Спустя многие годы у ракеты Falcon 9 компании SpaceX Илона Маска возникли проблемы. Что произошло и как это скажется на будущем SpaceX?
Впервые за многие годы безаварийных полётов ракета-носитель (РН) Falcon 9 американской компании SpaceX не смогла доставить полезную нагрузку (ПН) на заданную орбиту. В последний раз ракета потеряла свой груз из-за пожара на стартовом столе в сентябре 2016 года, а неудача непосредственно во время пуска произошла в июне 2015 года. С тех пор РН Falcon 9 всегда доставляла ПН на заданную орбиту и совершила рекордные 325 запусков, что позволяет ей считаться самой надёжной ракетой в мире. Мало того, для используемой с 2018 года версии Falcon 9 Block 5 это первая авария.
Но что же произошло в этот раз, как это повлияет на SpaceX, её пусковую активность, будущие запуски Falcon 9 и работу системы Starlink? И почему... этого следовало ожидать?
Содержание:
РН Falcon 9 стартует с грузовым космическим кораблём Dragon к международной космической станции 4 декабря 2018 года. Credit: SpaceX.
Author: Колпаксиди Александр Павлович.
Запуск
Видео запуска, отрывок с трансляции. Credit: SpaceX.
Проблемный запуск был произведён 12 июля 2024 года в 05:35 по московскому времени со стартового комплекса SLC-4 космодрома Ванденберг в Калифорнии. На борту РН Falcon 9 находилась очередная партия (Group 9–3) спутников Starlink — 20 аппаратов Starlink West Coast v2, включая 13 новейших спутников, поддерживающих технологию Direct to Cell — прямую связь со смартфонами без модернизации последних. Суммарная масса ПН — примерно 16,3 тонны. Через 2 минуты и 33 секунды многоразовая первая ступень под обозначением B1063, для которой это был уже 19 старт, успешно отделилась и через 8 минут и 10 секунд после запуска успешно совершила посадку на морскую платформу компании Of Course I Still Love You, что находилась в Атлантическом океане.
Это был 3 запуск Falcon 9 в этом месяце и 69 в 2024 году, в также 354 для этой ракеты за всё время. Ещё SpaceX запустила в этом году 1 Falcon Heavy и провела 2 испытательных полёта Starship/Super Heavy. Это действительно много. Для сравнения: Китай совершил 30 успешных запусков, Россия — 8, Япония — 3, Индия и Иран — 2, Европейский союз — 1. Да, SpaceX совершила больше успешных пусков, чем все перечисленные выше страны!
Вторая ступень продолжила вывод спутников на заданную орбиту. После отделения её жидкостный ракетный двигатель Merlin 1D Vacuum+ успешно заработал, но на «фольге», экранно-вакуумной теплоизоляции (ЭВТИ), начало образовываться большое количество льда, а сама она сильно вздулась. Было видно, как куски льда отрываются, попадают под горячий поток от двигателя и разлетаются, напоминая маленькие кометы.
Обе ступени работают на топливной паре «жидкий кислород — керосин». Первый компонент SpaceX загружает в баки при температуре около -200 °С.
Видео, где запечатлена проблемная работа второй ступени, отрывок с трансляции. Credit: SpaceX.
На этом кадре хорошо видно образование и отрыв льда. Credit: SpaceX.
На другом кадре видно, как лёд буквально выдавливается струйками из-под ЭВТИ.
Видные небольшие струи льда. Credit: SpaceX.
Примерно через час после старта Falcon 9 должен был произойти перезапуск двигателя ступени для увеличения перигея — наименьшей высоты орбиты. Но этого не произошло, а глава SpaceX Илон Маск сообщил о RUD (Rapid Unscheduled Disassembly, русс. «Быстрая внеплановая разборка»), т. е. о разрушении ступени, но после это сообщение было опровергнуто. Спутники были развёрнуты, однако они оказались на низкой орбите: её перигей составил всего 138 км, что почти на 150 км ниже планируемого. На такой высоте плотность атмосферы ещё довольно высока, из-за чего аппараты быстро сошли с орбиты и сгорели. Из 20 спутников лишь 5 вышли на связь, специалисты пытаются поднять их орбиту за счёт работы собственных ионных двигателей. Но крайне маловероятно, что это удастся сделать, так как тяга этих двигателей низкая. Это признают в SpaceX.
Обычно такие пуски признаются частично неудачными: РН вывела ПН в космос, но не на заданную орбиту. Практически же можно говорить о полностью неудачном запуске, ведь маловероятно, что хотя бы один спутник сам выйдет на нужную орбиту.
Саму проблемную ступень изучить не получится, так как она сгорит в атмосфере Земли в ближайшие дни. Зато у специалистов есть телеметрия и записи с камер. Никто же не думает, что их устанавливают только ради красивых кадров?
В SpaceX уже заявили, что причина произошедшего — утечка кислорода, которая началась в перигее орбиты на высоте около 135 км. При этом компания опровергла заявление о разрушении ступени или двигателя, о чём уже упоминалось выше.
Это пока предварительные итоги расследования. В SpaceX заявили, что начали совместную работу с Федеральным управлением гражданской авиации США по выяснению всех причин произошедшего.
Определённый интерес представляет образовавшийся лёд. Он не похож на твёрдый кислород, который имеет характерный синеватый цвет и образуется при температуре -218 °C. Возможно, также была утечка керосина, эти компоненты при контакте сами не воспламеняются.
Что наверняка стало первопричиной аварии?
Надёжность конструкционных решений подтверждена в сотнях запусках, поэтому с высокой вероятностью причина кроется в некачественных компонентах или сборке.
Кстати, с учётом огромной интенсивности запусков можно предположить, что цеха SpaceX оказались перегруженными, из-за чего появился и не был обнаружен дефект. Это лишь предположение.
Нет. Многоразовой является только первая ступень, которая отработала без нареканий и успешно приземлилась. Для каждого пуска изготавливается совершенно новая вторая ступень.
Переносы запусков
Ближайшие запуски Falcon 9 будут с высокой вероятностью перенесены до момента выяснения причин аварии.
Следующий старт Falcon 9 пока запланирован на 14 июля, и вновь в космос полетит очередная партия спутников Starlink. В этом преимущество SpaceX: при необходимости подтвердить надёжность Falcon 9 компания может запускать собственные спутники, причём очень часто. Даже в случае новой аварии она потеряет свои аппараты, а не сторонних заказчиков.
Нет. А августе 2023 года SpaceX вывела в космос 5000-й спутник этой системы. Потеря 20 спутников, даже новых серий, неприятна, но это лишь капля в море.
Будут ли проблемы у самой SpaceX?
Нет. Не секрет, что SpaceX практически монополизировала рынок запусков в США и имеет серьёзные позиции на международном рынке. Сейчас у компании портфель заказов на годы вперёд, неужели заказчики разбегутся из-за единственной аварии, да ещё и после более чем 300 успешных запусков?
Лишь постоянные аварии Falcon 9 и Falcon Heavy смогут подкосить SpaceX, и то не сразу.
С учётом всех аварий число успешных запусков Falcon 9 превышает 99%.
Конечно, после стольких безаварийных пусков информация об аварии выглядела как гром среди ясного неба, вызвав большой отклик в СМИ и у всех интересующихся космонавтикой. Но такого события стоило ожидать. Вероятность аварии может быть очень и очень низкой, но никогда нулевой. Это означает, что она рано или поздно произойдёт. Спустя 100, 200, 300 и так далее успешных запусков, но случится. Тем более были и раньше случаи, когда Falcon 9 была близка к аварии, но обошлось. Например, 15 марта 2020 года на первой ступени разрушился 1 из 9 двигателей Merlin 1D, но автоматика Falcon 9 смогла компенсировать это, разве что возврат ступени на Землю не получился. Также были сообщения о проблемах во время запуска в январе 2018 года военного спутника Zuma. Тогда SpaceX заявила, что Falcon 9 отработала без проблем, а от военных США каких-либо комментариев не было. Потом выяснилось, что проблемы были, но связаны они были не с ракетой, а с самим спутником и адаптером ПН, которые разработала компания Northrop Grumman.