Пользователь
201,5
рейтинг
30 ноября 2015 в 06:19

Успех New Shepard: многоразовый носитель и суборбитальный туризм


На прошлой неделе произошло действительно историческое событие — компания Blue Origin, возглавляемая Джефом Безосом, осуществила первую успешную мягкую посадку первой ступени ракеты. Любопытно, что этим успехом Безос обошел не только Элона Маска, чьи попытки посадить первую ступень на баржу уже два раза терпели неудачу, но и Ричарда Брэнсона с его суборбитальным самолетом SpaceShipTwo, который потерпел катастрофу осенью 2014 года и до сих пор не вернулся к полетам. Компания Blue Origin не гонится за пиаром, поэтому тем интереснее посмотреть на то, какими технологиями она, оказывается, располагает, и чем может нас порадовать в скором будущем.

Первый успешный


23 ноября состоялся испытательный беспилотный пуск комплекса New Shepard — одноступенчатой ракеты-носителя и корабля для суборбитального космического туризма. Капсула достигла высоты 100,5 км и успешно приземлилась на парашютах. Впервые ракета-носитель совершила успешную посадку на двигателях:

Успех пришел не сразу — во время первого испытательного пуска 29 апреля 2015 года была достигнута высота 93,5 км, но ракета разбилась из-за потери давления в гидравлической системе.

Внезапный двигатель


Если копнуть чуть-чуть глубже, главным сюрпризом New Shepard будет двигатель. Фактически стартап к 2015 году сумел создать перезапускаемый дросселируемый двигатель BE-3 на паре «водород-кислород» с тягой от 1 до 50 тонн. Двигатель появился не сразу — инженеры тренировались «на кошках», разработав двигатели BE-1 и BE-2 на перекиси водорода, но результат все равно впечатляет.


Испытания двигателя BE-3 на стенде

Возможность перезапуска и дросселирования в широких пределах означает, что этот двигатель будет очень полезен на верхних ступенях космических ракет. А использование топливной пары «водород-кислород», обладающей максимальным удельным импульсом, значит, что BE-3 будет очень эффективен в этой роли. Да, то, что используется открытая схема с фазовым переходом, означает, что удельный импульс будет ниже максимально возможных 450 секунд (точное значение удельного импульса BE-3 не опубликовано в открытых источниках), но двигатели открытой схемы проще и дешевле, что немаловажно для частной космической компании.
Теоретически, на основе первой ступени New Shepard уже сейчас можно создать легкую ракету-носитель, которая бы выводила на низкую орбиту несколько сотен килограмм. Но планы Blue Origin более смелые — сейчас разрабатывается двигатель BE-4 на топливной паре «метан-кислород» с тягой 250 тонн. С таким двигателем можно будет создать ракету-носитель среднего класса с грузоподъемностью в районе 8 тонн на низкую околоземную орбиту. Предполагается, что первая ступень этой ракеты также будет многоразовой.

Сравнение с Маском



Почти успешная посадка первой ступени Falcon 9. Увы, «почти» не считается...

На Geektimes появился материал, в котором утверждалось, что сравнивать New Shepard и Falcon 9 некорректно, мол, то, чего добился Безос, Маск уже давно сделал на Grasshopper. Я не согласен. Да, New Shepard меньше, короче и легче первой ступени Falcon 9 и не выводит полезную нагрузку на орбиту. Но обе ступени возвращаются из суборбитального полета и совершают точную посадку на ограниченную площадку, а Grasshopper представлял собой тестовый стенд, который не перезапускал двигатель и не поднимался выше километра. Если рассуждать о сложности задачи, то никто не заставлял Маска экспериментировать с посадкой ракеты-носителя сразу среднего класса, тем более, что начинал он с легкой ракеты Falcon 1.
Также, обе ракеты должны проверить на практике экономическую выгоду (или ее отсутствие) от многоразовых ракет-носителей, поэтому их сравнение, несмотря на различие задач, корректно. Знание негативного опыта человечества со Спейс Шаттлом сделало меня скептиком по отношению к многоразовым ракетам-носителям. Но теперь, когда у нас есть две потенциально многоразовые ракеты-носителя, тем более в разных классах, смотреть на их испытание временем очень интересно. Напоминаю, об экономической эффективности (или отсутствии таковой) многоразовых ракет мы сможем узнать спустя годы после начала их серийной эксплуатации, чего не сумели пока достичь ни SpaceX, ни Blue Origin. Но мы являемся свидетелями интереснейшего эксперимента — то, что Falcon 9 — ракета среднего класса, а New Shepard — геофизического (суборбитального) позволяет нам посмотреть на возможность масштабируемости многоразовой схемы. Может оказаться так, что сложность и цена обслуживания многоразовой системы будут резко падать с уменьшением размера, и в таком случае у New Shepard максимальные шансы стать экономически успешной.

Сравнение с Брэнсоном




В сравнении успеха Blue Origin со SpaceX незаметным оказался тот факт, что Безос стал очень опасным конкурентом в сфере суборбитального космического туризма, где предыдущие годы все говорили о Ричарде Брэнсоне с кораблем SpaceShipTwo. А успех Blue Origin наглядно показал, что по нескольким показателям конструкция New Shepard лучше.
Во-первых, Blue Origin способны спустя полгода после аварии ракеты-носителя испытать новую ступень. После катастрофы SpaceShipTwo второй летный экземпляр, строящийся с 2012 года, до сих пор не летает. Летные испытания SpaceShipTwo не завершены — суборбитальный аппарат еще не разу не поднялся до 100 км, а проблемы с двигателем, которые были обнаружены, возможно, до сих пор не решены. New Shepard уже обогнал SpaceShipTwo по степени готовности.
Во-вторых, New Shepard безопаснее SpaceShipTwo. Еще в 2012 году была испытана система аварийного спасения, которая вместе со штатной системой посадки обеспечивает спасение пассажиров на всех этапах полета:

На SpaceShipTwo же нет систем спасения, которые бы сумели помочь пассажирам при разрушении аппарата, что наглядно показала катастрофа 2014 года. Если полет в New Shepard будет выполняться в высотных костюмах, которые смогут защитить от разгерметизации, то безопасность полетов достигнет уровня таковой в «Союзах». Но уже сейчас, если бы у меня были лишние сто тысяч долларов и желание совершить суборбитальный полет, то я бы однозначно выбрал New Shepard.

Заключение


Есть некая ирония судьбы в том, что компания, которая не особо гонится за пиаром, сумела разработать очень многообещающую конструкцию и, фактически, обошла две компании, которые не сходят с новостных лент. Девиз Blue Origin «шаг за шагом, беспощадно» удивительным образом воплощается в жизнь.
Филипп Терехов @lozga
карма
541,7
рейтинг 201,5
Пользователь
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (9)

  • +5
    Теоретически, на основе первой ступени New Shepard уже сейчас можно создать легкую ракету-носитель, которая бы выводила на низкую орбиту несколько сотен килограмм. Но планы Blue Origin более смелые — сейчас разрабатывается двигатель BE-4 на топливной паре «метан-кислород» с тягой 250 тонн.
    Сверхлёгкие ракеты на серийной основе вообще мало кто пытался делать. Тут видимо и проблемы с масштабированием (системы управления стОят почти «как у взрослых»), и неверие в рынок заказчиков подобных ракет играет роль.
    Если рассуждать о сложности задачи, то никто не заставлял Маска экспериментировать с посадкой ракеты-носителя сразу среднего класса, тем более, что начинал он с легкой ракеты Falcon 1.
    Он где-то говорил, что большое число версий поддерживать не выгодно, поэтому Falcon 1, после выполнения своей роли стала историей, она уже никуда не полетит.
    В сравнении успеха Blue Origin со SpaceX незаметным оказался тот факт, что Безос стал очень опасным конкурентом в сфере суборбитального космического туризма, где предыдущие годы все говорили о Ричарде Брэнсоне с кораблем SpaceShipTwo. А успех Blue Origin наглядно показал, что по нескольким показателям конструкция New Shepard лучше.
    По нескольким — это мягко сказано). Ставка на дозвуковой самолёт была изначально проигрышная — практика уже показала, что проблемы с перекладыванием курса мизерный выигрыш в высоте (порядка 10%) не оправдывают. И сам проект изначально тупиковый — для вывода грузов на орбиту или чего-то ещё он не годится.
    Есть некая ирония судьбы в том, что компания, которая не особо гонится за пиаром, сумела разработать очень многообещающую конструкцию и, фактически, обошла две компании, которые не сходят с новостных лент.
    Просто кто-то занимается исследованиями, а кто-то пиаром — на то и другое сразу компаний не хватает). Маск пиаром добился заказов на года вперёд, и может дорабатывать свою ракету выводя потихоньку спутники, не боясь разориться в один момент. А вот чем занимается Брэнсон — совершенно не понятно, ведь как только Blue Origin начнёт коммерческие пуски, над его серией SpaceShip можно будет ставить жирный крест.

    П.С. Надеюсь мы на нашем веку ещё увидим коммерческие войны между SpaceX и Blue Origin.за заказчиков).
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
    • +3
      А вот чем занимается Брэнсон — совершенно не понятно

      Ну он владелец крупнейшего холдинга Virgin, который может финансово сглаживать все его «космические неудачи». В любом случае и Бренсон и Макс, люди амбициозные и интересные. Я им обоим желаю успеха.
    • +2
      Да, будет интересно посмотреть, как молодые и зубастые SpaceX и Blue Origin будут кусать отъевшихся на гос. заказах ULA.
      • +1
        Как только безос сделает несколько коммерческих запусков, то велика вероятность, что мы услышим еще о паре тройке компаний которые захотят откусить кусочек от этого пирога.
  • +5
    Маленький мальчик внутри меня вспомнил всю прочитанную фантастику за 40 лет и плачет :) Молодым ~20-летним этого не понять (в хорошем смысле слова). Воочию увидеть, как _приземляется_ корабль, а не падает с е*ой скоростью кусок металла…

    Я правильно понял, что при посадке всего 3G с копейкам у капсулы с людьми?
    • +3
      В ролике данных о перегрузках капсулы нет. Максимальная скорость 3,7 маха и скорость касания 8 км/ч примерно. Но особых перегрузок быть не должно — скорости не те.
  • +2
    Добавлю одну техническую деталь, играющую роль при посадке ступени:
    Итак, у Blue Origin мы имеем
    перезапускаемый дросселируемый двигатель BE-3 на паре «водород-кислород» с тягой от 1 до 50 тонн
    а у SpaceX
    Примечателен факт, что масса пустой первой ступени не более 25 тонн, в то время, как один из 9 двигателей Merlin на минимальной тяге (60%) дает тягу в 40 тонн, поэтому для мягкого касания очень важен контроль скорости, если скорость окажется выше допустимой, то ракета полетит обратно вверх ещё до достижения земли.
    Я бы этот факт упомянул в статье.
    • +1
      Техника разная, конечно. У Маска есть решетчатые рули и газовые рули наверху, у Безоса тормозной воротник и только аэродинамические рули.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.