Надважка ракета BFR отримає активну систему охолодження рідким паливом

Ілон Маск продемонстрував перший прототип другого ступеня надважкої ракети BFR, який буде використовуватися в наступному році для льотних випробувань. Крім того, він розповів про зміни в проекті ракети, в тому числі відмову від вуглеволоконного корпусу і пасивного теплозахисту, повідомляє SpaceNews.

BFR - це двоступенева надважка ракета-носій, що розробляється SpaceX як заміна ракет Falcon 9 і Falcon Heavy. Обидва ступені BFR розробляються як повністю багаторазові, причому другий ступінь одночасно виступає в якості вантажного відсіку для корисного навантаження або пілотованого космічного корабля для екіпажу, залежно від версії. У першому ступені BFR буде використовуватися 31 двигун Raptor, що працює на суміші метану і кисню, а в другому ступені буде встановлено 7 таких двигунів, адаптованих для роботи у вакуумі.

Спочатку проект BFR був представлений в 2017 році, і з тих пір зазнав безліч змін. Основне з них - це зменшення маси виведеного корисного навантаження при поверненні обох сходинок зі 150 до 100 тонн. Крім того, згідно з новою версією проекту, представленою у вересні 2018 року, другий ступінь буде оснащений трьома посадковими опорами, дві з яких також виступатимуть як кероване хвостове оперення, а також двома аеродинамічними рулями, розташованими в носовій частині. Також, у грудні Ілон Маск розповів, що конструктори вирішили змінити матеріал корпусу ракети з вуглеволокна на метал.

Наприкінці грудня Маск розповів нові подробиці про сам проект BFR, а також про тестовий прототип, який навесні 2019 року почне здійснювати короткі польоти зі зльотом і подальшою посадкою. Аналогічним чином інженери SpaceX використовували прототип під назвою Grasshopper, напрацювання з якого вони потім втілили в системі посадки першого ступеня Falcon 9. Прототип другого ступеня BFR (також відомого як Starship) матиме такий самий діаметр, як підсумкова версія ракети (9 метрів), але матиме меншу висоту. Крім того, в ньому буде встановлено не сім, а три двигуни Raptor, оскільки в завдання прототипу не входить вихід на орбіту. Маск опублікував у своєму твіттері фотографію двох сегментів прототипу:

Маск розповів, що співробітники SpaceX розробили новий сплав типу інконель, який буде застосовуватися в двигуні Raptor. Інконелі - це аустенітні нікель-хромові сплави, що відрізняються високою жаропрочністю, завдяки чому їх нерідко застосовують в жорстких умовах, у тому числі в ракетних двигунах. Новий сплав SX500 здатний витримувати тиск понад 800 атмосфер, при цьому піддаючись впливу насиченої киснем суміші газів. Маск також розповів, що сталь, з якої буде виконаний корпус ракети, поступається вуглеволокну за питомою міцністю (з урахуванням маси) лише при кімнатній температурі, а при високих і низьких температурах вибір стали більш оптимальний.

Крім того, вибір стали в якості основного матеріалу ракети змусив інженерів змінити спосіб захисту ракети від розігрівання при вході в атмосферу. Інженери SpaceX розроблять систему рідинного охолодження корпусу за допомогою метану з паливного бака. Корпус не буде покритий ні фарбою, ні теплозахисним покриттям. Замість цього сталь буде відполірована для отримання максимальної відбивної здатності. Також Ілон Маск підтвердив, що новий варіант другого ступеня BFR буде здатний самостійно виходити на орбіту, не використовуючи перший щабель. При цьому вона не зможе виводити додатковий вантаж на орбіту, тому компанія не буде застосовувати її таким чином. Тим не менш, якщо компанії вдасться реалізувати це, BFR стане першою одноступеневою космічною системою, реалізованою на практиці.

Над створенням повністю або частково багаторазових ракет-носіїв працюють і інші компанії. Наприклад, Blue Origin має намір запустити в 2020 році ракету важкого класу New Glenn. Вона так само має двоступеневу конструкцію і буде оснащена метановими двигунами, але повертатися на морську платформу або космодром після старту буде тільки перший ступінь. У 2017 році компанія вперше випробувала двигун BE-4 для цієї ракети. Крім New Glenn, BE-4 також буде застосовуватися в перспективній ракеті Vulcan альянсу ULA. Вона також буде частково багаторазовою, але повертатися буде не весь перший ступінь, а лише блок двигунів - найдорожчий компонент ракети.