Сверхтяжелая ракета BFR получит активную систему охлаждения жидким топливом

Илон Маск продемонстрировал первый прототип второй ступени сверхтяжелой ракеты BFR, который будет использоваться в следующем году для летных испытаний. Кроме того, он рассказал об изменениях в проекте ракеты, в том числе отказе от углеволоконного корпуса и пассивной теплозащиты, сообщает SpaceNews.

BFR — это двухступенчатая сверхтяжелая ракета-носитель, разрабатываемая SpaceX в качестве замены ракет Falcon 9 и Falcon Heavy. Обе ступени BFR разрабатываются как полностью многоразовые, причем вторая ступень одновременно выступает в качестве грузового отсека для полезной нагрузки или пилотируемого космического корабля для экипажа, в зависимости от версии. В первой ступени BFR будет использоваться 31 двигатель Raptor, работающий на смеси метана и кислорода, а во второй ступени будет установлено 7 таких двигателей, адаптированных для работы в вакууме.

Изначально проект BFR был представлен в 2017 году, и с тех пор претерпел множество изменений. Основное из них — это уменьшение массы выводимой полезной нагрузки при возвращении обоих ступеней со 150 до 100 тонн. Кроме того, согласно новой версии проекта, представленной в сентябре 2018 года, вторая ступень будет оснащена тремя посадочными опорами, две из которых также будут выступать в качестве управляемого хвостового оперения, а также двумя аэродинамическими рулями, расположенными в носовой части. Также, в декабре Илон Маск рассказал, что конструкторы решили изменить материал корпуса ракеты с углеволокна на металл.

В конце декабря Маск рассказал новые подробности о самом проекте BFR, а также о тестовом прототипе, который весной 2019 года начнет совершать короткие полеты с взлетом и последующей посадкой. Аналогичным образом инженеры SpaceX использовали прототип под названием Grasshopper, наработки с которого они затем воплотили в системе посадки первой ступени Falcon 9. Прототип второй ступени BFR (также известной как Starship) будет иметь такой же диаметр, как итоговая версия ракеты (9 метров), но будет иметь меньшую высоту. Кроме того, в нем будет установлено не семь, а три двигателя Raptor, поскольку в задачи прототипа не входит выход на орбиту. Маск опубликовал в своем твиттере фотографию двух сегментов прототипа:

Маск рассказал, что сотрудники SpaceX разработали новый сплав типа инконель, который будет применяться в двигателе Raptor. Инконели - это аустенитные никель-хромовые сплавы, отличающиеся высокой жаропрочностью, благодаря чему их нередко применяют в жестких условиях, в том числе в ракетных двигателях. Новый сплав SX500 способен выдерживать давление свыше 800 атмосфер, при этом подвергаясь воздействию насыщенной кислородом смеси газов. Маск также рассказал, что сталь, из которой будет выполнен корпус ракеты, уступает углеволокну по удельной прочности (с учетом массы) лишь при комнатной температуре, а при высоких и низких температурах выбор стали более оптимален.

Кроме того, выбор стали в качестве основного материала ракеты заставил инженеров поменять способ защиты ракеты от разогревания при входе в атмосферу. Инженеры SpaceX разработают систему жидкостного охлаждения корпуса с помощью метана из топливного бака. Корпус не будет покрыт ни краской, ни теплозащитным покрытием. Вместо этого сталь будет отполирована для получения максимальной отражательной способности. Также Илон Маск подтвердил, что новый вариант второй ступени BFR будет способен самостоятельно выходить на орбиту, не используя первую ступень. При этом она не сможет выводить дополнительный груз на орбиту, поэтому компания не будет применять ее таким образом. Тем не менее, если компании удастся реализовать это, BFR станет первой одноступенчатой космической системой, реализованной на практике.

Над созданием полностью или частично многоразовых ракет-носителей работают и другие компании. К примеру, Blue Origin намерена запустить в 2020 году ракету тяжелого класса New Glenn. Она так же имеет двухступенчатую конструкцию и будет оснащена метановыми двигателями, но возвращаться на морскую платформу или космодром после старта будет только первая ступень. В 2017 году компания впервые испытала двигатель BE-4 для этой ракеты. Кроме New Glenn, BE-4 также будет применяться в перспективной ракете Vulcan альянса ULA. Она также будет частично многоразовой, но возвращаться будет не вся первая ступень, а лишь блок двигателей — самый дорогой компонент ракеты.

Григорий Копиев