SpaceX е изправена пред едно от най-сложните изпитания в историята на космическите полети. Компанията на Илон Мъск ще се опита за първи път да върне невредими на сушата и двете степени на гигантската ракета Starship, най-мощната, създавана досега.
Петнадесетият изпитателен полет е планиран за петък, 13 ноември, като стартовият прозорец е между 17:45 и 19:00 часа източноамериканско време. За България това означава между 00:45 и 02:00 часа на 14 ноември.
Успешното изпълнение на мисията може да приближи SpaceX до разработването на напълно използваема многократно ракетна система. При неуспех обаче ще възникнат нови въпроси за осъществимостта на най-амбициозните планове на компанията, съобщава CNN.
Целта е космическите апарати да могат да се използват многократно, без след всяка мисия да бъдат изхвърляни ракетни компоненти на стойност милиони долари.
SpaceX определя тази технология като своеобразния „Свещен граал“ на ракетостроенето. Илон Мъск се надява тя да намали разходите за изстрелване десетки или дори стотици пъти и да открие нови възможности за изследване на Космоса.
Най-сложната задача: Да бъде уловен космически кораб след завръщане от орбита
За да реализира плановете си, SpaceX трябва да успее да върне горната степен на Starship, представляваща космически кораб с височина около 52 метра, от орбита до стартовата площадка в Южен Тексас.
Там той трябва да се приземи вертикално, като бъде уловен от специалните механични рамена на стартовата кула.
Подобна маневра досега не е извършвана с орбитален космически кораб.
Компанията многократно е подчертавала, че възстановяването и повторното използване на цялата система Starship е необходимо за изпълнението на най-мащабните ѝ цели.
Сред тях са подпомагане на НАСА за установяване на постоянно човешко присъствие на Луната, разширяване на сателитната интернет мрежа Starlink и изграждане на център за данни в орбита.
SpaceX продължава да преследва и дългосрочната мечта на Мъск за колонизирането на Марс и превръщането на човечеството в цивилизация, обитаваща повече от една планета.
Две степени, две приземявания
Ако всичко протече по план, зрелищните маневри ще започнат само няколко минути след изстрелването.
Долната степен на ракетата, наречена Super Heavy, ще се отдели от горната степен, известна като Ship.
След това ускорителят трябва да се върне към стартовата кула и да извърши прецизна маневра, при която да бъде уловен от механичните ѝ рамена.
SpaceX вече е демонстрирала подобно приземяване при предишни изпитателни полети. Маневрата обаче все още не е извършвана с настоящата версия на ракетата, обозначена като V3, която дебютира през май.
Компанията вече използва многократно първите степени на ракетите Falcon, което ѝ спестява значителни средства.
Улавянето и повторното използване на горната степен обаче е далеч по-сложна задача, която носи съществени технически рискове.
22 часа в орбита и 26 сателита Starlink
След отделянето от Super Heavy космическият кораб трябва да запали собствените си двигатели и да достигне околоземна орбита.
SpaceX успя да извърши подобна маневра за първи път едва през септември, по време на предишния изпитателен полет.
За целта корабът трябва да достигне скорост над 27 000 км/ч, приблизително 20 пъти по-висока от скоростта на звука.
Самото навлизане в орбита крие сериозни рискове. Всеки път, когато SpaceX изпраща Starship в Космоса, инженерите трябва да гарантират, че корабът ще може да се завърне контролирано на Земята.
В противен случай съществува опасност от непредвидимо навлизане в атмосферата, което може да застраши хора и имущество.
„Starship очевидно е предназначен да бъде ракета за многократна употреба и трябва да издържа на навлизането в атмосферата. Затова е изключително важно да не оставяме кораба в орбита, откъдето той може да се върне неконтролируемо над суша или населени райони“, обяснява Джереми Педро, директор на системите за задвижване на Starship в SpaceX.
Ако корабът достигне орбита и мисията продължи според плана, той ще направи приблизително 14 обиколки около Земята за 22 часа.
През това време Starship трябва да изведе 26 сателита Starlink V3, предназначени да увеличат капацитета на интернет мрежата на компанията.
По време на орбиталния полет ръководителите на мисията ще разполагат с няколко възможности да прекратят изпитанието предсрочно, ако възникне технически проблем, и да насочат кораба към контролирано приводняване.
Температури над 1000 градуса при завръщането
Ако мисията протече успешно, следващото голямо изпитание ще бъде завръщането на Starship в земната атмосфера в събота следобед.
При навлизането си в плътните атмосферни слоеве корабът ще бъде изложен на екстремно нагряване. Силното сгъстяване на въздуха пред него ще доведе до образуване на плазма, а температурите по външната му повърхност могат да надхвърлят 1090 градуса по Целзий.
Допълнително усложнение представлява маршрутът на завръщане.
Според Джоузеф Гонсалес, преподавател по аерокосмическо инженерство в Университета на Илинойс, Starship ще трябва да премине над западното крайбрежие на САЩ и над суша.
При много други космически мисии маршрутът на завръщане преминава преимуществено над водни пространства, където последствията от евентуална авария могат да бъдат ограничени.
Преминаването над населени райони увеличава значението на всяко техническо решение.
SpaceX обяснява, че корабът ще използва четири подвижни аеродинамични повърхности, за да извършва малки корекции на траекторията.
Така той трябва да преминава преимуществено над слабо населени райони в Северно Мексико и Южен Тексас, намалявайки риска за хората при евентуална авария.
Възможност за прекратяване на приземяването
Дори след успешното навлизане в атмосферата ръководителите на мисията ще могат да се откажат от опита за приземяване в космическия комплекс Starbase.
При възникване на проблем корабът може да бъде насочен към приводняване в Мексиканския залив.
Предвидена е и възможност за команда за самоунищожение, ако съществува опасност гигантският апарат да падне неконтролируемо върху сушата.
Ако всичко протече нормално, в последните минути преди приземяването Starship ще прелети над северната част на остров Саут Падре край бреговете на Тексас.
След това корабът ще завие обратно към стартовата кула, известна като Mechazilla.
Той ще изпълни сложна маневра с хоризонтално спускане, след което ще премине във вертикално положение.
Без парашути, само с помощта на двигателите и прецизното управление, Starship трябва да попадне между механичните рамена на кулата.
„Не мисля, че хората разбират значението на това“, коментира Гонсалес.
Според него, ако изпитанието даде много добри резултати, SpaceX може да достигне до напълно използваема многократно ракета в рамките на следващите две или три години.
Проблемите с двигателите остават сериозно предизвикателство
Въпреки напредъка SpaceX продължава да се сблъсква с технически неизправности.
При няколко от последните полети на Starship са установени проблеми с надеждността на двигателите Raptor, които задвижват както ускорителя Super Heavy, така и горната степен.
Някои двигатели са спирали неочаквано, а други не са успявали да се запалят повторно.
Тези проблеми бяха особено видими при предишния изпитателен полет през септември, обозначен като Flight 14.
Тогава SpaceX за първи път се опита да изпрати Starship по орбитална траектория вместо по суборбитална, при която вероятността апаратът да падне в океана при загуба на контрол е по-голяма.
Компанията предварително беше уточнила, че корабът трябва да функционира според очакванията, преди да получи разрешение да продължи към орбита.
Само няколко минути след изстрелването обаче един от двигателите на горната степен се изключи преждевременно и остана неработещ до края на полета.
Първоначално ръководителите на мисията, както и водещият на прякото предаване, заявиха, че повторното запалване на двигателите ще бъде отменено, за да се избегне рискът от изпращане на повреден кораб в орбита.
Според видео, публикувано от SpaceX на 6 ноември, Илон Мъск лично е накарал екипа да преразгледа решението.
„В момента, в който загубихме двигателя, всички си помислихме, че това е краят на мисията за кораба. Смятахме, че не трябва да продължаваме, ако нещо се обърка“, разказва Джереми Педро.
„Но Илон постави под въпрос изискванията и ни попита дали действително има нещо, което ни забранява да продължим.“
В крайна сметка ръководителите на полета решили корабът да продължи към орбита.
Федералната авиационна администрация на САЩ (FAA), която лицензира търговските ракетни изстрелвания, потвърждава пред CNN, че решенията на SpaceX са били в рамките на одобрените критерии за полета.
Агенцията допълва, че е наблюдавала дейностите, свързани с изстрелването и завръщането на космическия апарат.
Flight 14 приключи няколко часа по-рано от първоначално планираното, но без сериозни допълнителни проблеми.
Корабът извърши контролирано приводняване в Индийския океан, макар че то не беше толкова плавно, колкото при някои предишни изпитания.
SpaceX подчертава, че ракетите ѝ разполагат с резервни системи и могат да продължат безопасен полет дори при отказ на няколко двигателя.
Прецизното връщане на космически кораб над населени райони обаче поставя съвсем различни изисквания към надеждността.
Защо връщането на горната степен е толкова трудно?
SpaceX вече има водеща роля в разработването на ракети за многократна употреба.
През 2015 г. компанията за първи път успя да приземи първата степен на ракета Falcon. Това постижение допринесе за утвърждаването ѝ като доминиращ участник на световния пазар за космически изстрелвания.
Само още две компании, Blue Origin на Джеф Безос и китайската LandSpace, са успявали да приземят първи степени на ракети. Те постигнаха това за първи път едва през последната година, повече от десетилетие след първия успех на SpaceX.
Връщането на първа степен обаче е относително по-лесно от възстановяването на горната степен.
Ускорителят Super Heavy достига скорост около 6000 км/ч, преди да започне завръщането си.
Космическият кораб Starship, от друга страна, се движи с орбитална скорост, която може да надхвърли 27 000 км/ч.
Космическите апарати, проектирани за завръщане на Земята, обикновено са сравнително малки капсули, каквито са Dragon на SpaceX и командните модули от програмата „Аполо“.
Те се извеждат в орбита с помощта на отделна ракета.
Горната степен на Starship обаче сама по себе си представлява ракета.
„В космическата индустрия обикновено имаш или ракета, или космически кораб. Ние се опитваме да направим нещо, което е ракета, но може да функционира и като космически кораб“, обяснява Ларс Блекмор, водещ инженер по системите за приземяване на Марс в SpaceX.
Размерите на Starship са толкова големи, че в напълно освободения му вътрешен обем биха могли да се поберат повече от 100 командни модула от програмата „Аполо“.
Урокът от космическите совалки на НАСА
По своята концепция Starship има повече общо с космическите совалки на НАСА.
Те също бяха проектирани за многократна употреба, но при изстрелване използваха отделни ракетни ускорители, които можеха да бъдат възстановявани частично.
Въпреки първоначалните очаквания совалките така и не се превърнаха в бързо и лесно използваема многократно транспортна система.
Средната цена на един полет достигаше около 1,5 милиарда долара, значително над първоначално планираното.
След всяко завръщане бяха необходими седмици технически проверки и ремонти.
SpaceX иска да постигне с Starship това, което совалките не успяха.
Една от основните разлики е начинът на приземяване.
Космическите совалки се връщаха на Земята подобно на самолети, като кацаха на писта с колесник.
Според Гонсалес този подход създава допълнителни рискове, тъй като колесникът и системите около него трябва да издържат на екстремните температури при навлизане в атмосферата.
Ако защитата бъде нарушена, горещи газове могат да проникнат в пространствата около колесника.
Освен това той увеличава масата на космическия кораб, а намаляването на теглото е от изключително значение при ракетостроенето.
„Но големите постижения имат своето начало, а това начало беше космическата совалка“, отбелязва специалистът.
Рискът за населението и изискванията на авиационните власти
Приземяването на Starship остава високорискова операция.
Правилата на Федералната авиационна администрация изискват SpaceX да докаже при кандидатстването за разрешение за Flight 15, че вероятността от човешка жертва вследствие на мисията е по-малка от едно на милион.
Подобен стандарт е бил приложен и преди изпитателен полет през 2025 г., при който Starship се взриви над островите Търкс и Кайкос.
Тогава отломки от космическия апарат удариха автомобил, но нямаше съобщения за пострадали.
Въпреки рисковете SpaceX изразява увереност, че може да върне кораба безопасно още при предстоящия полет.
„С постоянните подобрения от полет на полет екипът на SpaceX демонстрира, че Starship може безопасно и надеждно да се завръща от Космоса“, заявява компанията в съобщение от 7 ноември.
Ако предстоящото изпитание завърши успешно, това ще бъде първият случай, в който и двете степени на орбитална ракетна система са върнати на сушата и уловени за последващо повторно използване.
