SpaceX увійшла в історію спіймавши ракету Starship Super Heavy у повітрі: як їй це вдалося

Цьому досягненню передувало кілька років спільної та клопіткої праці величезного штату компанії SpaceX. Перед цим були теорії, дослідження, тести, невдачі та перемоги. Техно 24 розповідає, як SpaceX вдалося спіймати ракету в повітрі, чому це неймовірно складно і які наслідки для дослідження космосу це має.

Короткий огляд місії SpaceX Starship Flight 5

SpaceX провела вже п'ятий за рахунком тестовий політ надважкої ракети Starship висотою в 122 метри. Завдання місії складалися з:

1. Запуску системи Starship,
2. Розділення першого та другого ступенів,
3. Політ космічного корабля Starship,
4. Посадка першого ступеня Super Heavy,
5. Вихід Starship в космос та вхід в атмосферу,
6. Приводнення Starship в Індійському океані.

Безумовно найбільш видовищним моментом місії стало виконання вкрай амбітного і сміливого завдання – вловлювання гігантського надважкого прискорювача за допомогою "паличкоподібних" механічних рук стартової вежі Mechazilla.

Стартова вежа Mechazilla, яка водночас є вежею обслуговування / Фото SpaceX

І ось через сім хвилин після старту 250 тонна ракета-носій Super Heavy повернулася на стартовий майданчик і була успішно захоплена вежею, що стало першим випадком в історії космічних польотів, коли це було здійснено.

Захоплююче відео повернення ракети-носія Super Heavy

Як наголосили у SpaceX, тисячі різних критеріїв щодо самого Starship Super Heavy та майданчика були виконані для того, щоб це стало реальністю.

Завдяки невтомній роботі інженерів SpaceX нам вдалося зловити його з першої спроби,
– заявили в компанії.

Для чого взагалі ловити перший ступінь?

Перш ніж перейти до пояснення того, як це взагалі стало можливим, потрібно пояснити для чого SpaceX це робить.

Конструкція двоступеневих ракет в своїй основі одноразова. Фактично під час запуску втрачаються усі частини ракети окрім корисного навантаження або космічного корабля, який, у більшості, теж після повернення не використовується. Це робить космічні польоти вкрай дорогим задоволенням навіть для держав, не кажучи вже про приватних замовників, або космічних туристів.

Головною місією SpaceX від самого початку заснування компанії було зробити космічні польоти доступними настільки, наскільки це можливо. Саме тому компанія зробила ставку на перевикористанні тих елементів, які зазвичай втрачаються під час місій.

Ракета Falcon 9 під час приземлення на плавучу баржу в океані / Фото SpaceX

Це суттєво економить гроші для компанії, а отже дозволяє їй встановлювати конкурентну ціну на польоти, що справді робить космос доступнішим. Так, послугами компанії користуються не лише державні агентства NASA та ESA, але й звичайні університети, або приватні організації.

На шляху до максимізації перевикористання SpaceX прийшла до ідеї створення космічного корабля та ракети носія, які б були повноцінно багаторазовими. За задумом компанії Система Starship Super Heavy повинна стартувати з майданчика, розділитися у повітрі і у той час, коли Starship продовжить політ, Super Heavy здійснить посадку на стартовий стіл.

Далі корабель Starship може летіти у космос, до Місяця або до Марса і здійснювати там посадку. В найближчих планах польоти на орбіту і до Місяця з можливістю повернення на Землю та самостійною повноцінною посадкою.

Пуск, політ, посадка, підготовка, пуск

На початкових етапах цього плану надважку ракету Super Heavy планували садити на опори на кшталт тих, які використовуються на ракетах Falcon 9, однак згодом від цієї ідеї відмовилися на користь вежі обслуговування, яку прозвали Mechazilla.

Було вирішено, що посадка одразу на вежу суттєво скоротить час обслуговування ракети та підготовку її до наступного запуску прибираючи етапи посадки, спуску, транспортування в цех збірки, підготовку, повернення на стартовий майданчик та наступний запуск. За сміливим планом SpaceX запуски Starship повинні перетворитися в космічний конвеєр.

Все це знову ж зекономить час та гроші і дозволить знизити ціну на запуски навіть такої велетенської надважкої ракетної системи, як Starship Super Heavy. Але щоб все це можна було реалізувати так, як це викладено в початковій ідеї, потрібна безпрецедентна точність. І саме такої точності SpaceX досягла під час нещодавнього успішного запуску та посадки ракети-носія.

Розміри Starship Super Heavy / Фото Everyday Astronaut

Для чого SpaceX потрібен Starship

SpaceX розробляє Starship з довгостроковою метою зробити можливим заселення Місяця й Марса. Конструкція корабля орієнтована на повне багаторазове використання, що значно скоротить час і вартість космічних місій. Безпрецедентні розміри та потужність Starship у поєднанні з можливістю швидкого багаторазового використання мають потенціал революціонізувати космічні подорожі.

NASA вже співпрацює зі SpaceX, обравши Starship першим пілотованим місячним кораблем для своєї програми Artemis. Місія NASA "Артеміда-3", запуск якої заплановано на вересень 2026 року, використовуватиме Starship для висадки астронавтів на Місяць вперше з часів місій "Аполлон".

Як SpaceX спіймала ракету-носій Super Heavy

Саме завдання – впіймати ракету, яка падає з неба, зловивши її вежею за допомогою механічних клешень – звучить фантастично і майже неможливо. Лише уявіть собі, з неба падає 72-метрова 250-тонна ракета зі швидкість половини швидкості звуку і ваше завдання спіймати її, та ще й так, щоб при цьому не зруйнувати ні ракету, ні вежу і щоб вона була готовою до наступного використання в найкоротші терміни.

Щоб домогтися цього, команда SpaceX провела титанічну роботу і зробила все дуже точно і, як показав результат, правильно, адже це була перша спроба впіймати Super Heavy і вона стала успішною з першого разу.

Падіння та захоплення ракети здалеку виглядає неймовірно:

Насамперед SpaceX спершу запускає усю ракетну систему Starship, яка досягаючи певної висоти проводить маневр розділення. Після цього політ продовжує сам космічний корабель Starship, а ракета-носій Super Huavy повертається на Землю і зробити вона має це максимально точно.

Для позиціювання у повітрі на верхівці ракети розташовані спеціальні решітчаті рулі, які рухаються змінюючи траєкторію падіння. Ракета падає націлюючись на територію поблизу вежі обслуговування, куди вона має сісти. В той час усю телеметрію обраховують комп'ютери та коригують це падіння.

Як працює Mechazilla

Інноваційна система – вежа обслуговування Mechazilla є вручну побудованою унікальною структурою, яка оснащену великими механічними руками, розробленими для того, щоб зловити надважку ракету-носій, найбільший і найважчий літальний об'єкт з усіх коли-небудь створених.

Досягнувши певної висоти Super Heavy вмикає свої двигуни, які сповільнюють і продовжують скеровувати ракету направляючи її до точки посадки. У точці призначення двигуни продовжують працювати до моменту, поки ракета не зависає у повітрі стаючи практично невагомою на мить, саме перед тим, як її захоплюють клешні вежі обслуговування. Складність операції полягає у тому, що під час маневру усі операції потребують максимальної точності.

Вид на момент захоплення ракети з вежі:

Слід додати, що сама ракета, вага якої 250 тонн, зависає на клешнях опираючись на два спеціальні кріплення, розміри яких у порівнянні із самою ракетою просто мізерні.

Кріплення на Super Heavy, на які опирається ракета під час захоплення / Фото SpaceX

Ось як цей процес описує Ілон Маск:

Інше важливе досягнення

Окрім запуску та посадки ракети-носія, Starship Flight 5 мав на меті вивести в космос сам корабель Starship та повернути його на Землю для запланованого контрольованого приводнення в Індійському океані. Приблизно через 65 хвилин після запуску Starship завершив цю частину своєї місії, запустивши три двигуни, після чого завис над океаном і врешті-решт перекинувся, завершившись, як і очікувалося, вибухом.

Момент вибуху Starship після приводнення / Фото SpaceX

Може здатися, що цей етап не був успішним, однак SpaceX і не планувала повернути корабель цілим в цій місії. Starship уже вміє сідати і він відпрацював цей момент під час польотів, які проводилися раніше.

Важливим досягненням стало те, що корабель приводнився точно в запланованій точці. Це підтвердили і у SpaceX, а окремим доказом слугують кадри з буя, який перебував на місці посадки корабля. Усі, хто дивився трансляцію, мали можливість побачити вражаючі кадри з кількох ракурсів від моменту старту і впродовж усіх етапів місії аж до посадки і вибуху Starship.

Команда SpaceX, яка стоїть за успіхами компанії / Фото SpaceX

Що далі

Після завершення Starship Flight 5 SpaceX готується до наступних випробувальних польотів Starship. Минулого місяця вже було проведено статичне вогневе випробування корабля для 6-го польоту, а в планах – ще більше випробувальних місій.