Starship Илона Маска оказался близким аналогом советской ракеты Н-1 1961 года
- 22 мая 2024 01:05
- Валерий Агеев, Авиационный инженер, летчик, журналист
Не секрет, что американская космическая система Starship в какой-то мере является близким аналогом советской ракеты-носителя сверхтяжёлого класса Н-1, которая разрабатывалась с начала 1960-х годов в ОКБ-1 под руководством Сергея Королёва. Об этом прямо заявил глава компаний SpaceX и Tesla Илон Маск, который назвал главного конструктора советской ракетно-космической техники Сергея Королева «великолепным». Под руководством Королева была создана ракета, которая вывела на орбиту первый искусственный спутник Земли, корабль с первым космонавтом Юрием Гагариным и многое другое.
Тихая трагедия «царь-ракеты» Н-1
Первоначально она предназначалась для вывода тяжёлой (весом 75 тонн) орбитальной станции на околоземную орбиту с перспективой обеспечения сборки тяжёлого межпланетного корабля для полётов к Венере и Марсу.
Однако в процессе проектирования возникли серьёзные разногласия между Королёвым, решительно избравшим перспективную в будущем схему кислородно-керосиновых двигателей, и главным конструктором ОКБ-456 В. Глушко, предлагавшим использовать более отлаженные двигатели на смеси АТ+НДМГ. Десятого ноября 1961 года тот направил личное письмо Королёву, указав, что уложиться в поставленный руководством срок таким образом будет значительно проще.
Письмо заканчивалось словами:
«Имея известное Вам неоднократное прямое личное указание товарища Н. С. Хрущёва об ответственности ОКБ-456 за разработку мощных двигателей для носителя более тяжёлого, чем на базе Р-7, и учитывая необходимость всемерного форсирования крайне трудоёмких работ по разработке конструкции и подготовке серийного производства этих двигателей, прошу Вас не замедлить с выбором топлива для первой и второй ступеней носителя Н-1».
Однако это обращение не возымело эффекта, и Государственная экспертная комиссия, опираясь на авторитет Королёва, приняла защиту эскизного проекта Н-1, выполненного ОКБ-1 в варианте с кислородно-керосиновыми двигателями
Их создание было поручено авиадвигательному КБ Кузнецова, которое добилось наивысшего энергетического и ресурсного совершенства для двигателей кислород-керосинового типа.
Для выведения корабля на околоземную орбиту были применены три ступени (блоки «А», «Б», «В».) На первой ступени было установлено 30 двигателей НК-33. Это количество двигателей у Н-1 оставалось рекордным вплоть до появления американской ракеты-носителя Starship.
Было проведено четыре испытательных пуска Н-1. Все они окончились неудачей на этапе работы первой ступени. Хотя на стендовых испытаниях отдельные двигатели показали себя достаточно надёжными, большинство проблем с носителем было вызвано автоколебаниями ракеты, гидродинамическим ударом, разворачивающим моментом, электрическими помехами и другими неучтёнными эффектами, вызванными одновременной работой такого большого количества двигателей, сложностью коммуникаций и большим размером ракеты.
Эти проблемы были выявлены на этапе лётных испытаний, а не на стендах, поскольку из-за нехватки средств наземные стенды для динамических и огневых испытаний всего носителя или первой ступени в сборе не строились. Такой спорный подход, ранее с переменным успехом применявшийся к намного меньшим по размерам и несравнимо более простым по устройству баллистическим ракетам, привёл к череде аварий.
После аварий Н-1 и прекращения проигранной СССР «лунной гонки», несмотря на технические предложения по лунной орбитальной станции, после закрытия проектов сооружения советской лунной базы «Звезда» на поверхности Луны в 1980-х годах назначенный вместо В. П. Мишина в мае 1974 года генеральным конструктором советской космической программы и руководителем НПО «Энергия» академик В. П. Глушко не стал отстаивать развитие пилотируемой лунной программы и её носителя Н-1. Своим приказом с молчаливого согласия Политбюро и Министерства общего машиностроения он прекратил все работы сначала по программе, а затем и по носителю.
Два уже изготовленных экземпляра и ещё два задела носителей Н-1Ф были уничтожены, а 150 изготовленных в КБ Кузнецова двигателей НК-33 и НК-43 (высотный аналог НК-33) удалось сохранить до конца XX века, когда часть из них и лицензия на производство были проданы американской компании «Аэроджет». Планировалось использовать их в разрабатываемых ракетах-носителях США.
Starship — новая надежда американской космонавтики
Starship — разрабатываемая компанией SpaceX многоразовая транспортная система (МТС), состоящая из ускорителя Super Heavy и космического корабля Starship и предназначенная для экономичной доставки грузов и людей на низкую околоземную, солнечно-синхронную и геопереходную орбиты, а также для межпланетных полётов на Луну и Марс.
Starship — это самый большой космический корабль в истории. Он весит пять тысяч тонн, это 120 узкофюзеляжных «Боингов» или почти две ракеты «Сатурн-5», которые люди использовали для полёта на Луну. А еще это самое мощное мирное устройство, созданное человечеством. При взлёте «Старшип» развивает тягу в 75 тысяч килоньютонов. Длина этого монстра — более 120 метров.
По словам Илона Маска, система в будущем заменит ракеты-носители Falcon-9 и Falcon Heavy, грузовой и пилотируемый космические корабли Dragon V2. Кроме того, будет создана лунная версия корабля Starship, способного перевозить экипаж с низкой околоземной орбиты до лунной орбитальной станции Gateway и между станцией и поверхностью Луны.
Не падает тот, кто не летает
Первый запуск американской МТС состоялся в апреле 2023 года и закончился аварией. Ее причиной, как и в случае с Н-1, стал отказ нескольких из 33 двигателей, в результате чего ракета получила неконтролируемое вращение и была подорвана по команде из центра управления.
Второй запуск также закончился аварией. Однако все 33 двигателя первой ступени отработали в штатном режиме (в отличие от Н-1). Разделение ступеней произошло на высоте 70 километров на двух минутах сорока пяти секундах полётного времени, после чего первая ступень взорвалась из-за резких перегрузок после разделения.
В марте 2024 года состоялся третий запуск МТС, и он тоже не стал полностью успешным. «Горячее» разделение первой ступени и корабля прошло нормально. Первая ступень перед приводнением разогналась до скорости почти 3500 километров в час и была уничтожена дистанционной командой на подрыв (на высоте около 1500 футов) в связи с нехваткой топлива для мягкой посадки.
Вторая ступень вышла в космос. Там были проведены успешные испытания системы перекачки топлива и другие эксперименты. Однако при входе в атмосферу корабль впал в неконтролируемое вращение и сгорел.
Но при этом Маск упорно движется по своей программе, и принципиальных, концептуальных ошибок он не совершает. Каждый его последующий старт успешнее предыдущего.
Повторяет ли Маск ошибки Н-1?
С одной стороны, да, а с другой — нет. Если на Н-1 применение большого количества ракетных двигателей было вызвано отсутствием более мощных моторов (потому что главный конструктор ОКБ-456 В. Глушко отказался делать их), то Маску потребовалась низкая стоимость двигателей и высокая их надёжность, что показал третий запуск Starship.
Кроме того, простые расчеты показывают, что масса тридцати двигателей будет в 5,48 раз меньше массы одного геометрически им подобного, но с тягой в 30 раз большей. Так что резон «мельчить» у Маска есть. Американская МТС — фактически двухступенчатая (Н-1 имела три ступени) для низкой орбиты, что повышает ее надежность.
У каждого механизма есть предел по размерам. Это мы видим по самолетам, по поездам, по автомобилям. То же самое с космическими ракетами. Экономически оптимальной для ракет будет грузоподъёмность 20–30 тонн, а 150 тонн — для исключительных случаев. А это значит, что Маск идёт тупиковым путем.
По утверждению разработчиков МТС, Starship как космический корабль сам по себе является многоразовым аппаратом, способным бороздить космические просторы и совершать управляемую посадку на совершенно любую поверхность. Но сегодня он стартует и будет садиться на площадку, в которую залиты сотни кубометров бетона и которая состоит из сотни тонн металлоконструкций. Как этот корабль будет осуществлять посадку на Марс или Луну, на неподготовленные площадки, никто не знает. Разве только на брюхо?
Зачем на самом деле нужен Starship?
Оправданна ли схема космических полетов с использованием больших ракет, запускаемых с Земли, в современное время? Вряд ли. Финансовые затраты настолько колоссальны, что американцы только однажды смогли потратиться на это. А если лететь не только на Луну, а еще и на Марс, то придется строить ракету еще больше. В нее же должно поместиться все — экипаж, провизия, ботанический сад. Нелегко будет вывести такую махину на орбиту.
Для освоения Луны или Марса нужна либо военная, либо экономическая необходимость. Ни того, ни другого сейчас нет. Поэтому и смысла в их «освоении» никакого, достаточно посылать исследовательские автоматы. Престиж? Но кризис грядет такой, что никакой престиж не поможет. А при существующей экономической системе подобный гиперпроект превращается в банальный распил бабла.
Кроме того, как считают и отечественные, и западные аналитики, этот проект лишь прикрытие военных программ Пентагона под видом инициативы частного предпринимателя. Ведь «Старлинк» работает на военные программы Пентагона и ЦРУ в качестве низкоорбитальной спутниковой системы военного назначения. Освоение Марса — уловка Маска по созданию тяжёлой ракеты для нужд того же Пентагона.
Весь смысл финансирования тяжелого носителя Маска, причем именно многоразового, заключается в том, что Пентагон надеется на дешевое средство вывода нового вида оружия — кинетического — на орбиту. И вот об этом сегодня надо думать нашим инженерам и конструкторам.
- Телеграм
- Дзен
- Подписывайтесь на наши каналы и первыми узнавайте о главных новостях и важнейших событиях дня.
Войти через социальные сети: