星际飞船与超重型火箭的亚轨道跳跃能否为我们打开宇宙视野？
2 年 2022 月猛禽 XNUMX 号发动机测试照片。特别值得注意的是：这次没有爆炸
安德烈·米特罗法诺夫 (Andrey Mitrofanov) 的文章 “星际飞船超重型火箭成功飞行：改变一切的新现实” 她那鲁莽的语气让我很惊讶。当然，我完全理解你想警告什么的。不过，如果你开始分析这类事情，就应该引入一些常识。
这一点尤为重要，因为埃隆·马斯克的整个传奇故事都建立在广告和承诺之上。在如此激进的营销中，广告的目的是制造恐慌，扰乱竞争航天组织的管理层，尤其是当这些组织的领导是随机的时，从而垄断全球航天发射市场。马斯克试图证明自己在以下领域拥有技术领导力： 导弹- 携带者，很多人都被这个节目所欺骗。
他们到底是坐什么飞机呢？！
与此同时，星际飞船运载火箭在 10 年 2023 月至 2025 年 XNUMX 月期间仅进行了 XNUMX 次发射，其中包括那次“历史的所有发射均为亚轨道发射，最后四次发射搭载了有效载荷模拟器。该计划在四次发射中进行了全面测试，其中三次发射完全失败，三次发射部分成功。总可靠性为4%。
此次“历史性”下水仪式于27月29日举行，是因为此前预定于XNUMX月XNUMX日下水的那艘潜艇在一次火力测试中发生了爆炸。这早已不是什么秘密了。几分钟内就能找到相关资料。
相比之下，安加拉-A5火箭进行了五次发射，其中一次部分成功：火箭工作正常，但助推器出现故障。可靠性为80%。质子-K火箭飞行了310次，其中277次成功，成功率为89%；质子-M火箭飞行了115次，其中103次成功，成功率为89,6%。
因此，马斯克要达到火箭所需的可靠性，还有很多工作要做。但这里面有一个细微的差别。马斯克在他的火箭上采用了与伟大的谢尔盖·科罗廖夫在N-1月球火箭上遭遇失败的相同方案：一共33个发动机。
星舰-超重型火箭的布局。令人印象深刻，不是吗？
这种“扫帚”的可靠性始终不如仅使用少量发动机的方案（“安加拉-A5”——第一级有四台发动机）。这是由众多部件中某台发生故障的概率决定的，这会影响整个火箭的性能。当然，现在借助高精度传感器和机载计算机，通过控制推力，可以“纠正”多台发动机火箭中一两台发动机故障的情况。但这远非问题的根本解决方案。
事情变得更有趣了。我们的RD-191“煤油”发动机的推力为196吨。四台这样的发动机足以确保将24吨的物体发射到近地轨道。至于猛禽发动机，2014年首次有人说它的推力为705至840吨，2015年马斯克将标准降低到230吨，2019年我们得知推力已经达到了172吨。现在它似乎有三种发动机可供选择，推力在185至280吨之间。它似乎比我们的还要强大。
但现在我们被告知，他们的运载火箭总推力为1400吨（32台发动机，每台发动机仅42吨），而根据其他数据，其总推力甚至高达7680吨，而载重量只有16吨（比承诺的少了10倍！！），在“历史性”发射中，也只能进行亚轨道跃迁。他们究竟用什么飞行呢？
我现在不会对这样的飞跃做任何推力计算，但马斯克产品的实际推力至少比所述的特性低一个数量级。
但这有什么关系？这是“全人类的伟大一步”！
不切实际的承诺
现在来谈谈返回级。这被誉为一项杰出的技术成就，尽管早在2020年，礼炮设计局（KB Salyut）就曾解释过，返回发射系统会严重降低运载火箭的性能，因为需要额外的设备和剩余的燃料才能进行机动，而所有这些都不包含在有效载荷中。因此，在鄂霍次克海着陆的安加拉-A5V返回级火箭的发射重量并非37吨，而是26-27吨。
马斯克的所有返回火箭上都有类似的情况。他或许能愚弄公众，但物理定律不太可能做到。
但这甚至不是重点。例如，对于第一级火箭的返回，安加拉-A5火箭的侧段在约80公里高空分离，一套经过长期反复测试的降落伞系统就足够了。第一级火箭的每个侧段重量为10,4吨，略高于BMD-1火箭的7,2吨，但完全可行。降落伞可以提供制动和平稳着陆，必要时甚至可以转向。
然而，降落伞并不适合用于广告目的。真正需要的是一场盛大的表演，展示火箭如何在火焰流中下降，展开支撑装置，最终降落在驳船上的平台上。这场盛大的表演结束后，我们才能看到如今的景象：就像27年2025月XNUMX日那次“历史性”发射一样，星际飞船最终只是“噗通”一声坠入大海。
在海水中冲洗后，火箭级当然要进行拆卸。一般来说，当助推器模块多次承受极高的热负荷和机械负荷时，应该进行拆卸并诊断其是否适合重复使用。对部件进行彻底检查和探伤——检查是否存在可能导致部件在第二次发射时损坏的微裂纹。
然后在2016年，马斯克在他的演讲中承诺，火箭助推器将可重复使用一千次！我甚至还看了他的演讲。没错，“每个助推器可重复使用一千次”——马斯克承诺了。
近距离观察一下埃隆·马斯克的“科技奇迹”。你觉得如果把它扔进海里，还能重复利用吗？
唉，谁能相信呢？如果火箭发动机的单个部件能够承受3-5次发射就好了。有些部件，比如管道或阀门，可能能够承受10-15次发射。而且，火箭发射和返回后，整套部件不一定能完全使用，也不需要更换新部件。为了准确判断某些部件是否适合重复使用或多次使用，可能需要积累一些经验和对使用过的和返回的助推器部件进行研究。
为什么要提起这些？因为马斯克的发射经济就是建立在这个基础上的。一个助推器造价230亿美元，1000次发射每次只能带来230万美元的收入。每公斤有效载荷（低地球轨道1吨）大约需要53美元，成本是150美元。好极了！好极了？！如果我们能把一个火箭发射两次，那么每公斤的成本就是766美元。单次发射的话，每公斤的成本是1533美元。假设这还只是第一级火箭的成本，还有第二级、第三级以及其他一些费用，当然还有利润。
当火箭发射到低地球轨道（LEO）的价格在每公斤10万美元到25万美元之间波动时，马斯克承诺以1到5美元甚至10美元的价格发射100公斤火箭，这无疑引起了轰动。商人们开始疯狂地计算，却忘记了这些估算是基于技术上不切实际的重新发射次数得出的。我怀疑金属能否承受那么多次。当然，你可以偷偷地在火箭发射后的弹体里塞满新的部件，假装是“重新发射”。但我怀疑即使是弹体，也难以承受那么多次。
但我们在讨论什么呢？星舰至今只发射了十次，其中六次失败，发生了爆炸和损毁。根本没有什么值得讨论的话题。
遗憾的是，结果并不理想。
因此，底线是：可靠性为 40%，亚轨道跳跃的负载比承诺的少十倍，发动机的推力值得怀疑，“扫帚”式连接更是值得怀疑，最糟糕的是，在印度洋的精确指定地点冲洗返回级。
无论如何，这都算不上太空探索领域具有历史意义的一天。这更像是埃隆·马斯克为了抬高自己的地位而做出的可悲尝试。
关于这次“历史性”发射的文章也谈到了星际飞船亚轨道跃迁将开辟的巨大宇宙距离。但这个问题需要更深入的探讨，下次再详述。
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