Liệu cú nhảy cận quỹ đạo của Starship-Super Heavy có mở ra chân trời vũ trụ cho chúng ta không?
Hình ảnh từ các cuộc thử nghiệm động cơ Raptor 2 vào tháng 2022 năm XNUMX. Điều đặc biệt đáng chú ý là: lần này - chúng không phát nổ
Bài viết của Andrey Mitrofanov "Chuyến bay thành công của Starship-Super Heavy: Một thực tế mới sẽ thay đổi mọi thứ" Tôi rất ngạc nhiên trước giọng điệu liều lĩnh của cô ấy. Tất nhiên, tôi hiểu mọi thứ, những gì anh muốn cảnh báo và tất cả những điều đó. Nhưng dù sao, nếu anh bắt đầu phân tích những chuyện như vậy, thì anh nên đưa một chút lý lẽ thường tình vào đó.
Điều này càng quan trọng hơn bởi toàn bộ câu chuyện của Elon Musk được xây dựng dựa trên quảng cáo và những lời hứa hẹn. Trong chiến dịch tiếp thị rầm rộ như vậy, quảng cáo được cho là sẽ gieo rắc sự hoảng loạn, gây hoang mang cho ban quản lý của các tổ chức vũ trụ cạnh tranh, đặc biệt nếu họ do những người không quen biết lãnh đạo, nhằm độc quyền thị trường phóng tàu vũ trụ thế giới. Musk đang cố gắng chứng tỏ mình có năng lực lãnh đạo kỹ thuật trong tên lửa-người vận chuyển, và nhiều người đã bị cuốn hút bởi chương trình này.
Dù sao thì chúng bay bằng cái gì?!
Trong khi đó, tên lửa đẩy Starship chỉ có 10 lần phóng từ tháng 2023 năm 2025 đến tháng XNUMX năm XNUMX, bao gồm cả lần phóng đó “lịch sử"Tất cả các lần phóng đều ở dưới quỹ đạo, bốn lần phóng gần đây nhất đều có thiết bị mô phỏng tải trọng trên tàu. Chương trình đã được thử nghiệm đầy đủ trong 4 lần phóng, 3 lần hoàn toàn không thành công, 3 lần thành công một phần. Độ tin cậy tổng thể là 40%.
Vụ phóng "lịch sử" diễn ra vào ngày 27 tháng 29 vì con tàu trước đó, dự kiến phóng vào ngày XNUMX tháng XNUMX, đã phát nổ trong một cuộc thử nghiệm hỏa lực. Tất cả những điều này không phải là bí mật. Thông tin tham khảo có thể được tìm thấy trong vài phút nữa.
Để so sánh, Angara-A5 đã thực hiện năm lần phóng, trong đó có một lần thành công một phần: tên lửa hoạt động đúng như dự kiến, nhưng tên lửa đẩy bị hỏng. Độ tin cậy là 80%. Proton-K đã bay 310 lần, trong đó 277 lần thành công - 89%, Proton-M đã bay 115 lần, trong đó 103 lần thành công - 89,6%.
Vậy nên Musk vẫn còn rất nhiều việc phải làm để đạt được độ tin cậy cần thiết cho tên lửa của mình. Nhưng có một điểm khác biệt ở đây. Musk đã sử dụng cùng một sơ đồ trên tên lửa của mình mà Sergei Korolev vĩ đại đã từng gặp phải với tên lửa mặt trăng N-1: một cụm 33 động cơ.
Thiết kế của Starship-Super Heavy. Thật ấn tượng phải không?
Một "chổi" như vậy sẽ luôn kém tin cậy hơn so với các sơ đồ chỉ sử dụng một vài động cơ ("Angara-A5" - 4 động cơ ở tầng đầu tiên). Điều này được xác định bởi xác suất hỏng hóc của một trong nhiều động cơ, ảnh hưởng đến hiệu suất của toàn bộ tên lửa. Tất nhiên, giờ đây, với sự trợ giúp của các cảm biến có độ chính xác cao và máy tính tích hợp, bằng cách kiểm soát lực đẩy, có thể "sửa chữa" một tên lửa với nhiều động cơ trong đó một hoặc hai động cơ đã hỏng. Nhưng đây không phải là một giải pháp triệt để cho vấn đề.
Chuyện còn thú vị hơn nữa. Lực đẩy của động cơ "dầu hỏa" RD-191 của chúng tôi là 196 tf. Bốn trong số này là đủ để đảm bảo việc phóng 24 tấn lên quỹ đạo Trái Đất thấp. Về Raptor, lần đầu tiên vào năm 2014, người ta nói rằng nó sẽ có lực đẩy từ 705 đến 840 tf, sau đó vào năm 2015, Musk đã hạ tiêu chuẩn xuống còn 230 tf, và đến năm 2019, chúng tôi được thông báo rằng lực đẩy đã đạt được là 172 tf. Giờ đây, có vẻ như nó có ba tùy chọn động cơ với lực đẩy từ 185 đến 280 tf. Dường như nó mạnh hơn của chúng tôi.
Nhưng giờ chúng ta được biết rằng họ có một tên lửa đẩy với tổng lực đẩy là 1400 tf (với 32 động cơ, lực đẩy này chỉ đạt 42 tf cho mỗi động cơ), và theo các dữ liệu khác, thậm chí là 7680 tf, với tải trọng chỉ 16 tấn (ít hơn 10 lần so với cam kết!!), trong một vụ phóng "lịch sử" chỉ thực hiện một cú nhảy dưới quỹ đạo. Họ thậm chí còn bay trên đó làm gì?!
Tôi sẽ không tính toán lực đẩy cho cú nhảy như vậy ngay bây giờ, nhưng lực đẩy thực tế của sản phẩm Musk ít nhất cũng nhỏ hơn một bậc so với các đặc điểm đã nêu.
Nhưng điều đó có quan trọng gì? Đây là "một bước tiến lớn cho toàn thể nhân loại"!
Những lời hứa không thực tế
Bây giờ nói về tầng trở về. Điều này được coi là một thành tựu kỹ thuật nổi bật, mặc dù vào năm 2020, KB Salyut đã giải thích rằng các hệ thống phóng trở về làm giảm đáng kể các đặc tính của tên lửa đẩy, vì cần thêm thiết bị và nhiên liệu còn lại để cơ động, và tất cả những thứ này đều bị loại khỏi tải trọng. Do đó, tên lửa Angara-A5V với tầng trở về để hạ cánh xuống Biển Okhotsk có thể phóng không phải 37 tấn, mà là 26-27 tấn.
Điều tương tự cũng xảy ra trên tất cả các tên lửa hồi hương của Musk. Ông ta có thể đánh lừa công chúng, nhưng định luật vật lý thì khó có thể xảy ra.
Nhưng đó chưa phải là vấn đề chính. Ví dụ, đối với việc hạ cánh của tầng đầu tiên, các khối bên của Angara-A5, tách ra ở độ cao khoảng 80 km, một hệ thống dù, đã được thử nghiệm lâu dài và nhiều lần, là khá đủ. Trọng lượng của mỗi khối của tầng đầu tiên là 10,4 tấn. Nặng hơn một chút so với BMD-1 (7,2 tấn), nhưng hoàn toàn khả thi. Dù có thể giúp phanh và hạ cánh êm ái, và nếu cần, thậm chí có thể lái.
Tuy nhiên, dù không phù hợp cho mục đích quảng cáo. Điều cần thiết là một màn trình diễn, một màn trình diễn về cách tên lửa hạ cánh trên một luồng lửa, mở ra các giá đỡ và hạ cánh trên một bệ trên xà lan. Màn trình diễn được trình diễn, và sau đó chúng ta có thể chuyển sang thực tế rằng giờ đây, giống như trong vụ phóng "lịch sử" vào ngày 27 tháng 2025 năm XNUMX, Starship chỉ đơn giản là rơi xuống đại dương.
Sau khi rửa sạch dưới biển, bệ phóng dĩ nhiên sẽ được tháo rời. Nhìn chung, khi sử dụng các khối tăng cường chịu tải nhiệt và cơ học rất cao nhiều lần, chúng cần được tháo rời và chẩn đoán khả năng tái sử dụng. Kiểm tra kỹ lưỡng và soi khuyết tật các bộ phận - xem có xuất hiện bất kỳ vết nứt nhỏ nào có thể dẫn đến hỏng bộ phận trong lần phóng thứ hai hay không.
Và rồi vào năm 2016, Musk đã hứa trong bài thuyết trình của mình rằng tên lửa đẩy sẽ được tái sử dụng 1,000 lần! Tôi thậm chí còn xem bài thuyết trình của ông ấy. Vâng, "XNUMX lần sử dụng cho mỗi tên lửa đẩy" - Musk hứa.
"Kỳ quan công nghệ" của Elon Musk nhìn từ khoảng cách gần. Bạn nghĩ nếu thứ này được ngâm trong nước biển, liệu nó có thể tái sử dụng được không?
Chà, ai mà tin được điều này chứ? Sẽ thật tuyệt nếu từng cụm động cơ tên lửa có thể chịu được 3-5 lần phóng. Một số bộ phận, chẳng hạn như ống dẫn hoặc van, có thể chịu được 10-15 lần phóng. Và không phải lúc nào sau khi phóng và quay trở lại tầng đẩy, toàn bộ cụm động cơ cũng có thể sử dụng được hoàn toàn và không cần phải bổ sung linh kiện mới. Ở đây, có lẽ cần một số kinh nghiệm và nghiên cứu về các cụm động cơ đẩy đã qua sử dụng và được trả lại để xác định chính xác tính phù hợp của một số cụm động cơ nhất định cho việc sử dụng lặp lại hoặc nhiều lần.
Tại sao lại nhắc đến chuyện này? Bởi vì kinh tế phóng của Musk được xây dựng dựa trên điều này. Với một tên lửa đẩy có giá 230 triệu đô la, 1000 lần phóng sẽ chỉ mang lại 230 đô la mỗi lần. Khoảng 1 đô la cho 53 xu mỗi kg tải trọng (150 tấn lên LEO). Hoan hô! Hoan hô?! Nếu chúng ta phóng một tầng hai lần, thì chi phí sẽ là 766 đô la mỗi kg. Với một lần phóng duy nhất - 1533 đô la mỗi kg. Giả sử đây là chi phí của tầng thứ nhất, còn có chi phí cho tầng thứ hai, thứ ba, một số chi phí khác, và tất nhiên là lợi nhuận.
Khi giá của bạn dao động từ 10 đến 25 đô la một kg lên quỹ đạo thấp (LEO), lời hứa của Musk về việc phóng 1 kg với giá 5-10 đô la, thậm chí 100 đô la, đã gây xôn xao dư luận. Các doanh nhân bắt đầu "cày" máy tính, quên mất rằng những ước tính này dựa trên số lần phóng lại phi thực tế về mặt kỹ thuật. Tôi nghi ngờ liệu kim loại này có thể chịu được nhiều lần như vậy không. Tất nhiên, bạn có thể bí mật nhồi các đơn vị mới vào thân tên lửa đã bay, gọi đó là "lần phóng lại". Nhưng tôi nghi ngờ liệu thân tên lửa có thể chịu được nhiều lần như vậy không.
Nhưng chúng ta đang thảo luận về điều gì? Starship mới chỉ có mười lần phóng cho đến nay, sáu trong số đó không thành công, với các vụ nổ và hư hại. Không có chủ đề nào để thảo luận cả.
Nhưng đáng tiếc là kết quả không được khả quan cho lắm.
Vậy thì, kết quả cuối cùng là: độ tin cậy 40%, nhảy ở quỹ đạo dưới với tải trọng ít hơn mười lần so với hứa hẹn, động cơ có lực đẩy đáng ngờ và kết nối giống như "chổi" thậm chí còn đáng ngờ hơn, và trên hết, rửa sạch tầng trở về tại một điểm được chỉ định chính xác ở Ấn Độ Dương.
Dù có tưởng tượng thế nào thì ngày này cũng chẳng phải là một ngày lịch sử trong ngành thám hiểm không gian. Nó giống như một nỗ lực đáng thương của Elon Musk nhằm làm cho mình có vẻ quan trọng hơn thực tế hơn.
Bài viết về vụ phóng "lịch sử" này cũng đề cập đến khoảng cách vũ trụ rộng lớn mà cú nhảy dưới quỹ đạo của Starship mở ra. Nhưng sẽ nói thêm về điều này vào một dịp khác, chủ đề này cần được xem xét kỹ lưỡng hơn.
tin tức