SLS летит к Луне!

[fonzeppelin]

Признаться, я уже и не особо верил, но... она-таки взлетела)

С громовым рокотом двух твердотопливных ускорителей и четырех кислород-водородных маршевых двигателей, громадный дредноут из стали и алюминия тяжеловесно приподнялся над стартовой площадкой — и неожиданно легко и стремительно воспарил в ночное небо над Канавералом. Сорок миллионов ньютонов суммарной тяги вытолкнули массивное тело ракеты (2608 тонн полностью заправленной) за пределы земной атмосферы, где вторая ступень, отстыковавшись, направила свою полезную нагрузку к Луне. Сверхтяжелая ракета-носитель SLS (Space Launch System) все-таки стартовала.

Программа SLS была инициирована президентом Обамой как «бюджетная» замена чрезмерно амбициозной программе «Созвездие» предыдущей администрации. Основная идея, осталась, впрочем, той же: быстро и дешево скомпоновать новый сверхтяжелый носитель из компонентов (топливного бака, твердотопливных ускорителей, и модифицированных кислород-водородных двигателей) программы «Space Shuttle». Так как эти компоненты были уже давно отлажены и хорошо освоены индустрией, предполагалось, что создание с их помощью сверхтяжелой ракеты не займет много времени. Также, неофициальной целью программы было поддержать государственными финансами те штаты, в которых находились ключевые производства программы «Space Shuttle»...

И вот через тернии многократных задержек (первый полет изначально планировался еще в 2016 году), бюджетных скандалов (стоимость запуска в итоге выскочила за миллиард долларов) и непрерывно усиливающейся критики, ракета SLS достигла-таки звезд. Сделала это она, надо признать, не без труда. Планируемый первый тестовый полет к Луне, с беспилотным прототипом корабля «Орион», переносили общим счетом 26 раз. Из них за 2022 год — тринадцать. За этот год уже полностью собранная ракета измучила всех постоянными переносами пуска — то из-за неполадок, то из-за погодных условий, то из-за проблем на заправке — вызывая сильные подозрения, что проект все еще очень «сырой», и к запуску стремятся исключительно чтобы его вообще не отменили.

Попытка 16 ноября 2022 года была моментом истины. Откладывать запуск дальше было уже невозможно: заканчивался гарантированный срок «годности» твердотопливных ускорителей (штатно 1 год). Если ракету не успевали бы запустить до критической даты, ускорители пришлось бы сертифицировать заново — а за это время могли исчерпаться сроки «годности» других систем. Поэтому даже ураган, пронесшийся над Канавералом и слегка потрепавший стоявшую на площадке ракету, не привел к отмене пуска. SLS должна была победить... или умереть.

И ракета победила. Запуск прошел успешно, и в настоящий момент, ее полезная нагрузка — беспилотный прототип космического корабля «Orion» — направляется к Луне в компании небольшой флотилии из десятка CubeSat'ов. В рамках тестовой миссии «Артемида-I», корабль выйдет на орбиту Луны, продержится на ней около двух недель, затем вернется к Земле и осуществит приводнение в Тихом Океане. Общая продолжительность «Артемида-I» составит порядка 25 дней.

По конструкции, SLS на данный момент представляет собой довольно своеобразную химеру из деталей «Шаттла» и тяжелой ракеты-носителя «Дельта». Первая ее ступень скомпонована из модифицированного кислород-водородного внешнего бака «Шаттла», под которым установлены четыре маршевых двигателя RS-25 (модифицированные маршевые двигатели орбитера «Шаттла» SSME — Space Shuttle Main Engine). Полученный результат основательно смахивает на советскую сверхтяжелую ракету «Энергия» (которая, по иронии, была разработана под впечатлением от «Шаттлов»... так что круг в определенном смысле замкнулся).

При запуске первой ступени помогают два массивных пятисегментных твердотопливных ускорителя — также представляющих собой модифицированную (удлиненную на один сегмент) версию ускорителей, использовавшихся в программе «Шаттл». Ускорители SLS, впрочем, одноразовые, и не имеют парашютов для приводнения. Интересно отметить, что ускорители SLS являются уже «летавшими» — они построены из компонентов многоразовых ускорителей, использовавшихся в полетах «Шаттлов»)

Вторая ступень ракеты, Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS) однако, заимствована от другой программы. Она представляет собой удлиненную и оптимизированную (сертифицированную для пилотируемых пусков) вторую ступень тяжелой ракеты-носителя «Delta-IV», известную как «Delta Cryogenic Second Stage» (DCSS). Эта ступень запускается за пределами атмосферы и выполняет вывод полезной нагрузки на нужную траекторию. 

На данный момент SLS может вывести 95 тонн на низкую околоземную орбиту, и 27 тонн на траекторию полета к Луне. Это делает ее самой мощной из существующих ракет-носителей (Falcon Heavy с ее 68 тоннами на НОО и 16 тоннами к Луне оттеснена на второе место) и третьей по мощности летавшей ракетой-носителем в истории — после американской «Сатурн-V» и советской «Энергии».

В перспективе, SLS должна быть доработана. В ближайшей перспективе, «промежуточную» ступень ICPS предполагается заменить специально разработанной ступенью Exploration Upper Stage (EUS), начиная с 4-ой изготовленной ракеты. Эта конфигурация получит название SLS Block IB, и будет способна выводить 105 тонн на НОО и около 42 тонн к Луне. Поскольку запас твердотопливных ускорителей от программы «Шаттл» ограничен, начиная с 9-ой ракеты их планируют заменить новыми моделями. Конфигурация с EUS и новыми ускорителями будет называться Block II и будет способна вывести до 130 тонн на НОО и до 46 тонн к Луне.

Неизвестно, однако, сколько именно ракет SLS будет построено. Вся программа по-прежнему остается под огнем критики — в первую очередь, из-за низкой эффективности в сравнении с имеющимися и проектируемыми коммерческими ракетами-носителями. На «горизонте планирования» SLS нависает новое творение Илона Маска, полностью многоразовая сверхтяжелая ракета Starship. 

Злые языки намекают, что одной из основных причин почти годовых задержек и проволочек с тестовым орбитальным полетом «Старшип» было неофициальное желание НАСА запустить SLS первой. В противном случае — если бы первым полетел «Старшип» — программа SLS оказалась бы под вполне реальной угрозой закрытия до испытаний. Так ли это — будущее покажет...

P.S. Основная нагрузка миссии «Артемида-I»:

* Космический корабль «Орион» с тремя манекенами астронавтов (оснащенными набором датчиков для изучения эффективности радиационной защиты корабля), и плюшевыми фигурками песика Снупи и барашка Шона (от NASA и ESA соответственно)

Вспомогательная нагрузка (в формате CubeSat):

* ArgoMoon (Италия) — предназначен для тестирования в космических условиях новых технических решений, основанных на нанотехнологии. 

* BioSentinel (НАСА) — несет на борту колонии дрожжей для изучения действия радиации за пределами магнитных поясов Земли.

* CubeSat for Solar Particles (институт Саутвест, Техас) — выйдет на гелиоцентрическую орбиту, и будет изучать частицы солнечного ветра.

* EQUULEUS (EQUilibriUm Lunar-Earth point 6U Spacecraft) (JAXA) — аппарат для изучения плазмосферы Земли и ее взаимодействия с Луной.

* Lunar IceCube (НАСА) — предназначен для поиска и изучения залежей лунного льда.

* Lunar Polar Hydrogen Mapper (государственный университет Аризоны) — предназначен для поиска и картирования месторождений лунного льда в полярных регионах Луны.

* Near-Earth Asteroid Scout (лаборатория реактивного движения НАСА) — аппарат с солнечным парусом, предназначенный для изучения околоземных астероидов.

* OMOTENASHI (Outstanding MOon exploration TEchnologies demonstrated by NAno Semi-Hard Impactor) (JAXA) — японский аппарат, который попытается совершить посадку на Луну с помощью твердотопливного тормозного двигателя и надувного амортизатора.

* LunIR (Lockheed Martin) — предназначен для детального картографирования и спектрального изучения поверхности Луны, а также испытания новой электродвигательной установки.

* Team Miles (Miles Space) — частный аппарат разработанный некоммерческой группой инженеров, и предназначенный для испытаний оригинальной конструкции ионного двигателя.

Еще три аппарата не были готовы вовремя и не успели к запуску:

* Cislunar Explorers (университет Корнвелл) — пара аппаратов, которые должны были протестировать работу в микрогравитации электролизных установок (для потенциального использования лунного льда в качестве кислород-водородной топливной пары)

* Lunar Flashlight (НАСА) — оснащенный солнечным отражателем аппарат, который должен был направлять солнечный «зайчик» на поверхность Луны, тестируя новые методы поиска водяного льда (по разнице в альбедо поверхности).

* Earth Escape Explorer (Университет Боулдер, Колорадо) — аппарат для испытания новых типов антенн и методик дальней связи.

Comments

[vakhnenko.livejournal.com]

> Каждое третье спасение экономило несколько млн

Вы не дадите ссылку на расчеты, с помощью которым была получена эта цифра?

[jr0.livejournal.com]

Я, конечно, еще раз поищу отчет NASA, теперь для вас. Но меня изумляет легкость, с которой многие поддерживают любую сплетню или теорию заговора. А вы откуда знаете про "бочки"? Что заставляет вас нести эту весть далее, большему числу наивных? Меня не раз уже банили ровно в этот момент, когда я сообщал, что есть источники, что очередной сплетник не искал. Притом последний раз это был научный журналист, человек, который осведомляет сограждан.

Не стыдно? Или и вам кажется этот вопрос неуместным?

Отмечу лишь, пока по памяти, что отчет сравнивал экономику SRB с гипотетическим проектом ускорителя, который разработан как одноразовый. И после Challenger.

[vakhnenko.livejournal.com]

> вы откуда знаете про "бочки"?

Неоднократные упоминания, что игра не стоила свеч. Логичные рассуждения, из который вытекает то же. И, по идее, это подтверждено тем, что спасать "бочки" не будут.

> еще раз поищу отчет NASA, теперь для вас

Спасибо!

[jr0.livejournal.com]

1. Неоднократность — свойство любой сплетни. Нельзя поверить теории заговора потому только, что кто-то неизвестный или непричастный сообщает. Любая теория заговора — ложь, если точно не показано обратное. Притом приходится верить на слово, скажем, популяризаторам на лекции или вузовскому преподу (тоже самое ведь). Но, став любителем, вопрос "откуда я знаю?" становится опорой. Все анонимные сведения сомнительны, ОБЯЗАТЛЬНО должны быть помечены как таковые.

Еще есть авторитетные мнения, но наверняка знаете, что мнения двух авторитетных профессионалов могут разойтись. Это слишком часто происходит, чтоб не замечать.

2. Читал в сети, в pdf, отчет из NASA после Challenger. Но откуда ссылка: сайт NASA, wiki-статья (которая? язык?), NSF, форум НК? Поиск google попадает на теории заговора. Как и сведения об Apollo трудно так выделить среди креатива нелетальщиков.

Найду, вставлю в wiki. Пока придерживайтесь презумпции, пожалуйста, в прямых утверждениях о заговоре в NASA.

[jr0.livejournal.com]

Зная, что молчание — плохо, напишу что-нибудь.

Поиск источника растягивается. Всяких pdf NASA об SRB сотни. Из ценного, что попалось, но не совсем о сути, вот:

https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19850008637/downloads/19850008637.pdf

В конце, на предпоследней странице, уже какая-то статистика восстановлений. Есть общие соображения о ценности спасаемых агрегатов. Там, где я читал, статистики больше и были экономические оценки.

Ну или google запрос:

site:www.nasa.gov pdf SPACE SHUTTLE Solid Rocket Boosters reuse cost -ares -sls

Может на ваш ум придут способы искать точнее. Мне, конечно, тоже хочется именно тот отчет.