Особая ракетная магия Илона Маска
- среда, 7 мая 2014 г. в 03:10:48
http://habrahabr.ru/post/221931/
Любое обсуждение российского ракетостроения, можно превратить в многостраничный холивар, если написать слово из четырех букв: «Маск». Тут же найдутся его сторонники, которые вспомнят, что с Байконура летают ракеты, разработанные еще в 60-е, а компания Маска SpaceX появилась всего 12 лет назад, и уже делает многоразовую ракету. В ответ можно будет услышать про «секту любителей Маска» и эксцентричного шарлатана, который решил бросить вызов формуле Циолковского. В любом случае, равнодушные быстро покинут обсуждение, а неравнодушные продолжат схватку за свои идеалы.
Что же это за человек такой Илон Маск, почему его появление вынудило Роскосмос говорить о «наступающих на пятки конкурентов», а его марсианские мечты вдохновляют энтузиастов космоса по обе стороны океана?
Обозначу основные моменты становления Илона, как ракетного магната, а потом порассуждаем, на тему многоразовых ракет и «культа Маска».
Илон Маск — это бывший совладелец платежной системы PayPal. Продав свою долю за $165 млн долл в 2002-м, он остался с деньгами, но без дела. Тогда он задумался куда бы их небанально потратить, и решил отправить земное растение в гидропонной банке на Марс. По его задумке, картина зеленого побега на Красной планете вдохновит человечество на новые космические свершения.
Арт из группы ВК elonmusk
С этой целью Маск посещал Россию и приценивался к конверсионным ракетам «Днепр». Их стоимость — около $20 млн долл. позволяла ему осуществить задуманное. Но вместо покупки, Маск стал размышлять, почему старые российские ракеты стоят в десять раз дешевле новых американских. Из раздумий рождается идея производить собственные ракеты и сделать их еще дешевле российских.
Его решение удачно легло на желание американского государства разбавить ракетный монополизм Boeing и Lockheed Martin, которые в 2006 году объединились в United Launch Alliance (ULA) и фактически подсадили NASA и Пентагон на ракеты с российскими двигателями первой ступени Atlac V. Целеустремленность Маска активно вскармливалось госзаказами DARPA, а позже NASA. Разрабатывал ракеты Маск на свои, а запуски оплачивало государство. За четыре года компания SpaceX создала легкую ракету Falcon 1, а спустя еще четыре года успешно стартует Falcon 9 — средняя ракета, сравнимая по характеристикам с российским «Союз-2».
К этому времени NASA закрывает программу Space Shuttle и остается без пилотируемых космических кораблей. Для ликвидации отставания от России и Китая, в США объявляются конкурсы на создание грузовых и пилотируемых космических кораблей. SpaceX берется решить обе задачи, и уже в 2012 году к МКС успешно стартует первый грузовик Dragon.
На волне успеха, Маск заявляет свои следующие амбициозные цели: многоразовая ракета, сверхтяжелая ракета и колония на Марсе.
В 2012 году публикуется видеоконцепт первой идеи.
И начинаются испытания многоразового ракетного модуля Grasshopper.
Оба видео становятся источником яростных дискуссий в этих наших интернетах.
Сторонники Маска начинают считать метры, на которые «прыгает кузнечик» (англ. Grasshopper) — 2 — 5 — 9 — 40 — 80 — 250 — 325 — 744… Критики, напоминают, что до околоземной орбиты немного выше, а музыка Muse не даст нужной прибавки тяги, для успешного решения формулы Циолковского.
В серьезность намерений Маска верят единицы инвесторов, вкладывающих в SpaceX, и толпы поклонников. Специалисты же более сдержаны. Скептики говорят, что Grasshopper скачет по Техасу для успокоения инвесторов, которые не поняли как Маск их «развел» многоразовой ракетой и мечтой о Марсе. Многочисленные ракетные эксперты Вконтакта, рассуждают о недальновидности Маска, забывшего про парашют. И даже реальные эксперты вроде Андрея Ионина, главного аналитика НП «ГЛОНАСС», доверяющие Илону, полагают, что Grasshopper нужен для отработки посадки на Марс, т.е. не верят в многоразовую ракету.
Тем временем SpaceX продолжает развиваться модернизирует двигатели и сам Falcon 9, испытывает головной обтекатель, подходящий для коммерческих запусков и будущей сверхтяжелой ракеты, и запускает спутник на геостационарную орбиту, т.е. претендует на рынок не только «Союза», но и «Протона».
В 2013-м Grasshopper уходит на покой, а его место занимает более продвинутая модель Falcon 9R.
R означает reusable, т.е. “многоразовый”. Это уже настоящая ракетная ступень с ногами, аналоги которой должны отправляться в будущем на высоту около 100 км и возвращаться невредимыми.
При этом, SpaceX продолжает запуски по контракту с NASA, и пуски коммерческих спутников. Они никак не связаны с созданием многоразовой ракеты. Но SpaceX умудряется совмещать выполнение контрактов и отработку технологий будущего.
В сентябре 2013 года он запускают ракету, первая ступень которой впервые должна попытаться маневрировать после выполнения основной задачи. В ходе этого пуска ступень должна была принять вертикальное положение, что необходимо для будущей мягкой посадки.
Попытки управления падающей ступенью видны с 4-й минуты.
Испытания закончились неудачей, при том, что основная задача — выведение на орбиту канадского спутника Cassiope, решена успешно. Но на обратном пути ракетная ступень принялась вращаться в продольной оси, топливо в баках поднялось вверх под действием центробежной силы и двигатели загорелись. Несмотря на неудачу, Маск отрапортовал: «Теперь мы знаем, что надо делать».
И вот, 18 апреля 2014 года, после многочисленных переносов, состоялся запуск первой настоящей ракеты с ногами.
Выведение космического корабля Dragon прошло безупречно, но самое интересное началось позже. Первая ступень ракеты, после отделения, принялась маневрировать. Сначала надо было достигнуть первую цель — вертикализировать ракету. Это было достигнуто благодаря второму этапу испытаний — раскрытию опорных “ног”. Ракета садилась/падала в Атлантический океан, и, к сожалению, там был шторм.
Несмотря на ветер и волны первая ступень смогла войти в воду на малой скорости и практически в идеально вертикальном положении. То есть цели испытания были полностью достигнуты, но корабли не смогли найти ракету в бушующем море и нам осталось только невнятное видео, которое смогли принять по радио.
В этом ролике можно увидеть финал посадки — раскрытые “ноги” и волна на поверхности океана, расходящаяся от работающих двигателей.
Так почему же затея Маска вызывает столь жаркие обсуждения в России?
Даже сейчас, с его одноразовыми ракетами, стоимость выведения полезной нагрузки у SpaceX сравнимо с российскими ценами. А Россия только благодаря ценам и надежности носителей держит лидерское положение на мировом рынке запусков. Но и у Falcon 9 полных фейлов не было (был один частичный, когда потеряли попутные микроспутники). При этом SpaceX оплачивало не только производство, но и разработку ракеты. Конструирование же российских моделей, по большей части, оплатил еще бюджет СССР. Кто-то считает, что нынешние цены Маска — это сознательный демпинг в надежде на будущие заказы и вытеснение конкурентов с рынка. Даже если так, он уже показал свое превосходство перед российскими современными ракетостроителями, если сравнить время создания “Ангары” и Falcon.
Маск — не супергерой. 4-5 лет на ракету — это реально. Тот же “Протон” был создан за 3 года. Но, как мне кажется, между создателями “Протона” и Маском гораздо больше общего, чем между создателями “Протона” и “Ангары”. Маск одержим космосом, известна его фраза, что он мечтает закончить жизнь на Марсе, и не от удара о поверхность. Точно так же были одержимы космосом Королев и Челомей. Сроки с которыми они решали задачи, поражают, в сравнении с сегодняшней российской космической тягомотиной.
Сегодняшняя цель российских космических предприятий — госзаказ. И чем дольше он продлится тем им же лучше. Цель Илона Маска — Марс, а госзаказ — это лишь средство, которое он использует в своих интересах. Сделает он многоразовую ракету или нет — это не так важно. Вся суть в его стремлении вверх, в развитии и постоянном совершенствовании технологии. Это и вдохновляет его сторонников по всему миру.
Хотя очень многие надеются, и действительно верят как в чудо, в его Falcon 9 Reusable. Если он его действительно создаст, это обрушит цены на выведение на низкую околоземную орбиту, оставит позади даже дешевые “Днепры”, и откроет новый этап в освоении космоса.
И я хочу, чтобы это свершилось! Чтобы “Союз”, “Протон” и еще не родившаяся “Ангара” стали слишком дорогими и ненужными ракетами. Тогда, Роскосмосу придется проснуться от бюрократической спячки, вспомнить советскую молодость, и заняться, наконец, прорывными разработками будущего, чтобы наверстать конкурентов. Может ли он такое сделать? Не знаю. Однако…
В Центральном аэрогидродинамическом институте им. проф. Н.Е. Жуковского завершен первый этап комплексных исследований многоразовых ракет-носителей (МРКН). Специалистами ЦАГИ сформированы предложения по усовершенствованию перспективной системы выведения на орбиту, разрабатываемой ГКНПЦ имени М.В. Хруничева в кооперации с более чем двадцатью предприятиями авиационно-космической отрасли.
Планируется, что новое семейство МРКН обеспечит выведение полезных грузов массой от 20 до 60 т без полей падения первой ступени, что является качественно новым шагом в отечественном ракетостроении...
Поживем — увидим.
Любое обсуждение российского ракетостроения, можно превратить в многостраничный холивар, если написать слово из четырех букв: «Маск». Тут же найдутся его сторонники, которые вспомнят, что с Байконура летают ракеты, разработанные еще в 60-е, а компания Маска SpaceX появилась всего 12 лет назад, и уже делает многоразовую ракету. В ответ можно будет услышать про «секту любителей Маска» и эксцентричного шарлатана, который решил бросить вызов формуле Циолковского. В любом случае, равнодушные быстро покинут обсуждение, а неравнодушные продолжат схватку за свои идеалы.
Что же это за человек такой Илон Маск, почему его появление вынудило Роскосмос говорить о «наступающих на пятки конкурентов», а его марсианские мечты вдохновляют энтузиастов космоса по обе стороны океана?
Обозначу основные моменты становления Илона, как ракетного магната, а потом порассуждаем, на тему многоразовых ракет и «культа Маска».
Илон Маск — это бывший совладелец платежной системы PayPal. Продав свою долю за $165 млн долл в 2002-м, он остался с деньгами, но без дела. Тогда он задумался куда бы их небанально потратить, и решил отправить земное растение в гидропонной банке на Марс. По его задумке, картина зеленого побега на Красной планете вдохновит человечество на новые космические свершения.
Арт из группы ВК elonmusk
С этой целью Маск посещал Россию и приценивался к конверсионным ракетам «Днепр». Их стоимость — около $20 млн долл. позволяла ему осуществить задуманное. Но вместо покупки, Маск стал размышлять, почему старые российские ракеты стоят в десять раз дешевле новых американских. Из раздумий рождается идея производить собственные ракеты и сделать их еще дешевле российских.
Его решение удачно легло на желание американского государства разбавить ракетный монополизм Boeing и Lockheed Martin, которые в 2006 году объединились в United Launch Alliance (ULA) и фактически подсадили NASA и Пентагон на ракеты с российскими двигателями первой ступени Atlac V. Целеустремленность Маска активно вскармливалось госзаказами DARPA, а позже NASA. Разрабатывал ракеты Маск на свои, а запуски оплачивало государство. За четыре года компания SpaceX создала легкую ракету Falcon 1, а спустя еще четыре года успешно стартует Falcon 9 — средняя ракета, сравнимая по характеристикам с российским «Союз-2».
К этому времени NASA закрывает программу Space Shuttle и остается без пилотируемых космических кораблей. Для ликвидации отставания от России и Китая, в США объявляются конкурсы на создание грузовых и пилотируемых космических кораблей. SpaceX берется решить обе задачи, и уже в 2012 году к МКС успешно стартует первый грузовик Dragon.
На волне успеха, Маск заявляет свои следующие амбициозные цели: многоразовая ракета, сверхтяжелая ракета и колония на Марсе.
В 2012 году публикуется видеоконцепт первой идеи.
И начинаются испытания многоразового ракетного модуля Grasshopper.
Оба видео становятся источником яростных дискуссий в этих наших интернетах.
Сторонники Маска начинают считать метры, на которые «прыгает кузнечик» (англ. Grasshopper) — 2 — 5 — 9 — 40 — 80 — 250 — 325 — 744… Критики, напоминают, что до околоземной орбиты немного выше, а музыка Muse не даст нужной прибавки тяги, для успешного решения формулы Циолковского.
В серьезность намерений Маска верят единицы инвесторов, вкладывающих в SpaceX, и толпы поклонников. Специалисты же более сдержаны. Скептики говорят, что Grasshopper скачет по Техасу для успокоения инвесторов, которые не поняли как Маск их «развел» многоразовой ракетой и мечтой о Марсе. Многочисленные ракетные эксперты Вконтакта, рассуждают о недальновидности Маска, забывшего про парашют. И даже реальные эксперты вроде Андрея Ионина, главного аналитика НП «ГЛОНАСС», доверяющие Илону, полагают, что Grasshopper нужен для отработки посадки на Марс, т.е. не верят в многоразовую ракету.
Тем временем SpaceX продолжает развиваться модернизирует двигатели и сам Falcon 9, испытывает головной обтекатель, подходящий для коммерческих запусков и будущей сверхтяжелой ракеты, и запускает спутник на геостационарную орбиту, т.е. претендует на рынок не только «Союза», но и «Протона».
В 2013-м Grasshopper уходит на покой, а его место занимает более продвинутая модель Falcon 9R.
R означает reusable, т.е. “многоразовый”. Это уже настоящая ракетная ступень с ногами, аналоги которой должны отправляться в будущем на высоту около 100 км и возвращаться невредимыми.
При этом, SpaceX продолжает запуски по контракту с NASA, и пуски коммерческих спутников. Они никак не связаны с созданием многоразовой ракеты. Но SpaceX умудряется совмещать выполнение контрактов и отработку технологий будущего.
В сентябре 2013 года он запускают ракету, первая ступень которой впервые должна попытаться маневрировать после выполнения основной задачи. В ходе этого пуска ступень должна была принять вертикальное положение, что необходимо для будущей мягкой посадки.
Попытки управления падающей ступенью видны с 4-й минуты.
Испытания закончились неудачей, при том, что основная задача — выведение на орбиту канадского спутника Cassiope, решена успешно. Но на обратном пути ракетная ступень принялась вращаться в продольной оси, топливо в баках поднялось вверх под действием центробежной силы и двигатели загорелись. Несмотря на неудачу, Маск отрапортовал: «Теперь мы знаем, что надо делать».
И вот, 18 апреля 2014 года, после многочисленных переносов, состоялся запуск первой настоящей ракеты с ногами.
Выведение космического корабля Dragon прошло безупречно, но самое интересное началось позже. Первая ступень ракеты, после отделения, принялась маневрировать. Сначала надо было достигнуть первую цель — вертикализировать ракету. Это было достигнуто благодаря второму этапу испытаний — раскрытию опорных “ног”. Ракета садилась/падала в Атлантический океан, и, к сожалению, там был шторм.
Несмотря на ветер и волны первая ступень смогла войти в воду на малой скорости и практически в идеально вертикальном положении. То есть цели испытания были полностью достигнуты, но корабли не смогли найти ракету в бушующем море и нам осталось только невнятное видео, которое смогли принять по радио.
В этом ролике можно увидеть финал посадки — раскрытые “ноги” и волна на поверхности океана, расходящаяся от работающих двигателей.
Так почему же затея Маска вызывает столь жаркие обсуждения в России?
Даже сейчас, с его одноразовыми ракетами, стоимость выведения полезной нагрузки у SpaceX сравнимо с российскими ценами. А Россия только благодаря ценам и надежности носителей держит лидерское положение на мировом рынке запусков. Но и у Falcon 9 полных фейлов не было (был один частичный, когда потеряли попутные микроспутники). При этом SpaceX оплачивало не только производство, но и разработку ракеты. Конструирование же российских моделей, по большей части, оплатил еще бюджет СССР. Кто-то считает, что нынешние цены Маска — это сознательный демпинг в надежде на будущие заказы и вытеснение конкурентов с рынка. Даже если так, он уже показал свое превосходство перед российскими современными ракетостроителями, если сравнить время создания “Ангары” и Falcon.
Маск — не супергерой. 4-5 лет на ракету — это реально. Тот же “Протон” был создан за 3 года. Но, как мне кажется, между создателями “Протона” и Маском гораздо больше общего, чем между создателями “Протона” и “Ангары”. Маск одержим космосом, известна его фраза, что он мечтает закончить жизнь на Марсе, и не от удара о поверхность. Точно так же были одержимы космосом Королев и Челомей. Сроки с которыми они решали задачи, поражают, в сравнении с сегодняшней российской космической тягомотиной.
Сегодняшняя цель российских космических предприятий — госзаказ. И чем дольше он продлится тем им же лучше. Цель Илона Маска — Марс, а госзаказ — это лишь средство, которое он использует в своих интересах. Сделает он многоразовую ракету или нет — это не так важно. Вся суть в его стремлении вверх, в развитии и постоянном совершенствовании технологии. Это и вдохновляет его сторонников по всему миру.
Хотя очень многие надеются, и действительно верят как в чудо, в его Falcon 9 Reusable. Если он его действительно создаст, это обрушит цены на выведение на низкую околоземную орбиту, оставит позади даже дешевые “Днепры”, и откроет новый этап в освоении космоса.
И я хочу, чтобы это свершилось! Чтобы “Союз”, “Протон” и еще не родившаяся “Ангара” стали слишком дорогими и ненужными ракетами. Тогда, Роскосмосу придется проснуться от бюрократической спячки, вспомнить советскую молодость, и заняться, наконец, прорывными разработками будущего, чтобы наверстать конкурентов. Может ли он такое сделать? Не знаю. Однако…
В Центральном аэрогидродинамическом институте им. проф. Н.Е. Жуковского завершен первый этап комплексных исследований многоразовых ракет-носителей (МРКН). Специалистами ЦАГИ сформированы предложения по усовершенствованию перспективной системы выведения на орбиту, разрабатываемой ГКНПЦ имени М.В. Хруничева в кооперации с более чем двадцатью предприятиями авиационно-космической отрасли.
Планируется, что новое семейство МРКН обеспечит выведение полезных грузов массой от 20 до 60 т без полей падения первой ступени, что является качественно новым шагом в отечественном ракетостроении...
Поживем — увидим.