Аэрокосмическая компания SpaceX в корне изменила наше представление о космических полётах. Если раньше каждый запуск ракеты был уникальным событием, требующим длительной подготовки, то теперь компания Илона Маска запускает Falcon 9 на орбиту с завидной регулярностью. Эта надёжная ракета практически без проблем вывела на орбиту десятки интернет-спутников и уже много раз летала к Международной космической станции (МКС). Более того, агентство NASA доверило ракете Falcon 9 и космической капсуле Dragon перевозку астронавтов – впервые в истории частной космонавтики.
Однако при всех ее достоинствах Falcon 9 остаётся относительно небольшой ракетой. Для экспедиций к Марсу и обратной стороне Луны требуется куда более серьёзная техника. Именно для этих целей была спроектирована SpaceX Starship – сверхтяжёлая ракета, которая, несмотря на продолжающуюся разработку, уже готовится к историческим миссиям.
Новый космический корабль Илона Маска, известный миру как Starship (Звездолёт), ранее носил несколько других названий: сначала BFR (Big Falcon Rocket – Большая ракета Falcon), затем ITS (Interplanetary Transport System – Межпланетная транспортная система). Послу утверждения последнего официального названия SpaceX обозначила для нее амбициозную цель – со временем перевести все свои космические операции на платформу Starship. По сути, это сверхтяжёлая ракета-носитель для доставки крупных грузов в космос. Сама Starship представляет собой вторую ступень более сложной двухступенчатой системы – именно в ней размещаются грузы и (в перспективе) экипаж. Первая ступень получила название Super Heavy (Сверхтяжёлая).
Super Heavy необходима для преодоления земного притяжения с достаточным запасом топлива для дальнейшего полёта космического корабля. После отделения от первой ступени Starship сможет самостоятельно достичь пункта назначения (например, Марса) и вернуться в космос без помощи первой ступени – это возможно благодаря более слабой гравитации. Новая космическая система SpaceX задумана как полностью многоразовая, хотя пока это удалось подтвердить только для ступени Super Heavy.
Высота корабля Starship без Super Heavy составляет 50 метров при диаметре 9 метров – это заметно крупнее Falcon 9 с её диаметром 3,7 метра. Для сравнения: космический корабль Dragon, выполняющий сходные функции с Starship, имеет высоту всего 6,1 метра. На второй ступени Starship установлены шесть двигателей Raptor, изготовленных методом 3D-печати, с общей тягой 5 550 килоньютонов. Три двигателя оптимизированы для работы в атмосфере, остальные три – для космического пространства или вакуума. В качестве топлива используется охлаждённая смесь жидкого метана и кислорода.
Super Heavy оснащена 33 двигателями Raptor, все они рассчитаны на работу в атмосфере. Общая стартовая тяга системы достигает 74 000 килоньютонов – почти вдвое больше, чем у ракеты NASA - Space Launch System (39 000 кН). В собранном виде Starship и Super Heavy достигают высоты 120 метров, что делает эту конструкцию самой высокой ракетой в истории.
Первую сборку обеих ступеней SpaceX осуществила летом 2021 года, а первый запуск состоялся в апреле 2023 года. За ним последовали ещё четыре испытания, каждое успешнее предыдущего. Во время первого запуска Starship потеряла связь и управление перед отделением от первой ступени и был уничтожен по команде с Земли. Второе испытание в ноябре 2023 года также закончилось аварией, хотя ракета пролетела дальше. Ступени успешно разделились, но затем у каждой возникли проблемы: на Starship произошла утечка топлива с последующим возгоранием, а на Super Heavy из-за засорения кислородного фильтра взорвался один из 33 двигателей.
Третье испытание показало заметный прогресс. Super Heavy сумела приводниться в Мексиканском заливе, хотя и не вполне контролируемо. Starship была потеряна при входе в атмосферу над Индийским океаном. В четвёртом испытании обе части ракеты отработали по плану, успешно приводнившись в заданных районах. А во время пятого теста SpaceX достигла важнейшей цели – Super Heavy была поймана механическими манипуляторами стартовой башни. Это стало решающим шагом к созданию полностью многоразовой системы.
Для каких целей предназначена Starship
Преимущества более крупной ракеты очевидны: она может поднять больше груза и улететь дальше. По расчётам инженеров, Starship сможет выводить до 250 тонн на низкую околоземную орбиту в одноразовом полете или 150 тонн с возвратом Super Heavy. Для увеличения дальности полёта SpaceX разрабатывает технологию орбитальной дозаправки.
Илон Маск говорил о полётах на Марс ещё когда проект назывался BFR, но это не единственное применение новой ракеты. Первые запуски Starship, вероятно, будут связаны с миссиями на околоземной орбите и полетами на Луну. Одной из первых миссий должен был стать орбитальный лунный полёт "dearMoon", финансируемый японским миллиардером Юсаку Маэдзавой. SpaceX должна была отправить его с группой избранных попутчиков в облёт Луны, но миссия, намеченная на 2023 год, была отменена.
Starship будет использоваться для развёртывания крупных группировок интернет-спутников Starlink. Сейчас Falcon 9 может доставить на орбиту 60 микроспутников за раз, но полноразмерные спутники версии V2 значительно крупнее и потребуют более мощную ракету. SpaceX получила разрешение Федеральной комиссии по связи США на запуск до 7 500 таких спутников и уже начала выводить на орбиту их уменьшенные версии с помощью Falcon 9.
Астрономическое сообщество уже выразило обеспокоенность влиянием спутниковой мегагруппировки Starlink на наблюдения за небом. Недавно радиоастрономы предупредили, что более мощные спутники V2 могут создавать помехи для радиотелескопов. Однако космическая отрасль меняется настолько стремительно, что подобные возражения остаются без внимания. Ожидается, что стоимость запуска Starship составит всего 2 миллиона долларов, что сделает развёртывание спутниковой группировки SpaceX намного выгоднее, чем у конкурентов. То же касается и запуска коммерческих грузов – они обойдутся заказчикам существенно дешевле, чем при использовании одноразовых ракет.
NASA также проявляет большой интерес к проекту Starship. Агентство выбрало SpaceX для разработки системы посадки астронавтов на Луну (HLS) в рамках программы "Артемида". График полётов пока не определён, поскольку он зависит от готовности ракеты Space Launch System (SLS), которая совершила первый беспилотный полёт ("Артемида-1") только в конце 2022 года. "Артемида-2" запланирована на 2025 год, но сроки могут сдвинуться – это обычная история для проектов с ракетами SLS. По плану, Starship HLS встретится с кораблём "Орион" на окололунной орбите, примет экипаж, доставит его на поверхность Луны и вернёт обратно на орбиту после завершения миссии.
В последнее время SpaceX редко упоминает об этой миссии публично, но Маск не отказывается от идеи использовать Starship для сверхбыстрых пассажирских перевозок на Земле. Благодаря возможности вертикального взлёта и посадки ракета теоретически могла бы доставить пассажиров в любую точку планеты примерно за час. Правда, такой полёт будет сопровождаться значительными перегрузками, что сделает его некомфортным. Пока неясно, потребуется ли для этого использование ступени Super Heavy. Если да, это существенно ограничит выбор мест для запуска и посадки – достаточно вспомнить серьёзные повреждения, которые получил космодром в Бока-Чика после первого старта Starship.
Когда можно будет отправиться на Марс?
Илон Маск сделал немало смелых прогнозов относительно Марса, включая создание первого поселения уже в этом десятилетии. По его замыслу, флот из более чем 100 кораблей Starship будет собираться на околоземной орбите для массового старта к Марсу каждые 26 месяцев, когда планеты сближаются. Теоретически каждый корабль сможет принять на борт до 100 пассажиров. Однако даже при впечатляющих темпах работы на космодроме в Бока-Чика такой сценарий выглядит маловероятным в ближайшее время. К тому же остаётся открытым вопрос о возможности длительного пребывания людей на Марсе.
Прежде чем Starship будет готов к эксплуатации, SpaceX предстоит провести ещё множество испытаний и доработок. Первая ступень Super Heavy уже доказала способность возвращаться на Землю, но Starship ещё должен продемонстрировать возможность реактивной посадки. Для большинства амбициозных миссий потребуется отработать технологию орбитальной дозаправки – пока проведена лишь демонстрация внутренней перекачки топлива в ходе третьего испытательного полёта. Тем не менее, сам факт, что SpaceX удалось поднять в воздух конструкцию высотой со 120-метровый небоскрёб – это уже выдающееся достижение. Но до полётов с экипажем пока очень далеко.
По последним оценкам Маска, первый беспилотный полёт к Марсу может состояться через два года, но в это же время SpaceX будет занята подготовкой системы HLS для программы "Артемида". Недавно запуск "Артемиды-3" перенесли на 2026 год, но даже этот срок оставляет компании очень мало времени на доводку Starship и создание специальной лунной версии для NASA. Вполне вероятно, что марсианские планы придётся отложить ради более насущных задач. В конце концов, влияние длительного марсианского полёта на здоровье человека до конца не изучено, а перспективы колонизации Красной планеты пока выглядят весьма туманными.