Космонавтика Илона Маска

Источник изображения: warspot.ru

2 марта 2019 года на орбиту впервые отправился новейший космический корабль «Дрэгон 2», который сконструировали и построили инженеры частной компании SpaceX, принадлежащей мультимиллиардеру Илону Маску. Его инициативы и проекты давно привлекают внимание мировой общественности, причём публика разделилась на два непримиримых лагеря: активных «болельщиков» и агрессивных «скептиков». Успешный полёт нового корабля показал и тем, и другим, что Маск всерьёз собирается реализовать свои фантастические планы.

Любитель фантастики

В декабре 1984 года южноафриканский журнал «Персональный компьютер и офисные технологии» (PC and Office Technology) опубликовал исходный код игровой программы «Бластар» (Blastar), написанный 12-летним Илоном Ривом Маском. Она состояла из 167 строк, в аннотации автор сообщал:

«В этой игре вы должны уничтожить инопланетный космический истребитель с водородными бомбами и боевыми лучевыми аппаратами на борту.

В игре широко используются спрайтовая графика и анимация, поэтому вам стоит ознакомиться с текстом программы».

За публикацию паренёк получил 500 долларов, а, главное, увидел, что его увлечения востребованы и даже способны приносить деньги. Маск был ярым любителем фантастики, его библией стал роман Дугласа Адамса «Путеводитель по галактике для путешествующих автостопом» (The Hitchhiker's Guide to the Galaxy, 1979), но в отличие от многих других «фэнов», он, по собственному признанию, почти не разделял вымысел и реальность.

Футурологические картинки из комиксов и журналов завораживали юношу: новые виды транспорта, альтернативная энергетика, межпланетные корабли — всё это стало частью его внутренней картины мира, которая настойчиво требовала воплощения. Маск и сам пытался писать художественную прозу, но без особого успеха. Будущий мультимиллиардер решил реализовывать футурологию в чертежах, фактически став пионером «гик-культуры» — субкультурного направления, объединяющего людей, которые с помощью современных технологий пытаются воплотить в жизнь образы грядущего, порождённые «золотым веком» научной фантастики.

Илон Маск и Наваид Фарук — студенты Королевского университета в городе Кингстон (провинция Онтарио, Канада). Фото из книги Эшли Вэнса «Илон Маск: Tesla, SpaceX и дорога в будущее» (2015)

Источник изображения: warspot.ru

Скриншот компьютерной игры «Blastar» Илона Маска; в неё можно поиграть по ссылке blastar-1984.appspot.com

Источник изображения: warspot.ru

Исходный код компьютерной игры «Blastar» — первая публикация Илона Маска. Фото из книги Эшли Вэнса «Илон Маск: Tesla, SpaceX и дорога в будущее» (2015)

Источник изображения:

В возрасте семнадцати лет Маск перебрался в Канаду. Злые языки говорят, что он сбежал от призыва в армию, но молодой человек мог и без побега претендовать на отсрочку прохождения службы. Выбор будущего места жительства был обусловлен стремлением Маска тем или иным способом попасть в США, где бурно развивались информационные технологии. Обосновавшись у канадского родственника, он брался за любую «чёрную» работу, а затем поступил в Королевский университет в Кингстоне. Как свидетельствую очевидцы, в то время он много размышлял об электромобилях и занялся изучением бизнес-стратегий для продвижения своих инициатив.

В 1992 году, после двух лет обучения, Маск получил стипендию от Пенсильванского университета и переехал в Филадельфию; там он специализировался на экономике и физике. В 1995 году Маск собрался поступать в Стэндфордский университет, чтобы получить учёную степень в области технических наук, но к тому времени у него ещё не было подтверждённого диплома бакалавра, поэтому ему отказали. В итоге Илон предпочёл запустить собственный стартап в Кремниевой долине. Вместе со старшим братом Кимбалом он начал реализовывать проект Global Link Information Network, который в итоге был переименован в Zip2. Идея была простой: малые предприятия в то время не очень хорошо представляли, зачем им интернет, для чего иметь собственный сайт или хотя бы запись в онлайновом реестре, поэтому возникла идея создать электронный каталог, привязанный к географической карте, чтобы облегчить потенциальным клиентам поиск товаров и услуг. Вскоре проектом удалось заинтересовать инвесторов из Mohr Davidow Ventures, которые в свою очередь привлекли к участию новостные издания, живущие с публикаций рекламы. В крупной компании Илон очень быстро оказался на вторых ролях, что было для него неприемлемо и спровоцировало череду конфликтов. В феврале 1999 года компания Compaq, производившая персональные компьютеры, купила Zip2, а братья Маск получили 37 млн долларов.

Свою часть денег Илон вложил в очередной стартап — онлайн-банк под названием X.com, который начал работу в конце того же года и быстро набрал клиентуру. В дальнейшем его новая компания объединилась с конкурентами, создавшими систему электронных платежей PayPal, но решение об укрупнении опять обернулось против Маска: в сентябре 2000 года правление отстранило его от руководства, переведя на должность советника. Изменение статуса заметно повлияло на приоритеты Илона, и, когда в июле 2002 года интернет-корпорация eBay Inc. предложила за PayPal 1,5 млрд долларов, он без сожаления согласился на сделку. Маск получил от продажи 180 млн (после вычета налогов) и смог наконец-то заняться осуществлением смелых визионерских фантазий.

Питер Тиль и Илон Маск — создатели онлайн-банков объединились; 2000 год. Фото Paul Sakuma, Associated Press

Источник изображения: warspot.ru

Первый «Сокол»

Космическую деятельность Илон Маск начал в середине 2001 года, присоединившись к некоммерческому Марсианскому обществу (Mars Society), которое возглавляет Роберт Зубрин. Они быстро нашли общий язык, и Маск пожертвовал 100 000 долларов на строительство исследовательской станции Mars Desert Research Station (MDRS) в штате Юта. В то время, помимо станции, общество занималось проектом биоспутника Mars Gravity Biosatellite, в котором предполагали оправить на орбиту мышей и создать искусственную силу тяжести, равную марсианской. Зубрин вспоминал:

«Он [Маск] проявлял гораздо больше энтузиазма, чем другие миллионеры. Мало что зная о космосе, Маск мыслил как учёный. Он хотел знать, что конкретно планировалось сделать в отношении Марса, и какое значение это будет иметь».

Исследовательская станция Mars Desert Research Station в штате Юта (США), 2017 год

Источник изображения: mdrs.marssociety.org

Получив информацию из первых рук, Маск осознал, что в действительности для организации скорейшей экспедиции на соседнюю планету ничего серьёзного не делается. Чтобы как-то повлиять на процесс, он основал собственный фонд «Жизнь — на Марс» (Life to Mars Foundation), главной задачей которого был сбор средств на реализацию проекта «Марсианский оазис» (Mars Oasis), предусматривавшего отправку в космос роботизированной исследовательской платформы, которая могла бы определить возможность выращивания растений на марсианском грунте, а также испытать систему производства компонентов ракетного топлива из марсианской атмосферы. Примечательно, что в мероприятиях фонда участвовал Майкл Гриффин — будущий глава Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (National Aeronautics and Space Administration, NASA).

Проблемой стало отсутствие свободных средств: Маск был готов вложить в проект 20-30 млн при минимальных предполагаемых затратах в 200 млн. Решить её предполагалось с привлечением российских специалистов: в конце октября 2001 года Илон Маск и инженер-механик Джим Кэнтрелл, ранее участвовавший в проекте «Марс-96», прилетели в Москву и провели ряд переговоров с представителями НПО имени С.А. Лавочкина и компании «Космотрас» о приобретении ракет-носителей «Днепр». Позднее к ним подключился Гриффин.

К сожалению, достичь согласия не удалось, а идеи эксцентричного миллионера не восприняли всерьёз. В феврале 2002 года план войти в кооперацию с российскими фирмами окончательно провалился. Кэнтрелл рассказывал:

«Мы ехали долго. Молча сидели и смотрели, как русские идут за покупками по снегу. <…> Когда шасси отрывается от взлётной полосы в Москве, это всегда особенно приятно. Ты думаешь: “Боже мой, я это пережил”. И вот мы с Гриффином взяли себе выпить и чокнулись. Маск сидел в ряду перед нами и что-то набирал на компьютере. Мы думали: “Чёртов ботаник. Чем он там занимается?“ И тут Маск развернулся и показал таблицу, которую составил. “Знаете что, — сказал он, — похоже, мы можем построить ракету сами”».

Разумеется, в то время речь шла только о небольших ракетах и миниатюрных спутниках. Стратегией Маска стало удешевление стоимости запуска на орбиту и создание рынка ракетно-космических услуг, которым могли бы пользоваться небольшие фирмы и научные группы.

В мае 2002 года для реализации своей новой инициативы миллионер основал частную компанию Space Exploration Technologies Corp., сегодня более известную как SpaceX. Первым её серьёзным проектом стала ракета-носитель «Фэлкон-1» (Falcon 1), названная так в честь «Тысячелетнего Сокола» (Millennium Falcon) — космического корабля контрабандиста Хана Соло из культовой фантастической киносаги «Звёздные войны». На тот момент отправка килограмма полезного груза на орбиту для американского заказчика в некоторых случаях доходила до 100 000-120 000 долларов; Маск обещал, что использование «Фэлкона» снизит максимальную цену на порядок — до 10 000-11 000 долларов за килограмм.

Сборка ракеты-носителя Falcon 1 в монтажном корпусе в Эль-Сегундо, пригороде Лос-Анджелеса. SpaceX

Источник изображения: warspot.ru

Поначалу сообщество космических специалистов восприняло планы SpaceX скептически. Роберт Зубрин вспоминал:

«Целая когорта невероятно богатых людей уже купилась на байки инженеров. Возьмите мои мозги и ваши деньги, и мы построим космический корабль, получим прибыль и преодолеем космические рубежи. Технари обычно пару лет тратили деньги миллионера, а потом ему становилось скучно, и он сворачивал это дело. Узнав о планах Илона, все вздохнули и сказали: “Ну вот. Он мог потратить десять миллионов, чтобы послать в космос мышей, а теперь потратит сотни и, скорее всего, потерпит крах, как и все его предшественники”».

Маск понимал, на какие риски идёт, создавая частную космическую компанию, однако рассчитывал, что сумеет найти энтузиастов-ракетчиков, которые захотят сотрудничать с ним. Миллионер познакомился с двигателистом Томасом Мюллером, имевшим опыт работы в таких компаниях как Hughes Aircraft и TRW Space & Electronics. Тот, вдохновившись идеей, помог набросать более или менее подробную программу захвата «нижнего» сегмента рынка пусковых услуг.

Верный своей натуре, Маск установил для проекта предельно амбициозные сроки. В одной из самых ранних презентаций SpaceX утверждалось, что первый двигатель будет построен в мае 2003 года, второй — в июне, корпус ракеты — в июле, а сборку произведут в августе. Стартовую площадку, соответственно, планировалось подготовить к сентябрю, а первый запуск выполнить в ноябре 2003 года, то есть примерно через пятнадцать месяцев с начала деятельности компании. При таком графике отправка межпланетного аппарата к Марсу должна была состояться в конце десятилетия.

Маск собрал выдающихся специалистов, которые по разным причинам не хотели работать на крупные корпорации. Томас Мюллер сразу приступил к проектированию двигателей «Дербник» (Merlin) и «Пустельга» (Kestrel), названных в честь птиц из семейства соколиных. Из компании Boeing пришли Крис Томпсон, который ранее руководил производством ракет «Титан» (Titan), и Тим Базза, получивший репутацию одного из лучших испытателей ракет в США. Стив Джонсон с опытом работы в Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory, JPL) и двух коммерческих компаниях был назначен старшим инженером-механиком. Ганса Кёнигсманна пригласили заняться бортовой электроникой, системами управления и контроля. Вскоре к ним присоединилась Гвинн Шотвелл — «ветеран» ракетно-космической отрасли, которая стала первым в SpaceX менеджером по продажам, а позднее президентом компании.

Несмотря на авральный режим работы, выполнить свои обещания компании не удалось. Проектанты изучили опыт предшественников и быстро убедились, что под заявленные характеристики ракету придётся создавать с нуля.

При подготовке первых испытательных запусков SpaceX заручилась поддержкой Министерства обороны. Оно даже выделило финансирование по линии Управления перспективных исследовательских проектов (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA) в рамках программы изучения новых американских ракет с целью дальнейшего использования. Сначала предполагалось, что «Фэлкон-1» выведет на орбиту военный экспериментальный спутник TacSat-1, но постоянные отсрочки запуска заставили Пентагон отказаться от затеи. В качестве замены был предложен небольшой аппарат FalconSAT-2, который сконструировали курсанты Академии ВВС США (United States Air Force Academy).

Первая ракета-носитель Falcon 1 на стартовой площадке острова Омелек, атолл Кваджалейн, март 2006 года. SpaceX

Источник изображения:

Илон Маск и Томас Мюллер наблюдают за пуском ракеты Falcon 1 из мобильного пункта управления полётом. SpaceX

Источник изображения:

24 марта 2006 года первый образец двухступенчатой ракеты «Фэлкон-1» стартовал с площадки на острове Омелек (часть атолла Кваджалейн, где находится Испытательный полигон имени Рейгана), однако потерпел аварию. Над двигателем первой ступени вдруг вспыхнуло пламя, ракета стала вращаться, потеряла управление и рухнула на землю — прямо на место пуска. Часть обломков упала в воду на риф, а спутник FalconSAT-2 пробил крышу монтажно-испытательного корпуса SpaceX.

Следующие два пуска тоже не увенчались успехом. Только 28 сентября 2008 года четвёртая ракета «Фэлкон-1» сумела вывести на низкую околоземную орбиту спутник-демонстратор Ratsat (DemoSat) массой 165 кг. Понятно, что такой результат многолетних работ не впечатлил потенциальных заказчиков. При этом штат наёмных работников в SpaceX быстро рос, а Маск начал тратить много сил и средств на свою автомобильную компанию Tesla Motors — всё шло к тому, что частную космическую инициативу, как предсказывал Зубрин, свернут из-за недостатка финансирования.

Пуск четвёртой ракеты Falcon 1 на стартовой площадке острова Омелек, атолл Кваджалейн, 28 сентября 2008 года. SpaceX

Источник изображения:

Ракеты и корабли

В критический момент компанию SpaceX спасло NASA: в декабре 2008 года она получил заказ на доставку двенадцати грузов на Международную космическую станцию (МКС) с бюджетом 1,6 млрд долларов.

Безусловно, на принятие решения повлияло то обстоятельство, что после гибели шаттла «Колумбия» в феврале 2003 года правительство США решило отказаться от эксплуатации крылатых кораблей. Однако у NASA не оказалось достаточно развитых разработок, которые могли быстро решить проблему снабжения МКС; в тот же период американцы и европейцы начали закупать места для астронавтов в российских кораблях «Союз». Со своей стороны Маск обещал быстро построить двухступенчатую ракету среднего класса «Фэлкон-9» (Falcon 9) и космические корабли «Дрэгон» (Dragon). При этом за счёт многоразовости элементов ракетно-космической системы он собирался снизить стоимость выведения килограмма полезной нагрузки на орбиту до 3000, а в дальнейшем — до 100 долларов, то есть на два порядка от достигнутого уровня цен!

Конечно, настолько удешевить запуски у SpaceX не получилось до сих пор. Тем не менее, отчаянная самореклама Маска в преддверии краха сделала своё дело: он получил деньги, на которые была создана ракета-носитель «Фэлкон-9» грузоподъёмностью до 22,8 т, ставшая сегодня «рабочей лошадкой» американской астронавтики. Запуск её первой версии (Falcon 9 v1.0) состоялся 4 июня 2010 года на мысе Канаверал, в результате чего на расчётную орбиту был выведен габаритно-весовой макет грузового варианта корабля «Дрэгон». Илон Маск планировал спасти первую ступень, чтобы начать осваивать технологию многоразовости, но та упала в океан, и найти её не удалось.

Первый испытательный пуск ракеты Falcon 9 на космодроме мыса Канаверал; 4 июня 2010 года

Источник изображения: flickr.com

Грузовой корабль Dragon (C102) впервые приближается к Международной космической станции; 25 мая 2012 года. NASA

Источник изображения: warspot.ru

Затем последовал ещё один демонстрационный пуск, и в мае 2012 года третья ракета «Фэлкон-9» вывела к МКС корабль «Дрэгон» (Dragon С102), доставив 525 кг полезного груза, том числе продукты питания, воду, одежду, компьютерное оборудование и модуль NanoRacks Module 9 для проведения студенческих экспериментов.

На текущий момент компания SpaceX сумела осуществить 84 пуска ракеты «Фэлкон-9» разных модификаций, потеряв лишь две из них (28 июня 2015 года и 3 сентября 2016 года), что свидетельствует в пользу высокой эффективности принятых технических решений. Помимо кораблей «Дрэгон», на орбиту с их помощью выводились большие коммерческие спутники, группы малых спутников, новые элементы для МКС, разведывательные аппараты, беспилотный минишаттл X-37B и космический телескоп TESS, нацеленный на поиски планет у других звёзд.

Маск мог бы удовлетвориться растущими заказами, благо они сделали его миллиардером, однако он стремится добиться от «Фэлкона-9» полной многоразовости. 22 декабря 2015 года специалистам SpaceX удалось успешно вернуть первую ступень ракеты (вариант Falcon 9 v1.2 или Falcon 9 Full Thrust) обратно на космодром. Затем они реализовали управляемый спуск и посадку на автономную плавучую платформу (Autonomous Spaceport Drone Ship, ASDS): после череды неудач 8 апреля 2016 года первая ступень ракеты B1021 благополучно села на платформу, а позднее была использована ещё раз — при старте 30 марта 2017 года. Кроме того, SpaceX научилась спасать головной обтекатель, что также снизило себестоимость запуска.

Первая успешная посадка первой ступени ракеты Falcon 9 на автономную плавучую платформу ASDS, 8 апреля 2016 года. SpaceX

Источник изображения:

Операция возвращения, ранее считавшаяся экзотикой, превратилась в рутину. К настоящему моменту четыре ступени (B1046, B1048, B1049, B1056) совершили по четыре полёта; две из них (B1046, B1056) были после этого потеряны. Сейчас SpaceХ приступила к полному переходу на более совершенный вариант носителя (Falcon 9 Block 5), первый образец которого стартовал 11 мая 2018 года. Утверждается, что его можно будет использовать не менее десяти раз без ремонта и до ста раз — с ремонтами. Кроме того, до конца 2020 года какая-то из ступеней наверняка стартует в пятый и шестой раз с посадками на платформу.

Беспилотные корабли «Дрэгон» также используются многократно. Они совершили уже девятнадцать рейсов с грузами к МКС, при этом в восьми из них использовались герметизируемые модули (С106, С108, С110, С111, С112, С113), которые ранее бывали на орбите и успешно вернулись на Землю.

Вид с Международной космической станции на грузовой корабль Dragon (C106) в его третьем полёте, 8 декабря 2019 года. NASA

Источник изображения:

Значительным событием стал и первый старт новой ракеты-носителя сверхтяжёлого класса «Фэлкон Хэви» (Falcon Heavy) с расчётной грузоподъёмностью до 64 т, состоявшийся 6 февраля 2018 года. Чтобы он навсегда запомнился «болельщикам», Маск отправил на ракете свой электромобиль Tesla Roadster с манекеном в скафандре. При этом два боковых ускорителя, в качестве которых выступили летавшие ранее ступени «Фэлкон-9» (В1023 и В1025) совершили эффектную синхронную посадку на площадку мыса Канаверал. Центральная первая ступень была потеряна, но это не омрачило торжество сотрудников SpaceX.

Хотя запуск вызвал небывалый ажиотаж, нашлись и скептики, которые полагали, что у Маска не получится привлечь внимание заказчиков к новому носителю. Он опроверг это мнение, запустив «Фэлкон Хэви» ещё дважды (11 апреля и 25 июня 2019 года) с коммерческими и военными грузами.

Стратегия Маска начала приносить плоды: совокупный рынок космических услуг за десятилетие вырос с 60 млрд до 200 млрд долларов в год, при этом государственным агентствам пришлось на нём изрядно потесниться, уступая «место под солнцем» молодым агрессивным компаниям, которые ориентируются на успех SpaceX.

Пуск сверхтяжёлой ракеты-носителя Falcon Heavy с космодрома мыса Канаверал, 6 февраля 2018 года. SpaceX

Источник изображения:

Полёт электромобиля Tesla Roadster в космосе, 6 февраля 2018 года. SpaceX

Источник изображения: warspot.ru

Впрочем, это только начало. 2 марта 2019 года на мысе Канаверал стартовала ракета «Фэлкон-9» с беспилотным вариантом пилотируемого корабля «Дрэгон-2» (Dragon 2, Crew Dragon); на борту находились разнообразные грузы и манекен Рипли. Как обычно, первая ступень (B1051) была успешно спасена. Через семнадцать часов после запуска корабль пристыковался к МКС, и астронавты, находившиеся на станции, перешли на него. Главное достижение — «Дрэгон-2» стыковался сам, а не с помощью манипулятора станции, как было раньше. Компания SpaceX доказала, что с первого раза способна осуществить одну из труднейших операций в космосе. 8 марта «Дрэгон 2» отделился от МКС и благополучно вернулся на Землю.

Пуск ракеты Falcon 9 с беспилотным вариантом корабля Dragon 2 на космодроме мыса Канаверал, 2 марта 2019 года. SpaceX

Источник изображения: warspot.ru

Стыковка беспилотного варианта корабля Dragon 2 с Международной космической станцией. SpaceX

Источник изображения: warspot.ru

Астронавтка Энн Макклейн играет с сувениром («индикатором невесомости»), доставленным на МКС кораблём Dragon 2. NASA

Источник изображения:

Планировалось, что уже в июне-июле новый корабль отправится на орбиту с астронавтами Робертом Бенкеном и Дугласом Хёрли, тем самым нарушив затянувшуюся «паузу» в американских пилотируемых полётах. Однако перед тем он должен был пройти лицензирование NASA, продемонстрировав два успешных испытания системы аварийного спасения. 20 апреля «Дрэгон-2» взорвался на специальном стенде мыса Канаверал. Причиной стало горение внутри обратного клапана системы нагнетания давления. Завершив расследование, инженеры решили заменить обратные клапаны на мембранные предохранительные устройства, которые считаются более надёжными. Испытания новой системы состоялись 13 ноября. В итоге пилотируемый полёт был отложен на 2020 год; сейчас он запланирован на 7 мая.

Успешный запуск и полёт «Дрэгона-2» с экипажем, без сомнения, станет значимым событием, выведя SpaceX в лидеры космической экспансии. Впервые частная компания, начинавшая как обычный стартап, обретёт собственную ракетно-космическую систему, которая способна доставлять людей в околоземное пространство без участия государственных агентств. Что же будет дальше? Полёты туристов? Отель на орбите? Бизнес-центр на Луне? В любом случае странам, которые развивают космонавтику, отныне придётся считаться с инициативами Илона Маска и в чём-то равняться на него.

Будущие пилоты космического корабля Dragon 2, слева направо: Дуглас Хёрли, Роберт Бенкен, Майкл Хопкинс и Виктор Гловер. SpaceX

Источник изображения:

Сотрудники завода SpaceX в Хоторне, пригороде Лос-Анджелеса, отправляют на космодром мыса Канаверал пилотируемый корабль Dragon 2, 12 февраля 2020 года. SpaceX

Источник изображения: warspot.ru

Небесный интернет

Другая знаменитая инициатива Маска связана с проектом создания общедоступной орбитальной системы высокопроизводительной интернет-связи Starlink. Впервые он публично заявил о ней в январе 2015 года, когда был открыт инженерный филиал SpaceX в Редмонде (штат Вашингтон), где несколько десятков специалистов занялись перспективной разработкой. При этом было обещано, что такая система, состоящая из 4000 космических аппаратов, сможет обеспечивать до 50% мирового трафика и до 10% трафика крупных городов, имеющих собственные кабельные сети.

Прототипы спутников Starlink изначально планировали запустить в 2016 году с тем, чтобы отправить на орбиту первый комплект серийных аппаратов к 2020 году. Однако из-за внесения изменений в конструкцию прототипы MicroSat-1a и 1b, используемые для наземных испытаний, устарели, а запуск MicroSat-2a и 2b, предназначенных для проверки бортовых систем в космосе, состоялся только 22 февраля 2018 года. Под названиями Tintin A и B они вышли на полярную орбиту высотой 513 км.

Надо сказать, что в процессе инженерных исследований проект Starlink был значительно модифицирован. Согласно документации 2017 года, спутниковая группировка должна была состоять из двух сегментов, которые включают 4425 аппаратов, работающих на частотах диапазонов Ku/Ka/V с орбит высотой от 1110 до 1275 км, и 7518 аппаратов, работающих в V-диапазоне с очень низких орбит — от 335 до 346 км. Для сравнения, это в полтора раза больше, чем было запущено спутников за все десятилетия космической эры! Заявку на эксплуатацию первого сегмента SpaceX подала в Федеральную комиссию по связи (Federal Communications Commission, FCC) в ноябре 2016 года, на эксплуатацию второго — в марте 2017 года. Описанная группировка может теоретически обеспечить скорость передачи данных до 1 Гбит/с, причём сигнал не должен зависеть от погодных условий. Для сравнения, существующие провайдеры, предоставляющие интернет-связь через геостационарные спутники, дают скорость около 12 Мбит/с.

Спутники системы орбитальной интернет-связи Starlink на диспенсере. SpaceX

Источник изображения: warspot.ru

Новый вариант проекта, подробности которого стали известны в апреле 2019 года, выглядит менее амбициозным. Прежде всего, изменились характеристики самих серийных спутников. Ранее масса каждого из них составляла 386 кг, а размеры — 4×1,8×1,2 м. Простейший расчёт показывает, что при такой геометрии ракета-носитель «Фэлкон-9» смогла бы поднять 23 спутника по массе и 8 — по габаритам. Спутники Starlink, первую партию которых SpaceX отправил на орбиту 24 мая 2019 года, весят 227 кг и имеют «плоский» дизайн с размерами 2,4×1 м, что позволило разместить шесть десятков аппаратов под обтекателем ракеты.

Согласно новому варианту, первый сегмент группировки будет собран на высоте 550 км, а не 1100 км. Поскольку время жизни одного спутника оценивается в пять лет, понижение высоты выглядит верным решением: они будут самостоятельно сходить с орбиты под действием торможения в высших слоях атмосферы, не засоряя ближний космос своими «останками». Кроме того, новая орбита позволила упростить конструкцию аппаратов и уменьшить задержку прохождения сигнала.

Пуск ракеты-носителя Falcon 9 со спутниками системы Starlink, 24 мая 2019 года. SpaceX

Источник изображения: warspot.ru

Хотя формально компания Маска не отказалась от планов когда-нибудь запустить 12 000 спутников, в настоящее время речь идёт только о 1584-х. На текущий момент в пяти запусках выведено 300 спутников. Для более или менее плотного покрытия планеты, без охвата высоких широт, SpaceX намеревается до конца 2020 года отправить в космос ещё 420. Полноценное развёртывание системы станет реальностью не раньше ноября 2027 года.

Одним из наиболее популярных мифов, который распространился в обществе с момента, когда миллиардер заявил о своей инициативе, является утверждение, будто бы его спутниковая сеть станет общедоступной, свободной и бесплатной. Во-первых, пока мало что известно о конструкции и стоимости наземных станций для приёма данных. В одном из интервью Маск утверждал, что терминалы Starlink, подключаемые к компьютеру, будут размером с «коробку для пиццы», однако антенны с фазированной решёткой в их составе не имели широкого хождения на рынке бытовой электроники, поэтому трудно сказать, насколько они будут удобны в эксплуатации. Во-вторых, для распространения и обслуживания терминалов понадобятся технические центры в разных странах, и правительства смогут контролировать их деятельность через внутреннее лицензирование, то есть о каком-то принципиально «свободном» интернете речи не идёт. В-третьих, Starlink является коммерческим проектом, который собирается занять вполне конкретные ниши услуг, не конкурируя с существующими низкоскоростными сетями Iridium, Globalstar и Orbcomm.

Интерес к системе проявляют, прежде всего, крупные финансовые организации, банки и трейдеры, желающие обрести независимую высокоскоростную связь с минимальным откликом на больших расстояниях, поэтому SpaceX собирается извлекать существенную прибыль из функционирования своей сети и вряд ли в обозримом будущем предоставит доступ к ней по ценам ниже тех, которые установили «кабельные» провайдеры. Кроме того, системой Starlink заинтересовались американские военные, что может обеспечить Маска доступом к бюджетным средствам на десятилетия вперёд. Проще говоря, благотворительностью здесь и не пахло.

Спутники системы Starlink на диспенсере в космосе, 24 мая 2019 года. SpaceX

Источник изображения: warspot.ru

Цепочка спутников система Starlink («поезд Маска») в ночном небе. Фото Марко Лангбрука

Источник изображения: warspot.ru

Межпланетный транспорт

С самого начала своей космической деятельности Илон Маск говорил, что его дальней целью, ради которой выстраивается вся инфраструктура SpaceX, является освоение Солнечной системы, прежде всего — Марса. Однако долгое время он отделывался общими фразами, не раскрывая деталей проекта.

Первый набросок грандиозного плана миллиардер представил в сентябре 2016 года, выступая на 67-м конгрессе Международной федерации астронавтики. Главной «изюминкой» доклада стала Межпланетная транспортная система (Interplanetary Transport System, ITS), конструкция которой основана на тех же принципах, что и у других «изделий» SpaceX: она будет проектироваться как многоразовая с использованием любых возможностей для уменьшения себестоимости выведения полезной нагрузки. Система состояла из корабля вместимостью двести человек и огромной ракеты с двигателями «Рэптор» (Raptor), работающими на кислородно-метановом топливе. Маск высказал уверенность, что если поставить производство ITS на поток с целью доставить на Марс миллион человек в течение двадцати лет, то цена билета снизится с нынешних 10 млрд до 10 млн долларов.

Мультимиллиардер Илон Маск собирается завоевать Марс

Источник изображения: businessinsider.com

План ожидаемо вызвал резкую критику экспертов, которых не убедили предложенные красивые картинки и которые указали на слишком вольное жонглирование цифрами. Ровно через год, на 68-м конгрессе, Илон Маск выступил с новой «урезанной» версией проекта. ITS превратился в ракету BFR (Big Falcon Rocket), состоящую из двух многоразовых ступеней: бустера и корабля на сто человек. Размеры ракеты и корабля при этом изменились по сравнению с первой версией: диаметр топливных баков был уменьшен с 12 до 9 м, а длина всей системы сократилась с 122 до 106 м. Стартовая масса снизилась более чем вдвое — до 4400 т; масса полезного груза, выводимого на околоземную орбиту в составе второй ступени, оценивается в 150 т в многоразовом и в 250 т в одноразовом варианте. Корабль приобрёл дельтовидное крыло, которое позволит ему планировать в атмосферах Земли и Марса; в его гермоотсеке будет размещаться груз материалов для колонии, 40 кают для пассажиров, радиационное убежище и общий зал.

Схема межпланетного полёта выглядит так: BFR стартует с Земли, первая ступень возвращается на космодром, а вторая выходит на орбиту, где её заправляют топливом перед отправкой к Марсу; космическое путешествие занимает от трёх до шести месяцев; корабль сначала тормозится двумя «нырками» в атмосфере, затем совершает вертикальную посадку на Марс, используя свои двигатели. Для обратного полёта необходимо снова заправить баки корабля топливом, синтезированным из местных ресурсов; назад можно будет доставить 50 т груза — например, 30 астронавтов с образцами.

Маск сообщил, что изготовление первой BFR начнётся во втором квартале 2018 года, а через пять лет пилотируемый марсианский корабль будет готов к испытаниям. В 2022 году к Марсу отправятся две грузовые ракеты с оборудованием для поиска подходящего места, где будет развёрнута колония; в 2024 году — туда полетят два грузовых и два пассажирских корабля, после чего начнётся постепенное освоение планеты. Чтобы обеспечить финансирование этих миссий, SpaceX собирается использовать BFR в качестве межконтинентального суборбитального космоплана, способного доставить всех желающих в любую точку мира менее чем за час, а также в качестве корабля для туристических полётов в ближний космос и на Луну.

Проект марсианской колонии Илона Маска. SpaceX

Источник изображения: warspot.ru

Подтверждая серьёзность своих намерений, Маск ознакомил участников 68-го конгресса с промежуточными результатами работ по соответствующим направлениям. Он напомнил, что счету его компании множество успешных реактивных посадок первой ступени ракеты «Фэлкон-9», причём высокая надёжность приземления обеспечивалась использованием всего одного двигателя, а если двигателей будет больше, как на BFR, то и надёжность возрастёт. Статические испытания прошёл огромный углепластиковый криогенный бак, способный вместить 1200 т переохлаждённого жидкого кислорода. Кроме того, за год были выполнены 42 прожига кислородно-метанового двигателя «Рэптор» общей длительностью 1200 секунд.

В сентябре 2018 года Маск поразил общественность очередным сенсационным заявлением: подписан первый контракт с туристом, который собирается облететь Луну на межпланетном корабле. Им оказался Юсаку Маэдзава — один из самых богатых людей Японии, обладающий состоянием в 2,9 млрд долларов. В космос он отправится вместе с группой приглашённых художников и музыкантов, превратив путешествие в культурную акцию. Сумма сделки остаётся тайной, но Маэдзава признал, что она достаточно велика, чтобы существенно повлиять на темпы разработки корабля.

В ходе презентации Маск представил обновлённый дизайн BFR. Проект претерпел дальнейшие изменения — как внешне, так и по техническим характеристикам. Принципиальная компоновка осталась прежней: двухступенчатый тандем, двигатели которого работают на кислороде и метане. Однако по сравнению с прошлым вариантом система прибавила в длине: 118 м против 106 м, сохранив диаметр 9 м. Пассажирский корабль BFS (Big Falcon Spaceship), он же — вторая ступень системы длиной 55 м, внешне сильно изменился. В 2017 году он получил дельтовидное крыло, а в современной версии корабль с некоторых ракурсов весьма напоминает классический контур шаттлов. Сходство усиливают три крупные аэродинамические поверхности в хвостовой части корпуса, одновременно служащие посадочными опорами.

Запуск пассажирского космического корабля BFS ракетой-носителем Super Heavy. SpaceX

Источник изображения: warspot.ru

Выведение пассажирского космического корабля BFS на орбиту. SpaceX

Источник изображения:

Что касается перспектив, то Маск сообщил: первые суборбитальные полёты новой версии корабля начнутся в 2020 году, орбитальные — не позднее 2022 года. Юсаку Маэдзава с приглашённой группой отправится к Луне в 2023 году.

Даты, названные Маском, выглядят слишком оптимистичными, ведь помимо строительства BFS, его компании ещё нужно освоить пилотируемые полёты на орбите, посадку на небесное тело и взлёт с него, а также преодолеть поистине бессчётное количество технических проблем, перед которыми пасуют космические агентства с полувековой историей. Вряд ли он уложится в заявленные сроки, однако работа в нужном направлении ведётся.

Для начала специалисты SpaceX изготовили демонстратор технологий — аппарат «Звёздный прыгун» (Starhopper), снабжённый посадочными опорами и одним двигателем «Рэптор». 25 июля и 27 августа 2019 года он успешно стартовал на новом космодроме компании в Бока-Чика; во втором полёте была достигнута высота 150 м.

Реактивный прыжок демонстратора технологий Starhopper на космодроме в Бока-Чика (штат Техас). SpaceX

Источник изображения: warspot.ru

Полноразмерный прототип корабля Starship Mk1 на площадке на космодроме в Бока-Чика (штат Техас). SpaceX

Источник изображения:

Параллельно ведётся проектирование корабля BFS, который в источниках также фигурирует под амбициозным названием «Звездолёт» (Starship). 29 сентября 2019 года был представлен полноразмерный прототип Mk1, который должен совершать полёты на высоту 20 км с последующей мягкой посадкой. На нём SpaceX собиралась отработать наиболее сложный активный участок траектории. Впрочем, до запуска пока не дошло: 20 ноября, во время испытаний на максимальное заполнение кислородного бака, у Mk1 сорвало верхнюю часть, что привело к полному разрушению конструкции. Сегодня усилия компании сосредоточены на подготовке к полёту улучшенного прототипа Mk3.

Илона Маска часто упрекают в том, что он раздаёт обещания, которые в принципе не способен выполнить. Смущает экспертов и постоянное изменение облика проектов SpaceX. Однако если вспомнить историю космонавтики, то выяснится, что так было всегда. Если бы Советский Союз и Соединённые Штаты ответственно реализовывали свои планы по освоению внеземного пространства, то земляне давно основали бы колонию на Луне и высадились на Марсе. Проблема в том, что главам правительств не хватило настойчивости и убеждённости — тех черт характера, которые в избытке есть у Маска. В душе он остаётся любителем фантастики и часто забегает вперёд в своих мечтах. При этом нельзя отрицать, что его деятельность изменила облик мировой космонавтики, открыв перед человечеством впечатляющие перспективы.

Посадка пассажирского космического корабля BFS на Луну. SpaceX

Источник изображения:

Литература:

Афанасьев И. «Девятка» попала в «десятку». О первом пуске РН Falcon 9 // Новости космонавтики. 2010. №8
Афанасьев И. Коммерческий корабль летит на МКС // Новости космонавтики. 2012. №7
Афанасьев И. Крышу снесло // Русский космос. 2019. №12
Афанасьев И. Орбитальный Интернет от Маска // Новости космонавтики. 2018. №5
Афанасьев И. Первый коммерческий пуск гиганта. Falcon Heavy вывел на орбиту Arabsat 6A // Русский космос. 2019. №5
Афанасьев И. Первый полёт пилотируемого «Дракона» // Русский космос. 2019. №4
Афанасьев И. Почему взорвался «Дракон»? // Русский космос. 2019. №9
Афанасьев И. Ямы на дороге. Взрыв «Дракона» // Русский космос. 2019. №6
Афанасьев И. SpaceX хочет отправить к Луне японского миллиардера // Новости космонавтики. 2018. №11
Афанасьев И., Воронцов Д. «Есть ли у Вас план, мистер Маск?» // Новости космонавтики. 2016. №11
Афанасьев И., Воронцов Д. Триумф SpaceX. «Сокол» долетел-таки до орбиты! // Новости космонавтики. 2008. №11
Афанасьев И., Воронцов Д. Урезанный осетр, или Вторая итерация проекта Маска // Новости космонавтики. 2017. №11
Афанасьев И., Павельцев П. Пуск с военной нагрузкой и… прахом // Русский космос. 2019. №8
Минин А., Афанасьев И. Старт миссии Starlink. Интернет для всего мира // Русский космос. 2019. №7
Вэнс Э. Илон Маск: Tesla, SpaceX и дорога в будущее / пер. с англ. Л.Пирожковой, М.Лапшинова. — М.: Олимп-Бизнес, 2015
Дэвенпорт К. Космические бароны. Илон Маск, Джефф Безос, Ричард Брэнсон, Пол Аллен. Крестовый поход во имя колонизации космоса / пер. с англ. И.Лисова. — М.: Эксмо, 2019
Терехов Ф. Как изменился Starlink от SpaceX: https://lozga.livejournal.com/194616.html
Чёрный И. Кто не скачет, тот не Маск // Русский космос. 2019. №9
Чёрный И. Первые 500 футов до Луны и Марса. Второй прыжок «Суперкузнечика» // Русский космос. 2019. №10
Чёрный И. Суперкузнечик из нержавейки // Русский космос. 2019. №3