НАСА объявило о 19 технологических партнерствах между многими центрами космических полетов агентства и 13 компаниями, включая SpaceX, Blue Origin и многие другие. Этот раунд Соглашений о космическом действии (SAA) показывает, что основное внимание уделяется технологиям и концепциям, которые могут принести пользу исследованию Луны и дальнего космоса в более общем плане, включая лунные корабли, производство продуктов питания, ракеты многоразового использования и многое другое.
Проще говоря, все 19 наград велики и, как мы надеемся, приведут к ощутимым продуктам и преимуществам, но у SpaceX есть достижения на переднем крае авиакосмической промышленности, которые просто не были затронуты за последнее десятилетие. Таким образом, два SAA компании являются одними из самых интересных и показательных, и в конечном итоге они сфокусированы на том, чтобы запускать и приземляться космический корабль на Луну и на любое количество других направлений в Солнечной системе. Возможно, самое главное, это сигнализирует о небольшой, но растущей секте в НАСА, которая хочет и хочет признать существование Starship и активно работать с SpaceX, чтобы как воплотить его в жизнь, так и дальнейшую космическую технологию в целом.
НАСА объявляет о новых партнерствах в области космических технологий. Поклонникам SpaceX понравится:
«SpaceX будет работать с Гленном и Маршаллом над развитием технологий, необходимых для передачи топлива на орбиту, что является важным шагом в разработке космического корабля Starship компании».
- Эрик Бергер (@SciGuySpace) 30 июля 2019 г.
Одно соглашение фокусируется конкретно на «вертикальной посадке [больших] ракет на Луну», в то время как другое в более общем плане направлено на «продвижение технологии, необходимой для переноса ракетного топлива на орбиту», - особенность, без которой полезность Звездного корабля будет ограничена. В этом конкретном раунде SAA они будут «невозмещаемыми» - бюрократическими - говорят о сотрудничестве, когда обе стороны платят по-своему, и деньги не обмениваются. Победы SpaceX в конечном итоге показывают, что, хотя собственно NASA и отказывается признавать Starship, многие внутренние центры, без которых она ничто, все больше и больше рады распространять оливковые ветви на компанию и ее амбициозную ракету следующего поколения.
«SpaceX из Хоторна, Калифорния, будет работать с космическим центром НАСА им. Кеннеди во Флориде, чтобы продвигать свои технологии для вертикальной посадки больших ракет на Луну. Это включает в себя усовершенствованные модели для оценки взаимодействия шлейфа двигателя с лунным реголитом ».
«SpaceX будет работать с Гленном и Маршаллом над развитием технологий, необходимых для передачи топлива на орбиту, что является важным шагом в разработке космического корабля Starship».
НАСА, 30 июля 2019 года
Гигантские ракеты на Луне
Первый SAA SpaceX сосредотачивается вокруг изучения задачи посадки Звездного корабля - «большой ракеты» - на Луну и попытки понять, как реагирует порошкообразный реголит Луны (то есть неорганический верхний слой почвы), когда подвергается воздействию потока двигателя Raptor. Проще говоря, задача посадки космического корабля, такого массивного, как звездный корабль, никогда не выполнялась на Луну, а сам процесс - независимо от каких-либо потенциальных сюрпризов от взаимодействия плюм-реголит - ставит некоторые очевидные проблемы.
В самом простом смысле, звездный корабль массивный. По данным автомобиля около. В 2018 году он будет простираться на 55 м (180 футов) от носа до хвоста, будет иметь диаметр 9 м (30 футов) и будет весить (в соответствии со спецификациями 2017 года) ~ 85 тонн (190 000 фунтов) в пустом состоянии и вверх ~ 1350 тонн (2, 95 млн фунтов)) полностью заправлен. Для справки, это почти на 80% больше высоты и более чем в 2, 5 раза тяжелее, чем у всей ракеты Falcon 9. В истории исследования Луны Лунный модуль Аполлона (LM) - включая этапы посадки и подъема - является самым тяжелым транспортным средством, которое когда-либо приземлялось на Луне, и весит при посадке максимум 5500 кг (12 100 фунтов) (Аполлон 17).
Таким образом, расходуемый Звездный корабль, приземляющийся на Луну с нулевым топливом для возможного возвращения на Землю, легко побьет рекорд по приземленной массе в 10-20 раз, в то время как Звездный корабль приземлится с достаточным количеством дельта V, чтобы просто вернуться на лунную орбиту - не говоря уже о том, чтобы приземлиться обратно на Землю - может легко достичь этого в 30-50 раз.
Помимо массы звездолета, существует также вопрос о том, как аккуратно приземлить космический корабль. Лунная гравитация составляет примерно 1/6 земной силы, что означает, что, скажем, 200 тонн (т. Е. Тяга Раптора) будет эквивалентно более 1200 тоннам эффективной тяги на Луне, то есть отношение тяги к весу более 10: 1. Для справки: ступень спуска Лунного модуля Аполлона была приведена в действие двигателем с тягой ~ 10000 фунтов (4, 5 тонны), которая могла дросселировать до ~ 1000 фунтов (0, 45 тонн), что означает, что даже в условиях лунной гравитации ЛМ мог иметь отношение тяги к весу менее 1. Для безопасной посадки на Луну и обеспечения плавной посадки это крайне желательно.
Подобно тому, как на верхней ступени Falcon 9 установлены азотные двигатели с холодным газом для установки его топлива до воспламенения MVac, звездолёту, вероятно, понадобится подобная система, и вполне возможно, что эта система может быть использована для плавного приземления звёздного корабля и настройки его скорости на последних стадиях посадка на Луну. Это исследование, вероятно, будет частично использовано, чтобы выяснить, какой именно метод приземления звездолета является оптимальным.
Как заправить свой звездолет
Наконец, второй NASA SAA от SpaceX направлен на разработку незрелой технологии передачи топлива на орбите, что является абсолютной необходимостью для многоразового использования космического корабля одновременно и возможности посадки значительных полезных нагрузок на другие планеты (или спутники). С тех пор, как генеральный директор SpaceX Элон Маск впервые представил в 2016 году ракету-носитель компании, привязанную к Марсу, она включила дозаправку на орбите как основную функцию.