Мы уже неоднократно писали об опытах американской частной компании SpaceX, возглавляемой Элоном Маском (Elon Musk), по созданию многоразовой первой ступени ракеты Falcon 9. После испытаний с прототипом под названием Grasshopper («Кузнечик») и нескольких последних попыток с рабочей моделью возвращаемой первой ступени, закончившихся неудачей, в начале этой недели SpaceX отпраздновала победу: последняя модификация ее детища вывела на орбиту ракету Falcon 9, а затем благополучно приземлилась недалеко от стартовой площадки.
Тесты с «Кузнечиком» SpaceX начала в 2012 году. Вначале прототип совершал управляемые «прыжки» на высоту до 325 метров. Убедившись в работоспособности технологии, инженеры компании создали рабочую модель, которая в апреле 2014 года успешно вывела на орбиту ракету Falcon 9. Отделившись на высоте 80 км, стартовая ступень в соответствии с запланированными маневрами совершила управляемое приводнение в нескольких сотнях километров от мыса Канаверал, утонув, но при этом доказав пригодность к работе в реальных условиях с сильными перегрузками.
Две последующие попытки SpaceX осуществить приземление первой ступени Falcon 9 на плавучую платформу в январе и апреле 2015 года окончились неудачей. В первом случае посадка оказалась слишком жесткой, что привело к взрыву, во втором же роковую роль сыграла нехватка гидравлической жидкости в решетчатых стабилизаторах первой ступени. Во время третьей попытки, предпринятой в июне этого года, Falcon 9 взорвалась через 2 минуты 19 секунд после запуска. Эти неудачи даже породили небольшую браузерную игру под названием SpaceX Falcon 9 Lander, размещенную на сайте MIT, в которой игроку поручается довольно непростая задача вручную посадить стартовую ступень.
Несмотря на череду неудач, SpaceX не отступилась от своей цели и продолжила дорабатывать свое детище, запланировав на декабрь этого года очередной запуск и решив на сей раз отказаться от плавучей посадочной площадки в пользу наземной. В понедельник, 21 декабря, Falcon 9 успешно стартовала с площадки во Флориде, неся на борту 11 телекоммуникационных спутников, а через 10 минут ее первая ступень успешно приземлилась недалеко от места запуска, вернувшись с высоты около 200 км и набрав в процессе взлета максимальную скорость в 7,5 Маха. После отделения стартовый модуль развернулся в воздухе и по дуге направился к земле двигателями вниз.
Траектория взлета и посадки первой ступени Falcon 9
Целью проекта SpaceX по созданию возвращаемой первой ступени является удешевление космических запусков. По словам основателя компании, совокупная стоимость Falcon 9 составляет около $60 млн, из которых на топливо приходится лишь $200 тыс. Многоразовая первая ступень в долгосрочной перспективе может позволить значительно снизить затраты на космические миссии. По собственному заявлению Элона Маска, конечной целью, вдохновившей его на создание SpaceX в 2002 году, является основание колонии на Марсе, и использование многоразовых разгонных блоков призвано существенно упростить ее достижение.
А пока следующим шагом станет повторный полет приземлившейся ступени, который при этом должен быть обеспечен минимальными усилиями (известно, что программа «Шаттлов» была закрыта именно по причине дороговизны обеспечения повторных запусков). Если SpaceX удастся доказать, что она может быстро подготовить ракету к следующему старту, это может стать знаковым моментом в истории освоения космоса.
Стоит отметить, что в ноябре этого года приземление разгонного блока уже было осуществлено компанией Blue Origin, основанной главой Amazon Джеффом Безосом (Jeff Bezos). Летательный аппарат компании под названием New Shepard спустился с высоты 100 км, приземлившись менее чем в 1,5 м от места старта. И хотя точность позиционирования впечатляет, пиковые высота и скорость New Shepard примерно вдвое уступали аппарату SpaceX. Вдобавок, полет разгонного блока Falcon 9 не предполагал лишь вертикального взлета и посадки, а вовлекал более сложную для выполнения траекторию. Наконец, аппараты Blue Origin и SpaceX разработаны для разных задач: New Shepard предназначен для коротких суборбитальных полетов (перспективный космический туризм), в то время как Falcon 9 призван выводить на орбиту тяжелые грузовые корабли.
Ниже представлено видео успешной посадки Falcon 9, снятое с вертолета. Несколько более развернутую трансляцию запуска можно посмотреть здесь.