12-й полет Starship: Дебют новой модификации корабля SpaceX

Верхняя ступень Starship компании SpaceX претерпела значительную эволюцию со времен первых испытательных полетов SN8 и SN15. Корабль Ship 39, первый аппарат серии Block 3, является новейшей модификацией. Хотя это и не такой радикальный пересмотр конструкции, как переход от Block 1 к Block 2, новая версия объединяет многолетний опыт полетов и эксплуатационные данные, сохраняя сильные стороны Block 2 и внедряя множество долгожданных улучшений.

Подготовка Ship 39 к полету

Корабль Ship 39 сейчас находится на испытаниях зажигания в Massey's, что указывает на возможную замену двигателей после последнего статического огневого испытания с шестью двигателями. После этого корабль вернется в Mega Bay 2 для интеграции полезной нагрузки, а затем отправится на стартовую площадку.

Непосредственный запуск маловероятен, поскольку запланированы перекрытия дорог и пляжей на 17 мая (с 12:00 до 23:59 CDT) и 18 мая (с 6:00 до 22:00 CDT), что, вероятно, указывает на проведение еще одной генеральной репетиции с полным комплектом (Wet Dress Rehearsal). Точная причина этих дополнительных испытаний неясна, но предположительно они направлены на обеспечение оптимальной работы всех систем перед запуском.

Усовершенствования Starship Block 3

Носовой обтекатель и сосуды высокого давления (COPV)

Внешний вид носового обтекателя, включая передние закрылки, в основном соответствует Block 2. Несмотря на проблемы с более ранними кораблями (S33-S36), критически важные улучшения конструкции были внесены в Block 3. Примечательно, что Ship 39 имеет видимые линии выхода высокого давления на желобах, указывающие на наличие по меньшей мере 32 композитных сосудов высокого давления с обмоткой (COPV). Эти сосуды, как и на ускорителе, содержат газы для зажигания, раскрутки, продувки и пневматических клапанов. Это небольшое увеличение по сравнению с Block 1 и 2, что отражает стремление SpaceX обеспечить больше ресурсов для двигателей Raptor 3 для поддержки более длительных орбитальных операций.

Точки захвата/подъема и антенны Starlink

Носовой обтекатель также оснащен переработанными точками захвата/подъема, расположенными выше, чем на кораблях Block 2. Эти новые точки заменяют старые гнезда для штифтов (используемые с Ship 20 для подъема «палочками») и предназначены для будущей поимки корабля «палочками», возможно, начиная с Ship 41, если полеты 12 и 13 пройдут успешно.

Кроме того, тарелки Starlink были перемещены: две теперь находятся по бокам теплозащитного экрана, а две — на подветренной стороне, что обещает улучшенное покрытие и мощность сигнала на низкой околоземной орбите.

Отсек полезной нагрузки

Отсек полезной нагрузки претерпел несколько ключевых изменений. В Block 3 добавлены стыковочные порты; Ship 39 оснащен пассивным компонентом системы «зонд-конус», предназначенной для перекачки топлива в космосе. Активный механизм стыковки может быть испытан в полетах 13 или 14. Кроме того, добавлены новые вентиляционные отверстия для внутренней части отсека полезной нагрузки, которые будут постепенно сбрасывать давление в отсеке, чтобы уравнять его с вакуумом космоса перед открытием двери отсека.

Топливные баки

Топливные баки были переработаны: желоба теперь интегрируют заряды системы прекращения полета (FTS) как в переднем, так и в общем куполах, устраняя необходимость в отдельном желобе для FTS. Важно отметить, что баки теперь имеют увеличенный объем топлива без изменения высоты аппарата. Это было достигнуто за счет опускания как общего, так и кормового куполов примерно на 1,106 метра, что позволяет загружать больше жидкого метана (LCH4) и жидкого кислорода (LOX) и тем самым повышать общую производительность. Физическое удлинение топливных баков запланировано только для Block 4, что совпадет с вводом в эксплуатацию объекта Gigabay.

Кормовая часть

В кормовой части корабля произошли одни из самых значительных изменений. Добавлены оставшиеся два пассивных стыковочных порта, завершая набор из четырех. Между этими портами находится переработанная быстроразъемная пластина корабля, которая, несмотря на то что является единой наземной пластиной, разделяет системы метана и кислорода. Это нововведение имеет решающее значение для облегчения дозаправки в космосе, возможность которой появится у Starship благодаря Block 3.

По обе стороны от быстроразъемной пластины и под желобами расположены новые, более прочные вентиляционные отверстия для уменьшенной зоны чердака в отсеке двигателей. Эта компактная зона чердака, предназначенная для верхних частей вакуумных двигателей Raptor 3 (теперь слегка утопленных в бак LOX корабля), закрыта металлической крышей, возможно, изолированной, для защиты сплющенной опорной плиты двигателей и кормовой части корабля.

Системы управления реакцией (RCS)

Системы управления реакцией (RCS) были полностью переработаны. Размещение двигателей оптимизировано для лучшего управления, а также добавлены дополнительные двигатели для поддержки стыковки и маневров в космосе. Новые рулевые двигатели теперь расположены в секции отсека полезной нагрузки, а также еще один набор — примерно посередине корабля. Двигатели в отсеке полезной нагрузки расположены в двух парах, направленных в противоположные стороны, для лучшего управления. Кроме того, новый набор двигателей получает газы из труб, встроенных в петли кормовых закрылков, которые направляют их через новую пластину для точного векторирования.

Авионика и срок службы батарей

Block 3 также оснащен улучшенной авионикой и увеличенным сроком службы батарей, что позволяет кораблю оставаться на орбите до 48 часов. Этого времени достаточно для запуска, сближения, стыковки с топливным хранилищем или другим Starship, перекачки топлива и безопасного возвращения на Землю.

Теплозащитный экран

Теплозащитный экран претерпел значительные изменения. SpaceX внедрила новую, более простую конструкцию штифтов для плиток по всему аппарату, вероятно, на основе модификаций плиток или полученных уроков. Горизонтальный шов на носовом обтекателе был удален для улучшения герметичности при входе в атмосферу, решая проблему покрытия конусообразной поверхности гексагональными плитками.

Кормовая часть корабля теперь использует стандартные плитки того же размера, что и остальная часть основного корпуса, что снижает потребность в специальных плитках. Однако дополнительные, специально вырезанные переходные плитки используются на швах переднего и кормового куполов для лучшей интеграции и минимизации зазоров. Хотя кормовые закрылки сохранили свой размер, их расположение плиток было полностью переработано, чтобы минимизировать использование клееных плиток в пользу крепления штифтами, где это возможно. SpaceX также тестирует новый фиолетовый клей, с тестовыми участками, видимыми на подветренной стороне Ship 39 и Ship 40; его более широкое применение зависит от успешных испытаний.

В итоге, Block 3 включает в себя множество мелких изменений и доработок, которые имеют решающее значение для прогресса SpaceX в разработке других вариантов Starship, включая танкер, хранилище, грузовой корабль, посадочный модуль для человека (HLS), пилотируемый корабль и оптимизированные корабли для развертывания Starlink.