Ключевое из нового интервью главного инженера одному подкастеру, который не очень верит в высадку на Луну.
Здесь собрано ключевое, пост будет разбит на 2 части.
Про Starship и проблемы с тепловым щитом:
- Ключевая задача SpaceX — создать первую полностью и быстро многоразовую систему орбитального класса, где обе ступени (ускоритель и корабль) можно быстро запускать заново.
- Starship изначально создаётся с прицелом на эту задачу, и её решение является одним из сценариев (читай впереди ещё много работы). Если у SpaceX получится решить эту задачу, то общая стоимость запуска может упасть в 100 раз, по некоторым параметрам до 1000 раз дешевле (речь про дальние направления).
- Перезаправка корабля на орбите позволит запускать сильно больше массы полезной нагрузки, например, к Марсу. Даже с учётом 10-15 дозаправок, отправка условных 150 тонн к красной планете может быть в 10000 раз дешевле текущих расценок в пересчёте на стоимость за кг.
- SpaceX сейчас «достаточно близки» к тому, чтобы начать быстро переиспользовать ускорители Super Heavy. На данный момент всё ещё есть проблемы с повреждением двигателей, теплозащитой (двигательного отсека), и необходимы мелкие доработки.
- Компания планирует вернуть и переиспользовать сам корабль Starship уже в этом году, и достичь быстрого переиспользования, как ускорителя, так и корабля, уже в 2026 году. Это «фундаментальный прорыв, который необходим, чтобы стать мультипланетным видом».
- Основная проблема для переиспользования корабля — тепловой щит. Крайне сложно создать такую защиту, которая останется без повреждений после входа в атмосферу.
- Говоря про подобный тепловой щит: «мне кажется, эту проблему можно решить». Но это потребует множества итераций самих плиток для щита (заметим, что речь именно про плитки). Они были вынуждены запустить их производство сами, тк не нашли подходящего подрядчика.
- Про состав плиток: «это вермишель из очень мелких волокон стекла и оксида алюминия, по сути мелкие волокна стекла и сапфира, расположенные в нужном виде и со специальным покрытием» (читай почти как плитки на Space Shuttle, которые сравнивали под микроскопом и составы/геометрия крайне близки). Сами плитки должны выдерживать вход в атмосферу и не быть хрупкими, чтобы пережить запуск.
- Сравнил хрупкость плиток с обычной чашкой, которая должна быть прикреплена к ракете и не трескаться от вибрации, и не плавиться при входе в атмосферу. Если плитки ломаются или отваливаются, то это уже не (быстро) переиспользуемый щит.
- Они всё ещё пытаются подобрать оптимальный состав для плиток, другая проблема — аппликация на корабль должна быть идеальной и без ошибок. Это также важное требование. Пока что никому не удалось решить эту проблему без ошибок.
- SpaceX любит вертикальную интеграцию в производственном процессе (это видно и по их остальным системам), поэтому сами занимаются всей цепочкой производства: от поставки сырья для плиток, до их обслуживания на корабле.
- Ключевое отличие от теплового щита Space Shuttle, что на нём было несколько типов плиток (прим. армированный углерод на кромке крыла и носовой части), которые трескались. Тут странная аналогия с катастрофой Шаттла Columbia, который потеряли из-за механического повреждения плиток. Плитки Starship также можно повредить, да и проблема Шаттла была в компоновке, так что этот комментарий показался очень странным. Но при этом плитки Starship должны быть прочнее, чем на Space Shuttle.
- «Шаттлы приходилось обслуживать по 8-9 месяцев между полётами», в том числе и для устранений повреждений теплового щита. Поэтому «Шаттл нельзя назвать быстро переиспользуемым кораблём». Это тоже слегка вводящий в заблуждение комментарий: долгое время обслуживания было связанно с требованиями безопасности, тк Шаттл был пилотируемым кораблём. Везде, где есть люди — требования намного выше. По той же причине корабли Crew Dragon от SpaceX, которые сильно проще, также обслуживаются месяцами между полётами. Поэтому время обслуживания между грузовыми и пилотируемыми версиями Starship будет неизбежно отличаться, и не стоит ставить между ними знак равно.
- Плитки приходится крепить таким образом, чтобы фюзеляж под ними мог расширяться и сужаться из-за разных температур (как и сами плитки). Стенки баков будут сужаться из-за криогенных температур горючего, но будут расширяться во время входа в атмосферу из-за нагрева. Поэтому между плитками должно быть расстояние. В зависимости от участка корабля, расстояние между плитками может варьироваться при установке — из-за нагрева расстояние между плитками может меняться на 10-20%. Поэтому плитки нельзя ставить вплотную, иначе они потрескаются. Фюзеляж также может изгибаться из-за вектора тяги двигателей.
- Поэтому при проектировании необходимо учитывать разницу температур почти в несколько тысяч градусов и эластичность конструкции корабля. На данном этапе есть уверенность, что у них получится разрешить проблему с плитками.
- SpaceX дополнительно переохлаждают жидкий кислород с -183°C до -201°C (это позволяет повысить плотность и улучшить тягу двигателей). Информация о переохлаждении была также известна и ранее (Blue Origin пойдут тем же путём).
- Важно вернуть корабль для последующего изучения, тк это поможет найти участки, в которых плитки трескаются и отваливаются, и точнее понять, почему это происходит. Проблемы могут быть как и из-за метода крепления, так и состава.
- Хотя бы один вернувшийся корабль сильно поможет в изучении. Это поможет перейти к следующим итерациям намного быстрее, именно поэтому они так торопятся. Это в том числе и объясняет, почему они будут готовы буксировать корабль после посадки на воду в миссии Flight 8.
- Скорее всего получится нормально посадить корабль (на башню) в этом году, и возможно даже запустить его заново в конце 2025 года, но только после тщательного обслуживания и ремонта. И сроки не точные.
- Впереди очень много итераций (читай новых версий и доработок), прежде чем они смогут прийти к быстрой полностью переиспользуемой системе. В идеале, они хотят, чтобы корабль садился на манипуляторы на башне и затем (быстро) устанавливался на ускоритель там же для следующего полёта. Но это позволит удешевить стоимость пусков до 100 раз.