дамбахер . [3]
Историк космоса из Чикагского университета Джордан Бримм сказал, что «это было где-то между небольшим шагом и долгожданным гигантским скачком, но все же представляет собой значительный прогресс на пути к многоразовой сверхтяжелой ракете». [55] Космический репортер Bloomberg News Лорен Граш сказала, что взрыв «подчеркивает предстоящие проблемы для грандиозного плана Маска по открытию космоса для путешествий людей», и что помимо инженерных работ, необходимых для успешной посадки Starship, SpaceX все еще нужно будет работа над системами жизнеобеспечения Starship и возможностью дозаправки в космическом пространстве. Груш также назвал первый взлет ракеты-носителя «победой» и отметил, что первые запуски коммерческих ракет редко бывают успешными. [56] Редактор Ars Technica Эрик Бергер сообщил, что представители индустрии запуска считают, что «снятие сверхтяжелой ракеты и верхней ступени звездолета со стартовой площадки было огромным успехом». [51]
По словам Илона Маска, переквалификация системы прекращения полета станет основной задержкой перед следующим запуском, поскольку, несмотря на то, что система активировала и привела в действие взрывчатку, «слишком много времени потребовалось для разрушения баков». [15]
8 сентября 2023 года SpaceX резюмировала основную причину потери управления транспортным средством в сообщении в блоге компании: «Во время подъема транспортное средство загорелось из-за утечки топлива в кормовой части ракеты-носителя Super Heavy, что в конечном итоге разорвало связь с ракетой-носителем Super Heavy. Основной бортовой компьютер корабля. Это привело к потере связи с большинством ускорительных двигателей и, в конечном итоге, к потере управления кораблем». [46]
Стартовая площадка была построена без пламегасителей , дренчерных систем или систем шумоподавления , [57] систем, обычно используемых для предотвращения повреждений во время старта. Генеральный директор SpaceX Илон Маск в 2020 году написал в Твиттере: «Стремлюсь не иметь пламегасителя в Бока, но это может оказаться ошибкой». [58]
После запуска на фотографиях видны повреждения бетона под стартовой площадкой и инфраструктуры на стартовой площадке. [59] На видео запуска SpaceX видно, как обломки летят в океан почти на расстоянии полумили. [60] Выхлопы ракеты разбросали обломки на сотни ярдов, оставив кратер под пусковой установкой и помят инертные резервуары для хранения возле стартовой площадки. [60] Маск сказал, что большие куски бетона попали в пусковую башню, но не причинили существенного ущерба. [50]
21 апреля 2023 года — на следующий день после запуска — Маск написал в Твиттере, что работники SpaceX планировали тремя месяцами ранее добавить к площадке «массивную стальную пластину с водяным охлаждением», но команда «ошибочно подумала, основываясь на статических данных о пожарах». , что [бетон, используемый на площадке] выдержит запуск». [61]
В апреле SpaceX сообщила администратору НАСА Биллу Нельсону , что восстановление стартовой площадки займет не менее двух месяцев. [62] Для следующего запуска компания планировала разместить под пусковой установкой стальные пластины с водяным охлаждением. [50] Монтаж начался 5 июля 2023 года, [63] и завершился 17 июля. Первое испытание системы под полным давлением было проведено 28 июля.
После запуска жители и исследователи «старались» оценить его влияние на здоровье местных сообществ и дикую природу. [64] 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. [65] Представитель Порт-Изабель назвал обломки «толстыми, зернистыми песчинками, которые просто приземлились на все», добавив, что обломки не представляют «непосредственной проблемы» для здоровья жителей. [57] Несколько жителей Порт-Изабель сообщили о тряске и разбитых окнах. [57] [66] Представители организации «Другой залив возможен», [67] Сьерра-клуб и Центр биологического разнообразия 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 в результате взрыва не позволили биологам дикой природы исследовать место запуска до 22 апреля, через два дня после запуска. [64]
Техасское подразделение Службы охраны рыболовства и дикой природы США сообщило , что запуск разбросал обломки на территории 385 акров (156 га) территории SpaceX и государственного парка Бока-Чика . Он оставил измельченный материал, предположительно бетонную пыль, на расстоянии до 6,5 миль (10,5 км) к северо-западу. [68] [22]
Начался лесной пожар, который сжег 3,5 акра (1,4 га) государственного парка к югу от площадки. [68] Оливье де Век , главный редактор «Журнала космических кораблей и ракет» и профессор Массачусетского технологического института , сказал, что большую часть пыли и мусора можно было бы лучше удержать с помощью огненных траншей , отводящих взрыв двигателя под землю, или «трубопровода». ...принести морскую воду» к месту запуска. [69] (де Век тем не менее назвал мероприятие «скорее успехом, чем провалом». [12] )
Точно так же Эрик Роеш, эксперт по соблюдению экологических требований и оценке рисков, раскритиковал SpaceX за сокрытие рисков запуска и за неспособность использовать траншею или систему водоснабжения для смягчения воздействия запуска. [57] Рош сказал, что потребуется химический анализ, чтобы определить, будут ли пыль и мусор вредны для здоровья. [57] Более поздний химический анализ, проведенный Университетом Центральной Флориды и еще одним, проведенным Университетом Райса, определил, что пылеподобный материал оказался безвредным пляжным песком из-под стартовой площадки. [22] Жара и давление прошли через новые трещины на стартовой площадке, вызвав извержение, которое отбросило песок на шесть миль к Порт-Изабель. Хотя большое количество пыли размером от 1 до 10 микрон может быть вредным для дыхания, исследователи не обнаружили ее в достаточном количестве и пришли к выводу, что песок не представляет опасности для здоровья. [22]
Оценка ФАУ перед запуском показала, что «никакого существенного воздействия» на регион не будет. [57] После запуска SpaceX активировала требуемый ФАУ «план реагирования на аномалии», но в остальном комментировать ситуацию отказалась. [70] [57] Техасское подразделение Службы рыболовства и дикой природы США заявило, что не обнаружило следов мертвых птиц или диких животных, [68] хотя Общественное радио Техаса сообщило об обнаружении обгоревшего перепелиного гнезда. [71] Биолог Дэвид Ньюстед предположил, что задержка в проведении исследования могла исказить результат, отметив, например, что хищники, скорее всего, съедят «мертвую птицу на равнине» в течение часа. [72] Джастин Леклер, биолог, которого пустили в этот район через 54 часа после запуска, сказал, что SpaceX «изменила среду обитания в заповеднике дикой природы», и что потребуется время, чтобы понять последствия. [72]
1 мая 2023 года, через десять дней после запуска, четыре экологические группы — Центр биологического разнообразия , Surfrider Foundation , American Bird Conservancy и Save Rio Grande Valley (Save RGV) — и Carrizo Comecrudo Nation из Техаса подали совместный иск против FAA. за предоставление SpaceX лицензии на запуск. [73] [74] SpaceX просила разрешить ей присоединиться к ФАУ в качестве ответчика, что было удовлетворено в июне. [75] [76] [77]
После первого провала полета Starship Федеральное управление гражданской авиации (FAA) потребовало от SpaceX провести расследование происшествия, приостановив полет Starship до получения результатов расследования. [78] [64] ФАУ будет контролировать расследование, что является стандартной практикой, когда автомобиль был потерян в полете. [79] В ходе расследования агентство приостановило полеты Starship, что также является стандартной практикой, [64] [80] и заявило, что «возвращение к полету корабля Starship/Super Heavy основано на том, что ФАУ определяет, что любая система, процесс или процедура, связанная с происшествием, не влияет на общественную безопасность», и что не было сообщений о травмах или ущербе общественной собственности. [36] [18] ФАУ также объявило, что будет контролировать очистку, которая включала стандартное удаление обломков запуска из «чувствительных мест обитания». [81] 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. [82] В августе SpaceX представила в FAA первоначальный отчет о происшествии для рассмотрения и одобрение. [83] [84]
ФАУ заявило в сентябре 2023 года [78] [85]
После запуска ФАУ [...] потребовало от SpaceX провести расследование происшествия в соответствии с утвержденным планом происшествия под надзором ФАУ. ФАУ провело окончательную проверку отчета о происшествии от 21 августа 2023 года. Основная цель этой проверки заключалась в том, чтобы обеспечить [...] выявление основной причины и выполнение корректирующих действий во избежание повторения события. ФАУ было предоставлено достаточно информации, и оно принимает основные причины и корректирующие действия, описанные в отчете о происшествии. Следовательно, ФАУ считает, что расследование несчастного случая, которое должна была провести SpaceX, завершено. В окончательном отчете о расследовании несчастного случая [представленном SpaceX в августе [83] в рамках расследования, проведенного SpaceX и требуемого FAA [78] ] были указаны в общей сложности шестьдесят три (63) корректирующих действия, которые SpaceX должна выполнить. В их число входили действия по модернизации аппаратного обеспечения транспортного средства для предотвращения утечек и пожаров, реконструкция стартовой площадки для повышения ее надежности, включение дополнительных проверок в процесс проектирования, дополнительный анализ и тестирование критически важных для безопасности объектов. [78]
После окончательного отчета SpaceX ФАУ закрыло расследование 8 сентября 2023 года. [85] [86] В том же заявлении представители ФАУ подчеркнули, что «закрытие расследования несчастного случая не означает немедленного возобновления запусков звездолетов в Бока-Чика». ." [85] [87] И что SpaceX сначала пришлось «реализовать все корректирующие действия, которые влияют на общественную безопасность» и подать заявку на «модификацию лицензии от FAA», которая учитывает «требования FAA по безопасности и другим экологическим нормативным требованиям». [85] [21] ФАУ также объявило, что полный отчет о расследовании не будет опубликован из-за конфиденциального содержания, включая информацию об экспортном контроле. [21]
Ущерб стартовой площадке превзошел ожидания экспертов. А жителям близлежащих районов приходится иметь дело с экологическими последствиями.
Когда после старта на Звездной базе рассеялась пыль, возникла сцена крушения: 33 двигателя Raptor первой ступени звездолета взорвали кратер под орбитальной стартовой установкой, разбив близлежащую инфраструктуру летящими кусками цемента и другим мусором.
{{cite web}}
: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ){{cite web}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )