Космический корабль Starship компании SpaceX вышел на орбиту, запустив первую сеть Starlink нового поколения.

На всех предыдущих полетах Starship компания SpaceX намеренно снижала полную мощность ракеты, чтобы та летела по суборбитальной траектории, достаточно медленной, чтобы гравитация Земли притянула аппарат обратно в атмосферу, прежде чем он сможет совершить полный оборот вокруг планеты. После нескольких успешных суборбитальных полетов подряд представители SpaceX решили, что этот запуск должен дойти до низкой околоземной орбиты. И это произошло.

Более того, SpaceX разместила в грузовом отсеке ракеты 26 спутников Starlink нового поколения, предназначенных для широкополосной связи. Один за другим, упакованные в плоские коробки спутники — слишком большие, чтобы поместиться внутри основной ракеты Falcon 9 — были отделены от устройства для вывода полезной нагрузки Starship с помощью системы шкивов и тросов, которые выбрасывали спутники за борт, подобно тому, как диспенсер Pez выплевывает конфеты.

Драматическое утро

Четвертый полет Starship начался с громкого старта с базы Starbase в Техасе в 8:49 утра по восточному времени (7:49 утра по местному времени; 12:49 UTC), когда 33 двигателя Raptor, работающие на метане, оттолкнули 124-метровую ракету от стартовой площадки. Двигатели создали тягу до 18 миллионов фунтов, чтобы поднять ракету с топливом в небо над Starbase, частным космодромом SpaceX, расположенным к северу от границы США и Мексики.

Направляясь на восток из Южного Техаса, ракета разогналась до скорости звука и взлетела в стратосферу, после чего её ускоритель Super Heavy отделился от верхней ступени Starship. Ускоритель совершил быстрый разворот на большой высоте, чтобы начать движение обратно к побережью Техаса. Несколько минут спустя первая ступень Super Heavy совершила контролируемое приводнение в Мексиканском заливе недалеко от побережья Starbase.

Верхняя ступень продолжила набор высоты в космос, прежде чем выключить двигатели Raptor чуть более чем через восемь минут после начала полета. До этого момента ракета следовала по траектории, аналогичной предыдущим испытательным полетам Starship компании SpaceX.

У команды управления полетом компании было всего несколько минут, чтобы решить, следует ли переходить к следующему этапу полета: перезапуску одного из двигателей Raptor Starship для добавления последней необходимой скорости для достижения орбитальной скорости. На короткое время показалось, что SpaceX собирается отказаться от орбитального полета и позволить Starship продолжить движение по инерции к месту входа в атмосферу над Индийским океаном, как это делалось уже много раз до этого.

Вопрос о дальнейших действиях был сосредоточен на работе двигателей Raptor ракеты. Один из шести двигателей Raptor на Starship преждевременно отключился во время разгона, а остальные пять работали дольше, чтобы компенсировать неисправность. Менее серьезной проблемой для орбитального полета Starship, но все же вызывающей опасения для будущих запусков, был очевидный отказ двух из 33 двигателей Raptor на ускорителе Super Heavy — одного во время запуска и другого во время маневров возврата ускорителя.

Дэн Хуот, комментатор SpaceX, ведущий прямую трансляцию полета в понедельник, первоначально сообщил, что руководители миссии собирались прервать маневр по выводу на орбиту. В итоге официальные лица решили продолжить. Вышедший из строя двигатель Raptor был не тем, который должен был сработать для вывода ракеты на низкую околоземную орбиту и управления ею для входа в атмосферу и приводнения в конце полета.

По словам Хуота, инженеры SpaceX были «крайне осторожны» в планировании полета в понедельник. Наихудшим сценарием для первого орбитального полета Starship была бы авария, которая привела бы к тому, что 100-тонный аппарат застрял бы на орбите. Это могло бы привести к его неконтролируемому падению на Землю, создав потенциальную угрозу общественной безопасности.

«Мы собирались выйти на орбиту только в том случае, если были абсолютно уверены в работоспособности основных систем, необходимых для вывода аппарата на орбиту», — сказал Хуот. «Мы потратили дополнительное время, добавили немного драматизма, но нам удалось обеспечить работу… трех центральных двигателей и выполнить наш первый в истории маневр по выходу на орбиту. Так что это был огромный успех».

Выбранный для маневра включения двигатель Raptor сработал безупречно, повторно запустившись на 19 секунд, чтобы дать Starship необходимый толчок для преодоления земной гравитации. Этот маневр увеличил скорость Starship примерно на 204 мили в час, что составляет чуть более 1 процента от общей скорости ракеты, и позволил выйти на стабильную орбиту на высоте около 171 мили (276 километров).

Доставка для Starlink

Выход на орбиту позволил SpaceX перейти к следующему этапу миссии. Он включал в себя первое развертывание коммерческих спутников Starlink V3 для глобальной широкополосной сети компании. SpaceX запустила партию спутников Starlink V3 во время предыдущего полета на Starship в июле, но та миссия была суборбитальной, и спутники быстро сгорели, падая обратно в атмосферу.

Спутники Starlink V3 значительно улучшат спутниковую группировку Starlink . Запуск этих спутников возможен только на борту Starship. Они слишком велики, чтобы поместиться внутри обтекателя полезной нагрузки ракеты Falcon 9, которую SpaceX использовала для запуска более 12 000 спутников Starlink с 2019 года. Спутники Starlink V3, каждый из которых весит около 2 метрических тонн (4400 фунтов) при запуске, оснащены более крупными солнечными батареями и улучшенными антеннами.

По данным SpaceX, эти изменения позволяют каждой платформе Starlink V3 добавлять 1 Тбит/с пропускной способности сети Starlink, что в 10 раз больше, чем у более старых спутников, запускаемых на ракете Falcon 9. На борту ракеты, запущенной в понедельник, находилось 26 спутников Starlink. Будущие ракеты Starship смогут выводить на орбиту до 60 спутников Starlink V3 за один полет. На своем веб-сайте SpaceX написала, что Starlink V3 «значительно расширят пропускную способность сети и скорость передачи данных для пользователей».

Модернизированные спутники Starlink также улучшат производительность сети для прямой связи с устройствами. В будущем спутники Starlink V3 также могут быть использованы для сервиса Starshield компании SpaceX для американских военных. Компания SpaceX сообщила, что ее команда установила связь со всеми 26 спутниками Starlink V3 после отделения от Starship.

Спутники, запущенные в понедельник, первоначально были выведены на орбиту с низким наклоном, примерно 30 градусов к северу и югу от экватора, из-за строгих правил безопасности, ограничивающих пролет над населенными районами во время запуска. Ожидается, что SpaceX будет выводить Starship на орбиты с более высоким наклоном по мере накопления опыта полетов со Starship и открытия новых стартовых площадок во Флориде и Луизиане .

Первые ракеты Starlink V3 компании SpaceX пришлось немного подождать, прежде чем отправиться в космос, но понедельничный полет показал, что Starship справляется с этой задачей. SpaceX начала поэтапно отказываться от запусков Starlink на ракетах Falcon 9 в начале этого года. В расписании SpaceX на мысе Канаверал, штат Флорида, больше нет запусков Starlink на ракетах Falcon 9. Запуски на ракетах Falcon 9 для вывода спутников Starlink предыдущего поколения на полярную орбиту будут продолжаться с космодрома Ванденберг, штат Калифорния, по крайней мере, еще некоторое время.

Калеб Генри, директор по исследованиям в Quilty Space, ожидает, что в ближайшие месяцы SpaceX займется интеграцией новых возможностей Starlink V3 в сеть Starlink. Вероятно, больше уже построенных Starlink V3 будет задействовано в большинстве следующих серий полетов Starship компании SpaceX.

«Насколько я понимаю, они просто лежали на складе в Техасе, потому что спутники были готовы задолго до запуска ракеты-носителя», — сказал Генри в прямом эфире понедельничной трансляции полета Starship, организованной Spaceflight Now (автор этой статьи также был гостем).

Перед понедельничным запуском компания SpaceX заявила, что эта группа спутников Starlink V3 будет интегрирована в более широкую группировку. По данным SpaceX, они должны начать обслуживать клиентов уже через несколько недель после запуска, но, вероятно, потребуется еще много запусков, чтобы клиенты Starlink заметили разницу в качестве обслуживания.

«Замечательно, что у них есть такая возможность на орбите, но пока не будет запущено значительное количество спутников V3, они пока не станут теми космическими аппаратами, которые определят пользовательский опыт», — сказал Генри.

На сегодня всё.

Вскоре после завершения этапа вывода спутника на орбиту представители SpaceX решили вернуть Starship на Землю раньше запланированного срока, отказавшись от возможности проверить длительную продолжительность пребывания аппарата на орбите.

«Из соображений предосторожности, учитывая проблему с двигателем, возникшую во время подъема, группа управления полетом решила ограничить время пребывания на орбите и приступила к сведению Starship с орбиты и приводнению в северной части Тихого океана», — написала SpaceX в отчете о испытательном полете в понедельник . «Этот район был одной из двух заранее согласованных зон посадки, определенных до запуска, и был очищен от морского и воздушного движения».

Торможение прошло без сучка и задоринки, и Starship снова погрузился в атмосферу над Тихим океаном, направляясь к месту приводнения к северу от Гавайских островов, одному из нескольких резервных мест возвращения, запланированных заранее к полету в понедельник. Возвращение прошло без происшествий, и теплозащитный экран Starship, по-видимому, хорошо выдержал температуру до 2600° по Фаренгейту (1430° по Цельсию), когда аппарат проносился над отдаленным Тихим океаном.

Как и в своих последних полетах, Starship пролетел брюхом сквозь разрозненные облака, прежде чем выровняться для финального посадочного маневра. Приводнение прошло точно по плану, в последние мгновения снижения самолет находился в поле зрения буя, установленного в резервной посадочной зоне.

Приводнение произошло в 11:57 утра по восточному времени (15:57 UTC), чуть более чем через три часа после старта, что в три раза дольше, чем предыдущие суборбитальные полеты Starship. Первоначальный план полета предусматривал миссию, которая должна была длиться почти 10 часов.

Как и ожидалось, аппарат перевернулся и разлетелся на части, охваченный огнем, при достижении океана, и не смог повторить случайный приводнение Starship в целости и сохранности, произошедшее во время его последнего полета в июле. SpaceX предполагает, что большинство приводнений Starship будут заканчиваться пожарами, но дни приводнений Starship, возможно, подходят к концу.

«Самое главное, что Starship вышел на орбиту», — сказал Хуот после приводнения. «Мы провели первое в истории маневрирование для выхода на орбиту. Мы немного подогревали интерес во время полета по инерции, чтобы убедиться, что все в порядке. Мы собирались делать все это сегодня только в том случае, если были абсолютно уверены в работоспособности двигателей Starship, работающих на уровне моря, потому что нам нужно было провести маневр для схода с орбиты».

«Нам удалось туда добраться, — сказал Хуот. — Мы вышли на орбиту. Команды продолжали наблюдать за этим. Мы собирались получить нужные нам данные, поэтому приняли решение, учитывая более ранний вход в атмосферу вблизи Гавайских островов».

Что ждет Starship в будущем?

Компания SpaceX постоянно производит и тестирует на космодроме Starbase ракеты-носители Starship и Super Heavy, что позволяет ожидать увеличения частоты полетов в ближайшие месяцы. Компания пока не объявила официальных дат запусков, но расписание «предстоящих важных миссий», опубликованное на этой неделе Центром управления системой управления воздушным движением Федерального управления гражданской авиации, указывает на то, что следующий полет Starship с космодрома Starbase может состояться в октябре.

Наземные бригады приступают к испытаниям и вводу в эксплуатацию новой стартовой площадки для Starship в Космическом центре имени Кеннеди НАСА во Флориде, рассчитывая провести там запуск Starship до конца года. В Кеннеди также строится огромный новый завод по производству Starship. Ожидается, что SpaceX будет доставлять ракеты Super Heavy и Starship на стартовую площадку во Флориде со своего завода в Техасе до завершения строительства нового производственного комплекса на территории центра.

Результаты испытательного полета в понедельник показывают, что SpaceX еще предстоит поработать над последней версией своего двигателя Raptor. Вариант двигателя Raptor 3 использует более легкую и обтекаемую конструкцию, сочетающую меньшее количество деталей с большей тягой.

Компания SpaceX столкнулась с проблемами двигателей на каждом из трех полетов Starship с использованием двигателей Raptor 3. Во время полета в мае один двигатель Raptor преждевременно отключился на ускорителе Super Heavy, а через несколько минут перестал работать другой двигатель на верхней ступени Starship. На следующем полете в июле несколько двигателей Raptor не запустились на стартовой площадке , что привело к отмене запуска в последнюю секунду. SpaceX заменила два двигателя, после чего через неделю успешно осуществила запуск.

Илон Маск, основатель и генеральный директор SpaceX, написал в своей социальной сети X, что изменения, внесенные в двигатель Raptor 3, «значительно уменьшают массу и пути утечки, но затрудняют замену некоторых деталей».

«Хотя удаление деталей звучит легко в теории, на практике это очень сложно осуществить, и требуется множество итераций», — продолжил Маск. Внутреннее устройство двигателя Raptor 3 «имеет очень сложную геометрию, которую можно изготовить только с помощью сильно модифицированной 3D-печати металлом», — написал он в другом посте.

Хотя разработка Raptor 3 еще не завершена, проблемы с двигательной установкой не помешали SpaceX продвинуться в создании Starship, и маловероятно, что проблемы с двигателем во время полета в понедельник задержат следующий запуск Starship.

Федеральное управление гражданской авиации (FAA) также дало SpaceX разрешение на полет в понедельник. Регулирующий орган не будет требовать от SpaceX проведения официального расследования инцидента. Представитель FAA сообщил: «Все события, связанные с полетом как космического корабля Starship, так и ускорителя Super Heavy, произошли в рамках запланированных и разрешенных FAA мероприятий».

Следующим пунктом в списке задач SpaceX, вероятно, станет попытка вернуть Starship на стартовую площадку для посадки с помощью гигантских механических манипуляторов, повторив подвиг, который инженеры уже совершили с ускорителем Super Heavy. Возвращение Starship на стартовую площадку потребует входа в атмосферу над сушей, что потребует дополнительных проверок безопасности, чтобы исключить чрезмерный риск для населенных пунктов по мере приближения аппарата к Starbase. В конечном итоге SpaceX стремится сделать эти посадки достаточно рутинными, чтобы обеспечить полное и быстрое повторное использование Super Heavy и Starship.

В числе других краткосрочных целей Starship – более длительные орбитальные полеты, а затем и первая демонстрация дозаправки на орбите, что является необходимым условием для будущих миссий по высадке астронавтов на Луну в рамках программы НАСА «Артемида».

Тем временем ожидается, что Starship запустит еще много спутников Starlink. Коммерческий и государственный спрос на услуги Starlink, а также долгосрочные планы SpaceX по созданию орбитальных центров обработки данных , обеспечат Starship большой загрузкой, поскольку инженеры будут внедрять в эксплуатацию более совершенные возможности ракеты.