Космонавтика

Повторный взрыв Starship V2 указал на общие проблемы с ракетами Королева и фон Брауна

На восьмой минуте полета в двигательном отсеке второй ступени начался пожар. Он завершился взрывом, причем не от срабатывания системы самоподрыва, как должен был, а именно в результате неконтролируемого горения. При испытаниях первой версии второй ступени Starship V1 такого не было. Практически наверняка корнем проблем стало изменение параметров при создании второй версии корабля.

Сегодня, в 2.30 по Москве, компания SpaceX провела восьмой испытательный пуск своей системы Starship. Как и в седьмом полете, вторая ступень была новой — Starship V2, каких до этого года не запускали. Объем баков у нее стал на четверть больше, они вмещают 1500 тонн топлива, а не 1200, как у Starship V1. Кроме того, она длиннее прежней на 1,8 метра. За счет этого и общая длина обеих ступеней Starship выросла до 123,1 метра. Особая важность Starship V2 в том, что именно она должна стать основой для Starship НLS, которая вернет человечество на Луну в ближайшие несколько лет.

Однако восьмой полет прошел во многом по сценарию седьмого: первая ступень отработала нормально, а вторая — нет. Первую, как и в прошлые два раза, удалось посадить на Мехазиллу (через 6 минут 57 секунд после старта). Была пара двигателей, которые не перезапустились для торможения вовремя.

Но поскольку Starship, как и Н-1 Королева, имеет десятки двигателей на первой ступени, несрабатывание части из них еще не угрожает штатной работе. К сожалению, сценарий седьмого полета повторила и вторая ступень: она погибла за 20 секунд до первого запланированного выключения двигателей.

На видео трансляции из двигательного отсека корабля видно начало пожара примерно через 7 минут 44 секунды после взлета. Судя по всему, огонь начался в районе одного из вакуумных двигателей Raptor (у корабля их три, и еще три атмосферные версии Raptor). Через 21 секунду началось отключение двигателей. В 8.07 произошел взрыв умеренной силы. После этого работало уже только два двигателя из шести, из-за чего корабль начал крутиться вокруг продольной оси. В 9.09 отключился еще один двигатель, а в 9.35 пропала связь со ступенью.

Начало пожара в двигательном отсеке / © SpaceX

Похоже, примерно в это время остатки топлива сдетонировали. Обломки рассеялись на значительной площади, вызвав временную остановку полетов из нескольких аэропортов. Поскольку в момент начала пожара все двигатели работали, наиболее вероятная его причина — разрыв трубопроводов и течь компонентов топлива в двигательный отсек.

Это произошло несмотря на систему вакуумирования трубопроводов, установленную на корабль версии Starship V2 и отсутствовавшую на Starship V1. При этом Starship V1 летал, и без подобных взрывов. Причина течи может быть разной, но пока отраслевые наблюдатели подозревают две основные: гармонические колебания корабля, и, с меньшей вероятностью, колебания типа «Пого».

Первые часто возникают, когда ракету в ходе модернизации удлиняют без увеличения жесткости конструкции. Аэродинамические силы действуют на ракету с изменившейся длиной сильнее — и особенно это проявляется по мере расхода топлива, когда весовой баланс ракеты сильно меняется, и вся она становится во много раз легче.

Ловля первой ступени в этот раз прошла жестче, чем когда-либо раньше. Иными словами, скорость при касании Mechazilla была выше, а расход топлива на торможение перед подхватом, напротив. меньше, чем раньше. Это преднамеренная политика компании, пытающейся свести к минимум затраты топлива при ловле первой ступени. В теории такой же путь предстоит и второй, после того, как ее отработают в достаточной мере, чтобы начать ловить / © SpaceX

Поскольку проблемы начались незадолго до запланированного времени отключения двигателей, гармонические колебания — возможная причина потери Starship V2 как в седьмом, так и в восьмом пуске. В 1960-х аналогичные колебания приводили к гибели ракет как Королёва, так и фон Брауна. Обычно проблему решали дополнительными ребрами жесткости, навариваемыми изнутри. Однако перед восьмым полетом Starship внутри корабля дополнительные усиления вварили. Тем не менее, повторился сценарий седьмого полета. Правда, гармонические колебания вызываются действием набегающего воздуха на ракету, а плотность атмосферы на той высоте, где находился корабль в момент начала пожара очень мала.

Другая вероятная причина гибели корабля — колебания типа «Пого». Их запускает нестабильность сгорания в камере двигателя. Хотя в 1960-х это было частой причиной аварий на советских и американских ракетах, в случае Starship это не обязательно причина случившегося. Его ступени проходят стендовые испытания на Земле, в ходе которых горение в двигателях Raptor показывает отличную устойчивость. Конечно, такая отработка не воспроизводит условий горения на большой высоте, где давление забортного воздуха мало. В то же время, неочевидно, почему бы вакуумный Raptor мог работать менее стабильно, чем Raptor атмосферный, на уровне моря. С другой стороны, большая высота начала колебаний скорее говорит в пользу того, что они относятся к типу «Пого».

Несмотря на то, что окончательно диагностировать причины гибели кораблей в седьмом и восьмом полете пока рано, общие выводы из случившегося все же напрашиваются. Илон Маск, технический директор и главный инженер компании все время концентрируется на отработке теплового щита, справедливо считая это самой главной проблемой многоразовых кораблей. Но похоже, что при этом он уделил недостаточно внимания более традиционным проблемам ракет — например, гармоническим колебаниям.

В то же время, если дело только в них, то это проблема должна быть сравнительно легко решаема усилением конструкции ребрами жесткости. Если корень зла в работе вакуумных Raptor, то здесь выход искать несколько дольше. Но и это вполне реально в умеренные сроки. Параллельно стоит отметить безупречную поимку первой ступени Starship три пуска подряд. Это показывает впечатляющую надежность Mechazilla и высокие перспективы повторного использования первой ступени системы уже в ближайшие месяцы.

Комментарии

  • Логика автора в двух словах - очередной взрыв старшипа указывает на высокую вероятность успеха 🙄🤪

    • Иван, как автор отмечу: логика автора в другом. А именно: самая сложная часть отработки начнется уже после того, как СпейсИкс ликвидирует проблему с разрывом трубопроводов, убившим корабль при 7-м и 8-м запуске.

      • Александр, это впечатление сложившееся при первом взгляде на статью. Понятно что успех в основном это про первую ступень которая действительно работает и не создает проблем уже третий пуск подряд. Но вы же понимаете что одна ступень погоды не делает. А вот со второй ступенью собственно старшипом беда по всем фронтам. И есть большие сомнения что Маск уложится в заявленные сроки по лунной программе. Напомню в 2025 г. лунный старшип должен совершить демонстрационный полет к Луне. Не просто долететь до нее, а совершить посадку и вернуться обратно.

        • Иван, "Напомню в 2025 г. лунный старшип должен совершить демонстрационный полет к Луне. Не просто долететь до нее, а совершить посадку и вернуться обратно."

          Не могли бы вы поделиться источником этой информации? В заявлениях НАСА или СпейсИкс я что-то такого не припоминаю.

          • Александр, если верить википедии:

            An uncrewed test flight is planned for 2025 to demonstrate a successful landing on the Moon. Following that test, a crewed flight is expected to occur as part of the Artemis III mission, no earlier than mid-2027.[

          • Лана, посадка вроде как "опционально", но даже в облет не очень верится, возможно сроки будут сдвинуты на 2026 г. Однако в русскоязычной вике есть график полетов где Uncrewed Lunar Demo HLS запланирован на 2025 г.
            https://ru.wikipedia.org/wiki/Starship_HLS

          • Лана, в вики в этом месте стоит ссылка на Гардиан, но в публикации Гардиан я этого не нашел. Так что вопрос об источнике продолжает иметь место.

          • Александр, вот например что говорилось о сроках год назад. Сейчас похоже даже вы не верите что Маск успеет на Луну в 2025 😏 хоть демо-миссия предусматривала лишь урезанный вариант с посадкой без взлета а значит и без теплозащиты.
            https://spacepolicyonline.com/news/nasa-delays-next-artemis-missions-to-2025-and-2026/
            ----------------------
            SpaceX’s contract with NASA requires an uncrewed Starship HLS landing on the Moon before the Artemis III mission. That was another delay announced today. Instead of launching this year, SpaceX Vice President of Customer Operations and Integration Jessica Jensen said at the media telecon that it will be in 2025. The contract only requires SpaceX to land on the Moon, not lift off, but Jensen said the test was “an uncrewed landing on the Moon and then ascending off the surface.”

          • Иван, "SpaceX’s contract with NASA requires an uncrewed Starship HLS landing on the Moon before the Artemis III mission" -- вот это правда. Но тут нет никаких двух беспилотных посадок в 25-м. Такого документального требования по программе нигде нет.

            То, что Дженсен сказала, что ожидает, что это будет в 25-м -- это никак не "обязаны по контракту два раза слетать на Луну и обратно".

          • Александр, а откуда взялось "двух"? Я вроде бы об одной говорил да и лица из НАСА тоже. В контракт я к ним не заглядывал. Вы так подозреваю тоже. Впрочем переносить сроки НАСА не впервой. Они так-то и на 2024 планировали, но не срослось. Мол два лярда не додали ну тогда извините. Как будто там только в деньгах дело. 😊

  • Возможно, слишком быстрое внедрение инноваций на еще сырой конструкции. Первую ступень отладили, со второй - видимо, еще не один пуск потребуется

  • Дело не в том, что автор слишком верит в пиндосовские девайсы. А в том, что вы не понимаете основной концетп пиндосовских изобретений. А именно то, что вещь произведенная, должна скоропостижно закончится. После её призентации и далее обновлённый продукт перекрывает часть недочетов от предшественника. И далее надежда. Что вместе с вашими деньгами и интересами. Они сделают конечный продукт. Только не сдавайтесть))).

    • Алекс, не подскажете какую-то непиндосовскую ракету -- например, нашу -- у которой была бы надежность Фалькон 9 Блок 5? Ну или Фалькон 9 в целом. Такое же соотношение потерь полезной нагрузке к полетам без ее потери.

      Что? Таких непиндосовских ракет ноль?

      Ай-яй-яй. Как же так вышло?

      • Александр, учи историю и её выводы.
        «Бура́н» — советский орбитальный корабль-ракетоплан многоразовой транспортной космической системы

        • Алекс, а "Энергия" у вас тоже была многоразовая? 😏 И напомните сколько раз слетал тот Буран.

          • Иван, а первую строку ты и не прочёл. Печально. И историю не знаешь, почему многоразовый корабль более не летал. Учись или проживи неучем.

          • А., хамство не аргумент а показатель низкого айкью. Что до истории так я жил в то время о котором ты пытаешься рассуждать. Главного ты так и не понял - многоразовым был лишь сам Буран и то лишь в теории. И совершенно не важно по какой причине он больше так и не летал. Проверить надежность о которой тебе рассказывал автор выше нет возможности. Может Буран был прекрасен, а может закончил бы так же как и другие амбициозные проекты, которые оказались на практике не столь хороши, взять хоть тот же Ту-144, эксплуатацию которого быстро свернули в отличии от Конкорда.
            У шаттлов, к слову, многоразовыми были и ускорители первой ступени (в отличии от Энергии) и даже такая система оказалась слишком дорогой для Америки. Вот тебе и причина почему Бураны больше не летали. Без всяких теорий заговора.

          • И., Зная исторю, ты бы не стал что то предполагать, а знал точно. Это первое. А второе, всегда сравнивает ТОТ, кто не разбирается. Запомни, а то забудешь.
            РОССИЯ, как правоприемник СССР, была и остаётся. Лидером космической индустрии.
            А то бы ваши пиндоские астронавты не ждали космического Такси месяцами.

          • Алекс, что-то не похоже чтоб ты разбирался 😁 Иначе бы предъявил хоть что-то кроме голословных утверждений. И да конечно сравнение России и США выглядит не очень красиво поэтому ты и попытался соскочить с базара. В реальности о который ты имеешь весьма смутное представление у России нет спутниковой группировки сравнимой с американской, нет даже частично многоразовых носителей, нет марсоходов и космических телескопов, нет успешных посадок на Луну хотя бы автоматических станций. Прошлые успехи это конечно здорово, но они все больше остаются в прошлом.

          • И., Ты написал в точности рекламу. Пиндосы этого и добивались! Пишу, пишу, привожу факты. А ты как зомбированый Пиндос-рекламой. Космическая группировка, полет на Марс. Изучи если не знаешь. Что давно доказано факт, что условия на Марсе непригоды для жизни во всех отношениях. Есть куча исследований атмосферы Марса. Что у России есть своя группировка спутников и их (заметь не рекламируют) используют по назначению. Если бы ты видел документы об Луне, молчал бы в тряпочку, кто там был))). А успехи и достижения есть У РОСКОСМОСА и не мало. Вот когда пиндосы своих туристов с МКС забирут (в место 3 дней сидят уже 4месяца),тогда и продолжишь облизывать закредитованых пиндосов.

          • Алекс, вот натурально как с ребенком разговариваю. Впрочем иные школьники и то больше в теме.

          • Алекс, интересно, почему люди, приписывающие Роскосмосу немало достижений, не могут ни написать его правильно, ни даже слово "заберут" или "немало" без грубых орфографических ошибок набрать? Вы работник ЦИПСО, преднамеренно лепящий олигофрена, поехавшего на почве псевдопатриотизма?

          • А., Если вас так беспокоит правильность написания слов, так это не комне), козни пиндос-гугла. (продукт программистов предателей своей Родины). Странно если бы в Гугл статьях не было ошибок.
            Да и не нервничайте вы так, ваша позиция облизывать пиндос-зад изначально проигрышная с любой стороны.
            Ещё пару месяцев и молодёж высрет последний макдак. И ваши идеи станут для молодёжи полностью бесполезы.

          • Алекс, правильность написания слов меня не беспокоит. Меня беспокоит общий культурный уровень, ассоциирующийся с низкой грамотностью.

            "Да и не нервничайте вы так, ваша позиция облизывать пиндос-зад изначально проигрышная с любой стороны. Ещё пару месяцев и молодёж высрет последний макдак. И ваши идеи станут для молодёжи полностью бесполезы."

            И вы не подвели -- культурный уровень, вами продемонстрированный, действительно вполне ципсошный.

            Получается, ваш русский язык, которым вы пользуетесь с помощью "пиндосского" кода не соврал: вы действительно ЦИПСОшник, косящий под русского псевдопатриота.

          • Алекс,
            Количество спутников чисто шпионского назначения у США и союзников: около 100 штук.
            Количество спутников РФ аналогичного назначения: примерно 1 штука.
            Бонус: у США есть еще также сеть коммерческих спутников Максар в количестве 300 штук, близких по характеристикам к государственным, и данные с оной Максар американцы отдают Украине. С госспутников данные не доверяют хохлам, походу : )
            Ну давай, ипани какой-нибудь свой бред по этому поводу в своем фирменном бредовом стиле. Ждем с нетерпением : )))

          • Стэн, А можно узнать источник вашего делирия про "примерно 1" разведывательный спутник у России?) Дзен вот пишет, что 36 разведывательных. А всего военных (по утверждению буржуйского worldpopulation review) 76 на 2023 год.

          • Алекс, ну и бредятину ты здесь понаписал! Тебе бы подлечиться...

  • А вообще тест Тюринга устарел. Вот статьи Березина для нейросеток настоящее испытание. Когда какой-нибудь Grok сумеет в них грокнуть вот тогда можно будет праздновать победу. А пока нейросетки начинают глючить и путаться в показаниях стоит им подсунуть статью автора на "анализ". Заметно что смысла написанного ИИ не понимают. Ну это и для человека порой не просто 😁