Space X: «Зачем и как мы сажаем ракеты»

Некоторые из вас следили за нашими последними попытками вертикально посадить первую ступень нашей ракеты Falcon 9 на землю.
Была попытка в январе, затем в апреле.

Но мы делаем это не ради крутых роликов. Наша цель – радикальное снижение стоимости запуска посредством производства многоразовой и быстро перезапускаемой ракетной системы.

Подумайте о таком: мы не выбрасываем самолет после перелета из Москвы во Владивосток. Каждый новый самолет стоит столько же, как Falcon 9, но взлетает много раз в день и может совершить десятки тысяч полетов. Когда дело доходит до космоса – ракета взлетает всего один раз, хотя, в основном, стоимость запуска состоит из её цены.

Space Shuttle технически был многоразовым, но его огромный топливный бак заменяли после каждого полета, а боковые ускорители после каждого запуска спускались на парашютах в соленую воду, вызывающую коррозию; приходилось их долго искать и чинить. Все это не делало систему полностью многоразовой и быстро перезапускаемой, а ведь это ключевые требования к сокращения расходов на полет. А что, если мы все упростим — опустим ракету мягко и прицельно на землю? Время, которое занимают работы по восстановлению и их стоимость значительно уменьшатся.

Исторически большинство ракет использует все доступное им топливо для доставки полезной нагрузки в космос. При постройке ракет-носителей SpaceX многоразовость держали в уме – у них есть достаточно запасного места в баках для того, чтобы доставить корабль Dragon на МКС и вернуть первую ступень на землю.

Дополнительное топливо нужно, чтобы несколько раз запустить двигатели для замедления ракеты и посадки первой ступени после того, как она отработала.

Кроме дополнительного топлива мы добавили еще несколько важных деталей. У ракеты есть маленькие складные жаропрочные крылья под названием «решетчатые рули», которые служат для управления ракетой во время её падения с границы космоса через атмосферу; подруливающее устройство на холодном газу в верхней части ступени переворачивает ракету в нужном направлении в начале пути вниз; легкие прочные посадочные ноги, которые раскрываются при посадке. Все эти системы действуют полностью автоматически на основе поступающих данных.

Что мы узнали из прошлых попыток приземления?

Первая попытка посадки на платформу без экипажа в Атлантическом океане была в январе; при сближении с землей ступень преждевременно израсходовала гидравлическую жидкость, используемую для управления решетчатыми рулями. Теперь этой жидкости мы заливаем больше.

Вторая попытка была в апреле, и у нас почти получилось. Посмотрите на это ранее не публиковавшееся видео со следящей камеры. В нем ступень падает через атмосферу на сверхзвуковой скорости.

Контролируемый спуск был успешен, но за 10 секунд до приземления клапан регулирования мощности двигателя ракеты временно стал реагировать на команды с большой задержкой. В итоге он включился на несколько секунд позже, чем нужно, а для ракеты весом 30 тонн на скорости 320 км/ч несколько секунд это немало. Подача топлива включилась на полную, двигатель отработал дольше необходимого, ракета вышла из под контроля и в итоге перевернулась при посадке.

Если забыть о последних секундах, посадка прошла по плану. После отделение первой ступени подруливающее устройство на холодном газу перевернуло ступень для правильной ориентации при входе в атмосферу. Затем три двигателя включились для торможения.

Позже двигатели сработали еще раз для замедления ступени при вхождении земную атмосферу, а решетчатые рули( в них залили больше жидкости на этот раз) раскрылись, чтобы управлять подъемной силой. Для объекта со скоростью 4 Маха наша атмосфера это как патока, а решетчатые рули важны для точной посадки. Посадочные двигатели сработали последний раз, рули, газовые подруливатели и двигающие форсунки управляли ракетой на высоте 15 метров до цели. Посадочные ноги раскрылись прямо перед касанием судна «Just Read the Instructions» в 10 метрах от цели, но ракета не удержалась в вертикальном положении.

Анализ подтвердил, что клапан регулирования мощности был единственной причиной жесткой посадки. Команда внесла необходимые изменения для предотвращения таких ситуаций во время следующего запуска – девятой миссии РН Falcon 9 и КА Dragon к МКС в это воскресенье , 28 июня в 17:21:00 по Москве.
Несмотря на все то, что мы узнали, шансы на успех в этой третье попытки на новую платформу «Of Course I Still Love You» не стопроцентны.

Здесь в воскресенье вы сможете проследить за нашим следующим шагом к мечте по созданию многоразовой ракеты.

Оригинал: Space X

Перевел: Михаил Левит
Редактировал: Артём Слободчиков