На чем лететь к Луне?

Merlin 1D

После того, как SpaceX и двое конкурентов получили почти по миллиарду долларов на разработку транспортного средства, способного доставить астронавтов на Луну и обратно компания резко ускорила работы по созданию модификации двигателя для работы в вакууме или «орбитального класса», известный под наименованием Raptor Vacuum. 

Смысл мероприятия сводится к тому, что конструкция двигателя, которая эффективно работает на стадии разгона космического аппарат, где начало движения происходит в атмосфере. Но на орбите он оказывается не слишком эффективным, и когда речь идет о миссии, целью которой является полет намного дальше обычной околоземной орбиты, где оперирует МКС и большая часть пилотируемых систем, то это становится проблемой. 

Ведь если двигатели так надежно и мощно выпихнувшие полезную нагрузку в космос потом утрачивают свою эффективность, то это значит, что внушительная часть массы, которую они действительно хорошо и эффективно разогнали до орбиты Земли, будет занята топливом для этих же двигателей, которые будут пожирать его уже с намного меньшей отдачей. Грубо говоря, если орбитальный (вакуумный двигатель) действительно мало эффективен на стартовом участке полета, да и вообще — слабо приспособлен для работы в атмосфере, то дальше он сожрет существенно меньше топлива, а это даст возможность перераспределить массу космического аппарата с доли топлива на долю полезной нагрузки.

Отсюда возникает необходимость комбинировать двигатели космического аппарата, когда часть из них тянет со старта, а другая часть включается уже после выхода на орбиту Земли, если это — многоразовая система, а если нет, то такими двигателями следует оснащать уже сам аппарат, который полетит дальше.

В любом случае, сейчас такой двигатель создается на базе хорошо зарекомендовавшего себя Raptor. Пока идет работы над созданием нового двигателя, трудно сказать, насколько он будет отличаться от базового двигателя, но судя по тому, что модификация другого, более тяжелого двигателя Merlin Vacuum (MVac) визуально делает его отличным от базовой модели Merlin 1D, Raptor тоже может отличаться на 50 и более процентов от начального варианта двигателя.

Но как мы помним, НАСА дала компаниям 10 месяцев на то, чтобы приготовить свои варианты для конкурса, на котором будет отобран лучший вариант. А это значит, что ключевые узлы и агрегаты должны быть готовы к февралю следующего года.

В связи с этим, в SpaceX объявили о предварительном сроке статических огневых испытаний нового Raptor Vacuum. В июне, максимум — в июле, состоится первый запуск этого двигателя.

Таким образом, если все пойдет по плану, через месяц-полтора этот двигатель будет впервые представлен и испытан на полигоне в Макгрегор, штат Техас. Сжатые строки дают уверенность в том, что за эти 10 месяцев будет очень много информации о том, кто, как, на чем и когда вернет человечество на Луну.

13 Comments on "На чем лететь к Луне?"

  1. Принципиальная разница если не изменяет память в том что раструб стала двигателя в атмосфере короче за счет того что сама атмосфера обнимает струю газа своим давлением и инерцией и таким образом работает как продолжение сопла. В вакууме газ резко Расширяется при такой конструкции поэтому раструб нужно делать длиннее. Это позволяет получить большую работу. По идее можно атмосферный раструб сразу делать длиннее но проблеммы охлаждения не позволяют этого. Мне кажется это временный вопрос. Рано или поздно будет найдено инженерное решение.
    Касательно КПД горения топлива и регулирование его колличество это давно решенные вопросы.
    Выдел решение когда на атмосферный двигатель выдвигается раструб для вакуума. Как по мне неплохой компромисс. Вышел на орбиту, телескопом наростил длину и ок.

  2. Т9.
    Раструб стала- раструб сопла

  3. вообще то концепция движков для старта и вывода на орбиту похожа и отличается соплом для разных высот, но для космоса нужно не только это изменение а и частые кратковременные запуски. но ведь Маск уже отработал этот концепт на возвратных движках. у него и этот моторчик получится. ждем лета… удачи ему.

  4. «SpaceX и двое конкурентов получили почти по миллиарду долларов»

    Насколько я понимаю, там почти миллиард на всех:
    SpaceX — $135M
    Blue Origin — $579M
    Dynetics — $253M

    Причем количество выделенных денег было определено тем, что запросили сами компании на этот период.

    https://spaceflightnow.com/2020/05/01/nasa-identifies-risks-in-spacexs-starship-lunar-lander-proposal/

  5. старый ворчун. | 4th Май 2020 at 21:29 | Ответить

    у дачи всем участникам этого конкурса. всей земли надежда!

  6. В космосе есть еще одна проблема, отсутствующая на Земле — запуск двигателя в условиях невесомости. Топливо то в баках плещется и летает куда хочет, а не послушно прижимается к всасывающим патрубкам в баках 🙂 Московиты скорее всего бы использовали для старта твердотопливные ракетки чтобы «осадить» топливо в баках, мно уверен что Маск придумает напрямую запуск жидкостных двигателей.

    • Твердотоплівні системи, то є щось на кшталт пороху, це не має коливатися в баку.
      Про «витєснітельниє сістєми» ще добре пригадав В.Суворов в «Акваріум».

      Мені здається, що нейтральний газ натиском зажене всяке паливо куди треба навіть у невісомості!

      • Вы видели, как шарик воды летает в космическом аппарате(были такие съемки на борту)? Так вот и топливо(если оно не газообразное) в неполном баке будет собираться в шар. А если слоем по стенках — это лучше(но его туда еще притянуть надо суметь).

    • Напрашивается три варианта:
      1) Эластичные мешки в баках (вопрос в температурных режимах, чтобы они эластичность не потеряли);
      2) Металлические гофробаки (наподобие тех, что расеяне утратили технологию и не могут модуль «Наука» запустить; мне кажется там должна была быть формовка взрывом или нечто подобное);
      3) Безумный. 🙂 Бак один фиг же наддувается нейтральным газом. Поставить внутрь бака турбинки-мешалки — вращательное движение газа будет передаваться топливу, которое центробежной силой отбросит на стенки бака, а оттуда его и собрать можно.

  7. Здається тут якась плутанина. Друга ступінь вже використовує двигун, що оптимізований для роботи в вакуумі: https://en.wikipedia.org/wiki/Merlin_1D. Raptor — це новий тип двигуна, що працює на метані замість керосину. Головна мета для метанового двигуна — це політ на Марс, бо за планом Маска метан можна виробити з СО2 і води, що є на Марсі, за допомогою електроенергії, що буде вироблена сонячними батареями. Тому RaptorVacuum (вакуумна модифікація двигуна Raptor https://en.wikipedia.org/wiki/SpaceX_Raptor) потрібен більше для підготовки до політу на Марс, а не тому, що у SpaceX не існує двигуна для відкритого космосу.

  8. Из серии «не совсем в тему, но интересно».

    Northrop Grumman изготовил и запустил для Intelsat спутник-спасатель MEV1, продлевающий жизнь выработавшим топливо спутникам. MEV1 пристыковался к спутнику Intelsat 901, который уже почти выработал топливо и должен был быть вскоре выведен из эксплуатации, хотя был полностью функционален. MEV1 использовал для стыковки сопло главного двигателя спутника Intelsat. Он будет в течение следующих пяти лет своими двигателями корректировать орбиту Intelsat 901, после чего переведет его на орбиту для самоликвидации, потом пристыкуется к другому спутнику и будет его поддерживать еще пять лет.
    Intelsat 901 был запущен в июне 2001-го с назначенным сроком жизни 13 лет.

    https://spaceflightnow.com/2020/04/21/aging-intelsat-satellite-resumes-operations-after-docking-of-robotic-servicer/

  9. «После того, как SpaceX и двое конкурентов получили почти по миллиарду долларов» — это не совсем так, всего около миллиарда. 579 миллионов долларов США для National Team, возглавляемой Blue Origin, 253 миллиона долларов команде под руководством Dynetics, 135 миллионов долларов для SpaceX. https://arstechnica.com/science/2020/04/nasa-awards-lunar-lander-contracts-to-blue-origin-dynetics-and-starship/

Leave a comment

Your email address will not be published.


*