Техасский Вестник

Starliner вернётся, чтобы заместить Crew Dragon.

На неделе вышел ряд новостей про Crew Dragon — единственный на данный момент корабль для доставки астронавтов с территории США приближается к неизбежному закату, и чуть быстрее, чем ожидали NASA с другими заказчиками. Но выдыхайте, пока business as usual.

Прекурсором сегодняшних событий была эпопея с первым экипажем Starliner, и тогда корабль от Boeing оказался одной ногой на свалке истории: с нерешёнными проблемами, до $150 миллионов за место и без ракеты на замену.

Ситуация начала усугубляться прошлым летом, когда главный инженер пригрозил свернуть программу SpaceX по доставке астронавтов. Это был отрезвляющий момент для отрасли.

Перенесёмся в наше время:
- Президент и операционный директор SpaceX Гвинн Шотвелл публично ушла от вопроса про будущее Crew Dragon, лишь подтвердив, что «пока» он на покой не собирается, и пусть Boeing летает, «столько денег» в него вбухали. Вот это расплывчатое «пока» звучит не очень обнадёживающе для отрасли, в которой ждут полёты до 2030 года.

Как неоднократно упоминалось — SpaceX хотят быстрее свернуть операции по Falcon 9. Между интенциями и реалиями есть отличие, но это надо держать в уме. По мере снижения пусков Falcon 9 в пользу Starship, поддержка устаревающей инфраструктуры ведёт к снижению маржинальности этой ракеты, включая Dragon. Сейчас SpaceX зарабатывает ~30% с места на Crew Dragon, вывод коммерческих грузов имеет маржинальность более ~70%, а Starship должен быть даже выше. На этом фоне высокорисковая (с людьми же) программа сморится не очень привлекательно для портфеля ИИ компании.

- NASA сегодня подписали ещё 3 запуска Crew Dragon к МКС. Речь про миссии Crew 15/16/17 до 2030 года за $946 миллионов (почти $79 млн за место). Выглядит это, как попытка запрыгнуть на уходящий поезд. 5 кораблей Crew Dragon также должны провести ряд частных миссий, включая Axiom (МКС), Vast и отдельные на орбиту. Ну а общий объём заказов NASA за Crew Dragon достиг $5.92 миллиардов за 17 экспедиций. Boeing за столько же пока провёл 0.

- Журналист Эрик Бергер также сообщил, что NASA в ближайшее время анонсирует 2 дополнительных миссии на Starliner к МКС. Причём, прошлой осенью NASA сократили свой заказ с 6 до 4 пусков, и вот всё возвращают взад. Ещё в часть этих миссий войдут перекрёстные полёты с Роскосмосом, про которые упоминались в канале.

- Друзья по МКС подтверждают, что за последний год Boeing тихо проделал глубокую работу над лечением болячек Starliner. К слову, в этом им активно помогают NASA, тк они очень заинтересованы во второй пилотируемой системе. И даже с такой поддержкой, убытки Boeing на этой программе выросли с $2 миллиардов где-то ещё на миллиард. Бергер сообщает, что часть издержек покроют из заказа NASA.

- Бергер ещё рассказал про логистические проблемы Boeing — на помощь им *скорее всего* придут Blue Origin. Публично известно, что у ULA осталось в запасе 4 изделия Atlas V для Starliner. Для *как минимум* 2 новых миссий нужна другая ракета. И пока ULA занимается возвращением Vulcan Centaur к полётам, и адаптацией Centaur V под «стандартизированную SLS», у NASA мало уверенности, что ULA обладает ресурсами по подготовке новой повозки для Starliner в разумный срок. Но они есть у Blue Origin, которые готовы запускать Starliner (и даже Orion) на New Glenn, причём, дешевле ULA. Как отмечает Бергер, это также поможет Blue ускорить сертификацию New Glenn для пилотируемых пусков.

- Как ранее упоминалось, и подтверждается Бергером, у Blue Origin не только есть амбиции по роли извозчика для Boeing (и потенциально Lockheed Martin), а желание быстрее стать провайдером со своим кораблём. И да, программа New Shepard дала не нулевой опыт, как некоторые полагают. Всё это актуально не только для МКС, а в первую очередь для лунной программы Artemis и станции Blue Reef (её переделывают). В том числе из-за давления от SpaceX — с помощью Starship хотят продавать как полный цикл лунных миссий и разный спектр пилотируемых миссий.

И не удивляйтесь, что продление МКС снова обсуждается.

Когда Flight 14? На неделю позже.

SpaceX перенесли первый орбитальный полёт Starship на 28 сентября с запасным окном 29.

Причина? FAA всё ещё готовят модификацию для лицензии на запуск, без которой Starship не может выйти на замкнутую орбиту.

В продолжение темы аккумуляции льда в Super Heavy V3 есть несколько хороших уточнений от TheSpaceEngineer, который помог глубже разобраться в этой проблеме.

Вышеупомянутая система автогенного наддува для кислорода работает только на 20 внешних Рапторах. Второй момент, что для запуска и первого тормозного манёвра (бустбека) используется основной бак, а для посадки изолированный посадочный бак, и у него такой проблемы нет. Обо всём по порядку:

- 20 внешних двигателей Raptor 3 статичные, в отличие от 13 центральных с электроприводами для вектора тяги (тут всё как у V1). Сейчас вы поймёте, в чём тут проблема для системы автогенного наддува бака с кислородом. Горячий кислородный газ из газогенератора очень коррозийный, и одно дело отводить его по статичной линии из специального сплава, а другое дело по гибкой — 13 двигателей то с приводами. Гибкий патрубок, даже изолированный, от горячего кислорода просто прогорит.

- Соответственно, наддув в основном баке от этой системы подаётся только во время работы всех 33 двигателей во время взлёта, и как теперь на V3, во время первого тормозного манёвра с зажиганием 33 двигателей (и то не на всё время бустбека). А вот между этими фазами, как раз во время MECO, разделения, на второй фазе первого торможения и при посадке — автогенному наддуву для бака с кислородом не от куда брать газ (кроме внешних источников).

- Кто-то скажет, что в этих промежуточных ситуациях давление в баке при работе 13, но не 20 внешних двигателей, должно сильно падать, горючее то расходуется, но нет, речь про предел в ~0.2 бара. Опять же, это примерная цифра. Так что управляемо.

- Но на всех этих этапах лёд продолжает скапливаться в баке, даже когда двигатели не работают. Именно поэтому перезапуск после разделения и вторая фаза бустбека так опасны — кисдород в этот момент всё ещё подаётся из основного бака, который уже загрязнён отходами автогенного наддува.

- С изолированными баками для посадки всё чуть проще — их наддув происходит с помощью чистого газа, который уже хранится в композитных баллонах высокого давления (COPV) по бокам — их заправляют перед стартом. Вот те самые продольные обтекатели в основном для этого.

И если к этому моменту вы задали себе логичный вопрос — а у корабля Starship с 3 центральными Рапторами и 3 статичными RVac тоже такие приколы? То ответ «да». 3 центральных Раптора не имеют автогенного наддува для кислорода, а RVac да. Газ в COPV в носовом отсеке также нужен и для посадочных баков и всего остального.

По сути, это управляемая проблема, которая осознанно заложена, как в конструкцию двигателя, так и ракеты. И они приняли меры в V1, измерили многое в V3 и принимают теперь схожие или другие меры.

Предвещая ряд очевидных вопросов:

- Нет, они не могут поставить какой-то убер компактный теплообменник для кислорода. Рапторы и без того почти полностью охлаждаются метаном по внутренним каналам и в сопле, энергии на ещё 1 контур недостаточно.

- Нет, они не могут поставить более массивную конструкцию, тк это только усложнит компоновку 13 центральных двигателей с приводами, да и внешних тоже.

- Нет, это не решается каким-то быстрым и простым апгрейдом Raptor 3, и неизвестно когда и как они изменят контур автогенного наддува для кислорода. Может это будет в следующих поколениях, может решат иначе.

- Нет, нагромождение фильтров тоже плохая идея, тк там начинаются свои проблемы с динамикой криогенных жидкостей в топливных магистралях.

📸: RGV Aerial Photography

Несколько заметок по вчерашней документалке SpaceX про Starship:

- Подтвердилось, что Starship S40 случайно пережил посадку на воду — это стало сюрпризом для компании, а план по спасению прорабатывали на ходу. И вода всё же попала в грузовой отсек.

- SpaceX в этот раз заблюрили почти все экраны с телеметрией Super Heavy — было ожидаемо, но жаль. А после всей драмы с ITAR у Острова Рождества, на видео попали кадры только с закрытыми форсунками Рапторов.

- Было неожиданностью увидеть спустя 11 лет аварию CRS-7 в таком хорошем качестве — это действительно был один из самых сложных периодов для компании. Как и первую успешную посадку Falcon 9 во время миссии Orbcomm OG2 M2 в 4K (до этого в 4K была в паре документалок).

- Отдельное уважение, что дали экранное время Ларсу Блэкмору и Шане Диаз — это легенды космической отрасли, которые поставили но ноги Falcon 9 (во всех смыслах), а сейчас играют ещё более важную роль в программе Starship.

- Производство термоплиток для Starship автоматизировано намного глубже, чем в эпоху Space Shuttle или тех, которые поставляют для Orion и Dream Chaser. Для этих систем многие этапы проводятся вручную, ещё и под индивидуальный размер/форму, из-за чего стоимость плиток в десятки, если не 100 раз дороже. Конкурентам очень хочется скопировать Bakery.

- Также подтвердилось, что на судне Forte прям на ходу собирали конструкцию для транспортировки Starship. Ранее это озвучивалось в канале (без уверенности).

- Ну и самое интересное про состояние термоплиток и фюзеляжа под ними. Много кадров с разными участками, как чистыми, так и с прогоревшей абляционкой, и даже оксидацией стали. Но внимание привлекли места, где плитки именно клеят. Вот несколько разных видов состава под ними смотрятся подозрительно хорошо — это внушает надежду, что с приклеенными не всё так плохо.

Ну и Зак Голдэн из CSI Starbase поднял хороший вопрос — а что они планировали показать в этой серии, если бы не случайное спасение Starship S40?

Starship - Эпизод 3: Святой Грааль ракетостроения.

Продолжается традиция с получасовыми документалками SpaceX перед пусками Starship. Эта серия начинается с посадки корабля S40 на воду, который выжил, что стало сюрпризом для сотрудников и пришлось придумывать план на ходу — много новых кадров этой сложной операции. А сам эпизод про сложности полостью многоразовой системы начиная с эпохи Falcon 9.

В посте полное видео, также можно смотреть в аккаунте SpaceX. И на официальном сайте компании.

Почему самая большая ракета в мире падает из-за льда?

Во вчерашнем апдейте SpaceX вскользь рассказали о потере Super Heavy B21 во время миссии Flight 13. На том ускорителе впервые смогли перезапустить все 33 двигателя Raptor 3 для первого тормозного манёвра, но его прервали раньше времени — под конец импульса у трёх центральных двигателей Raptor зафиксировали скопление льда в топливных магистралях. Ну а затем ступень пыталась сесть на 8 из 13 Рапторов. Для тех, кто давно следит за программой, при упоминании льда могли возникнуть техасские флешбеки.

И это сложная проблема, которую SpaceX пытается победить четвёртый год. Чтобы понять её чуть лучше, стоит посмотреть на схему двигателя Raptor 3. Вас интересует вон та фиолетовая часть с газогенератором для кислорода и тонкая фиолетовая линия на возврат обратно в бак.

Откуда вообще взялся лёд? Речь конкретно про основной бак с кислородом (нижняя половина ступени), в котором скапливаются продукты загрязнения от автогенного наддува. Двигатели Raptor имеют 2 контура возврата газа в баки для поддержки давления — изолированную для метана и отдельную для кислорода. Контур наддува для бака с метаном по сути закрытого цикла — криогенный метан проходит по каналам и охлаждает компоненты двигателя, разогревается и возвращается, но не взаимодействует с продуктами горения. Сам газ остаётся относительно холодным, но самое главное — чистым.

С баком для кислорода другая история — его забирают из турбины (газогенератора) для газификации кислорода, в которой он в небольшой пропорции смешивается с метаном. Поскольку Raptor 3 является двигателем с полным циклом дожигания, то есть имеет 2 набора турбин и насосов для газификации обоих компонентов, то в каждом наборе кислород и метан смешиваются в разных пропорциях.

И вот этот кислородный газ, который частично забирают из газогенератора для газификации кислорода, и возвращают обратно в основой бак с кислородом для наддува — он причина многих бессонных ночей инженеров SpaceX. Тк этот кислородный газ уже не совсем чистый, а с примесями воды, углерода итд. Попадая в бак с криогенным кислородом, эти элементы, которые имеют иную температуру замерзания, просто превращаются в лёд в криогенной жидкости. Решения этой проблемы нет, просто данность.

Поэтому один из основных выходов — ставить фильтры. Но это тоже тонкая история, тк нагромождения фильтров в том числе имеют свои обратные стороны с точки зрения гидродинамики. SpaceX несколько раз меняли схему фильтров на Super Heavy V1 (их ставят на входе топливопроводов к двигателям), и даже пришли к гигантскому экрану в баке, чтобы снизить эту проблему. Для Super Heavy V3 их снова поменяли. И как видим… пока не сработало.

Поэтому те самые апгрейды железа, о которых упоминали SpaceX в апдейте, скорее всего связаны именно с фильтрами в баке с кислородом.

📸: TheSpaceEngineer

Разбираем план первой орбитальной миссии Starship для Flight 14.

Сразу стоит извиниться перед всеми, тк ранее опубликованная в канале часть информации про планы Flight 14 оказалась дезинформацией и ввела вас в заблуждение:
- Вместо неполного витка будет 6 полных витков и миссия на 10 часов;
- Вместо посадки у Гавайских островов будет у Чили (также в Тихом океане).

Это к вопросу про работу с источниками, выводы были сделаны. Остальная информация про орбитальный полёт, вывод Starlink и посадку двух ступеней на воду подтвердилась.

Что ж, первая 10-часовая миссия будет проходить по очень необычному плану, в который заложено несколько сценариев для свода корабля с орбиты в случае экстренных ситуаций. Этот план рассчитан на первые миссии, и по мере эксплуатации будет меняться.

Первая фаза.
Изначальный этап запуска будет проходить по той же схеме, что и в нескольких предыдущих полётах — Starship S41 сперва выйдет на незамкнутую орбиту через 8 минут и 11 секунд после старта, и с потенциальной посадкой в Индийском океане. Ускоритель Super Heavy B21 за 1 минуту до этого должен совершить посадку в заливе.

Затем у SpaceX будет до 19 минут, чтобы провести первичную проверку Starship и получить команду от директора миссии на короткий импульс для разгона. Если они не успеют или будут проблемы — корабль безопасно сойдёт с орбиты и сядет в Индийском океане.

Важно: на протяжении этих 19 минут SpaceX закладывает консервативные условия для отмены миссии и будут пристально мониторить все системы. Для этого на корабле установлено более 500 датчиков.

Вторая фаза.
По изначальному плану через 25 минут и 28 секунд после старта, Starship S41 должен дать короткий импульс на 18 секунд для поднятия перигея и выхода на круговую орбиту в 275км.

Время импульса, кстати, наглядно показывает, что для выхода на замкнутую орбиту в прошлых пусках при работе 6 Рапторов было достаточно пары лишних секунд — к вопросу о разнице по энергии.

Третья фаза.
Через 34 минуты и 18 секунд откроется шлюз грузового отсека и начнётся выгрузка 26 рабочих спутников Starlink V3. Точная масса пока неизвестна, но она ближе к середине между 40 и 50 тоннами. Выгрузка продлится 30.5 минут.

Четвёртая фаза.
Затем 6 часов без экшена (под музыку из лифта) — SpaceX будут мониторить поведение корабля на орбите, ситуацию с выпариванием горючего итд. Для них это отличная возможность собрать данные о длительном нахождении корабля в реальных условиях (критично для сложных миссий). Важно, на этот этап заложено 2 опции по раннему своду в случае проблем.

Пятая фаза.
Через 8 часов и 52 минуты после старта назначено проведение тормозного импульса для свода с орбиты. Его также проведут с помощью включения одного Раптора на 11 секунд.

Шестая фаза.
Через 35 минут после тормозного импульса Starship S41 войдёт в атмосферу, а там уже всё по классике, но в этот раз с посадкой в Тихом океане у Чили.

Общее время миссии 9 часов и 50 минут, включая 6 полных витков вокруг Земли.

К вопросу, будет ли видно полёт Starship в рамках 6 витков из Штатов, России или Европы? Ответ — нет.

А вот жителям южного полушария стоит приготовиться.

📸: визуализация траектории от @sanitaravel (Нотамы предварительные).

Наконец-то посыпались оповещения NOTAM для Flight 14, ждём для остальных зон, и также новую лицензию от FAA в рамках недели.

Официально: первый орбитальный полёт Starship не раньше 22 сентября.

- Вывод 26 спутников Starlink V3 на парковочную орбиту;
- 10-часовая миссия на 6 витков и высотой 275км;
- С посадкой корабля в Тихом океане рядом с Чили;
- Ускоритель сядет на воду в заливе;
- 2 термоплитки с предыдущей миссии полетят в Flight 14.

Обновление таймлайна по следующим миссиям к Луне.

Руководитель программы по лунной базе NASA Карлос Гарсия-Галан уточнил переносы сроки по ключевым беспилотным миссиям в рамках программы Artemis.

Загибаем пальцы:
- Не раньше ноября 2026: посадочный модуль Griffin-1 от Astrobotic (Voyager) на Falcon Heavy;

- Не раньше Q1 2027: посадочный модуль Nova-C IM-3 от Intuitive Machines на Falcon 9;

- Не раньше Q1 2027: тяжёлый посадочный модуль Blue Moon MK1 (101) от Blue Origin на New Glenn;

- До конца 2027: посадочный модуль Blue Ghost 2 от Firefly на Falcon 9.

Дополнительно от Blue Origin на New Glenn:
- Не раньше сентября 2027: доставка лунохода Viper на Blue Moon MK1 (102);
- До конца 2028: 2 миссии Blue Moon MK1 (103 и 104) с доставкой лунных вездеходов от Astrolab и Lunar Outpost.

А вот Artemis 3 с тестами стыковки HLS на орбите Земли всё ещё *неофициально и со слов администратора* стоит на июнь 2027.