Если есть что-то, чем известен Маск, так это его масштабными амбициями относительно Марса. На протяжении десятилетий он хотел не просто высадить людей на Марс, но построить самодостаточный город на бедной кислородом, смертельно холодной, токсичной, радиоактивной Красной планете с опасно низкой гравитацией. Маск основал SpaceX на этой предпосылке, и вся программа Starship была явно создана для обеспечения марсианской колонии. Всего год назад Маск даже критиковал программу Artemis NASA, которая выделила $2,9 миллиарда на разработку Starship, заявляя, что «Луна – отвлекающий фактор» и что «мы идём прямо на Марс». Эта единая точка фокусировки подпитывала большую часть ажиотажа и надежд вокруг SpaceX. С приближением IPO компании можно было бы ожидать, что Маск будет продвигать эту идею сильнее, чем когда-либо. Но нет. Вместо этого Маск, похоже, пересматривает свои марсианские амбиции и переключается на Луну. На первый взгляд это решение кажется нелогичным. Но когда вы смотрите на реальность SpaceX, всё становится на свои места. Видите ли, это не просто ещё один случай завышенных обещаний, но возможно, начало крупнейшего разворота столетия. Позвольте объяснить.
Маск недавно написал в твиттере: «Для тех, кто не знает, SpaceX уже переключила фокус на строительство самопроизрастающего города на Луне, поскольку мы потенциально можем достичь этого менее чем за десять лет, в то время как Марс займёт более 20 лет». Это знаменует колоссальный сдвиг для SpaceX. Не так давно Маск планировал использовать тысячи Starship для создания колонии на Марсе, с миссиями, запланированными уже на 2024 год. Я не могу переоценить, насколько важной была эта марсианская цель для SpaceX. Ещё в 2013 году Маск даже говорил, что хочет закончить свои дни, живя на Красной планете. Отказ от Марса в пользу Луны подрывает значительную часть нарратива SpaceX. С точки зрения морального духа, PR и инвесторов это действительно непростая ситуация.
Так почему же этот откат?
Что ж, я подозреваю, что это реакция на текущее состояние программы Starship и переосмысление возможностей SpaceX.
Starship
Во-первых, давайте быстро пройдёмся по тому, почему Starship сталкивается с проблемами.
В настоящее время ракета достигла только 20 тонн на суборбитальной траектории, с чем справляется с трудом. Это значительно меньше обещанных 100–150 тонн на низкую околоземную орбиту (LEO). Более того, оценки показывают, что топлива, необходимого для достижения LEO, составляет 20 тонн, что означает, что Starship может не суметь доставить какой-либо полезной нагрузки на орбиту. Запланированные модернизации Starship, такие как незначительные модификации двигателей и увеличенные топливные баки, вряд ли решат эту проблему.
Верхняя ступень всё ещё не может быть повторно использована, и повторные полёты как ускорителя, так и верхней ступени требуют обширной модернизации (например, новые двигатели, теплозащитные экраны), что означает, что стоимость запуска вероятно составляет сотни миллионов долларов, делая её значительно дороже обещанной.
Starship демонстрирует проблемы с надёжностью: более половины текущих попыток запуска заканчиваются неудачей. Для сравнения, Falcon Heavy от SpaceX имеет 100% успешность запусков.
Помимо всего этого, операционный дизайн Starship представляет собой вызов. Starship не может лететь напрямую на Луну или Марс. Вместо этого его нужно полностью заправлять повторно другими Starship на LEO. Есть много причин, по которым это сложно и неэффективно: от увеличения факторов риска до продления сроков миссии на годы и даже текущего отсутствия полезной нагрузки, делающего весь этот подход нежизнеспособным. Но, безусловно, худшая проблема – это испарение топлива, что означает, что даже если SpaceX каким-то образом создаст Starship с заявленной грузоподъёмностью 100+ тонн на LEO, Starship реалистично не сможет достичь Луны или Марса.
Сравните космические технологии самостоятельно
Говоря о технических аспектах космических программ и их реальных возможностях – важно понимать, как работают современные технологические оценки и прогнозы. Разница между заявленными характеристиками и реальными результатами может быть критической.
Сервисы вроде BotHub дают возможность экспериментировать с различными моделями ИИ для анализа технических данных, оценки проектов и прогнозирования.
Для доступа не требуется VPN, можно использовать российскую карту.
По ссылке вы можете получить 300 000 бесплатных токенов для первых задач и приступить к работе с нейросетями прямо сейчас!
Я освещал эту проблему ранее, но давайте быстро резюмируем. Starship использует криогенный жидкий метан и кислород в качестве топлива. В космосе топливо нагревается Солнцем, вызывая его испарение и резко увеличивая давление в топливных баках. Чтобы предотвратить катастрофический отказ топливных баков, испарившееся топливо должно быть выпущено в процессе, известном как «испарение». С серьёзной изоляцией Starship может достичь скорости испарения всего 1% в день, но даже этого слишком много.
Предположим, SpaceX создаст Starship, способный доставить обещанные 100 тонн полезной нагрузки на LEO, и что они смогут запускать миссию дозаправки раз в месяц. Сколько времени потребуется Starship для дозаправки на орбите, прежде чем он сможет отправиться на Луну или Марс?
Ответ: он никогда не будет заправлен. После 14 месяцев и такого же количества миссий дозаправки он достигает равновесия всего при 380 тоннах топлива, или 24% ёмкости топлива. Это потому, что за один месяц орбитальный Starship испарит 26% своего топлива!
Однако что, если SpaceX запускали миссию дозаправки раз в неделю? Решило бы это проблему?
Не совсем.
После 110 миссий дозаправки, которые займут более двух лет, этот Starship достигает непреодолимого равновесия при 1428 тоннах топлива, или 89% ёмкости топлива. Этого может быть достаточно для доставки уменьшенной полезной нагрузки на Луну или Марс. Но я оценил, что реалистичная стоимость запуска полностью многоразового Starship составляет $70 миллионов, что означает, что такая миссия будет стоить $7,7 миллиарда! По этой цене было бы значительно дешевле, проще и быстрее использовать ракету SLS NASA, не говоря уже о значительно меньших рисках.
Но опять же, всё это предполагает, что SpaceX решит серьёзную проблему полезной нагрузки Starship. Прямо сейчас нет никаких доказательств того, что это вообще возможно при сохранении полной многоразовости ракеты.
Итак, что дальше?
По моему мнению, текущее состояние Starship представляет собой серьёзную проблему. Starship не может практически использоваться в качестве носителя, не говоря уже о достижении Луны или Марса. Инженеры в SpaceX должны это осознавать.
Так как же они решают эту ситуацию?
Что ж, есть запасной вариант. Хотя Falcon Heavy не обладает грузоподъёмностью для марсианского города, у него есть возможности для лунной базы. Это моё предположение, что именно поэтому SpaceX переместила целевые показатели на Луну, поскольку это то, что они могут сделать с текущими работающими носителями. Позвольте объяснить как.
Falcon Heavy
Falcon Heavy — это противоположность Starship. У неё 100% успешность запусков. Благодаря более традиционной верхней ступени она легко интегрируется со сторонними космическими кораблями, посадочными модулями и базовыми модулями. И поскольку она не тащит половину ракеты через солнечную систему, она может достичь Луны за один запуск без необходимости дозаправки, что делает миссии дешёвыми, надёжными и быстрыми. У неё гораздо более простой путь к сертификации для пилотируемых космических полётов, чем у Starship, поскольку у неё безопасная история запусков, и она основана на уже сертифицированной Falcon 9. Все эти факторы в сочетании с её достаточной грузоподъёмностью делают её удивительно подходящим кандидатом для лунных миссий.
Хорошо, но какова лунная полезная нагрузка Falcon Heavy? И как бы выглядела лунная база на Falcon Heavy?
Определение грузоподъёмности Falcon Heavy – задача непростая. У неё три различные конфигурации запуска – полностью одноразовая, где все три ускорителя теряются; частично одноразовая, где два ускорителя приземляются, центральный теряется; и многоразовая, где все три ускорителя приземляются. Мы знаем полезные нагрузки LEO Falcon Heavy: 38 тонн многоразовая, 53 тонны частично одноразовая и 63 тонны одноразовая. Мы также знаем, что при полной одноразовости Falcon Heavy может доставить 16,8 тонн на Марс, и множественные оценки установили её полезную нагрузку на Луну при частичной многоразовости примерно в 21 тонну, и 16 при многоразовости.
После объединения этих данных и экстраполяции с использованием соотношений полезных нагрузок LEO мы получаем таблицу ниже:
Хорошо, но сколько стоит запуск этих различных конфигураций? Что ж, ещё в 2022 году SpaceX указывала $97 миллионов за многоразовый запуск Falcon Heavy. С тех пор многоразовых полётов не было, так что это самая актуальная цена. Цены на частично многоразовые запуски в среднем $150 миллионов, а полностью одноразовые запуски обычно стоят $300 миллионов.
Лунная база
Итак, как SpaceX могла бы использовать Falcon Heavy для строительства лунной базы? Сколько это займёт времени? Сколько это будет стоить?
Существуют планы пригодной лунной базы для восьми астронавтов, построенной из шести модулей по 10,2 тонны, собранных на орбите вокруг Луны и затем аккуратно приземлённых. Эта гипотетическая база может быть позже расширена дополнительными модулями.
Частично многоразовая Falcon Heavy может нести два таких модуля, что означает, что потребуется всего три запуска, чтобы построить базу на орбите вокруг Луны. Три полностью многоразовых Falcon Heavy могут нести экипаж и их посадочный модуль, припасы и научное оборудование соответственно. Это составляет общую стоимость запуска $741 миллион. Самая быстрая скорость запуска Falcon Heavy – раз в два месяца – при таком темпе база, экипаж и их снабжение могут быть доставлены на Луну менее чем за год.
Стоимость разработки, тестирования и строительства именно этой базы неизвестна, но NASA ранее оценивало стоимость аналогичной лунной базы в $10 миллиардов. Пока предположим, что NASA разбирается с этими расходами, а не SpaceX.
Это показывает, что Falcon Heavy, ракета, которая есть у SpaceX с 2018 года, может практически использоваться для доставки целой лунной базы на Луну, её экипажа, снабжения и всех необходимых инструментов менее чем за половину стоимости одного запуска NASA SLS. Это впечатляюще!
Менее впечатляюще то, что SpaceX, вероятно, потратила более $10 миллиардов на разработку Starship. Так что, если бы они не пошли по этому пути, SpaceX могла бы уже разработать, протестировать, построить и доставить лунную базу на Falcon Heavy!
Почему не Марс?
Хорошо, так почему бы не использовать Falcon Heavy для марсианской базы?
Что ж, до Луны всего несколько дней пути, и мы можем совершить поездку в любое время. Однако до Марса около 120 дней, и это когда он ближе всего к Земле (что происходит примерно каждые 26 месяцев).
Предположим, эта гипотетическая марсианская база построена так же, как эта лунная, с базой, построенной из нескольких модулей заранее. Предположим также, что посадочный модуль ожидает их на орбите вокруг Марса и что возвратная ракета уже доставлена на базу. Таким образом, финальной ракете придётся нести только экипаж и их припасы для 120-дневной поездки.
Однако капсула Dragon от SpaceX, которая предназначена только для перевозки четырёх членов экипажа или груза на МКС, а не обоих одновременно, имеет стартовую массу 12,5 тонн. Наша гипотетическая марсианская капсула потребует гораздо больше припасов и оборудования, включая лучшую радиационную защиту, туалеты, кровати, тренажёры, системы управления отходами, системы переработки воды и т.д. Только запас еды для экипажа из четырёх человек на эту марсианскую поездку будет весить одну тонну, так что эта гипотетическая максимально облегчённая марсианская капсула без возможности повторного запуска с Марса и без посадочного модуля, вероятно, будет весить значительно больше 15 тонн, если не 20. А это больше, чем Falcon Heavy может запустить к Марсу.
Проще говоря, Falcon Heavy недостаточна для марсианской миссии, не говоря уже о марсианской базе.
Луна, а не Марс
Вот почему я подозреваю, что SpaceX сделала это изменение. С учётом текущей ситуации с Starship Красная планета очевидно недостижима. Но у SpaceX есть ракета, способная на лунную базу, с 2018 года! Более того, благодаря доступности Луны и тому, как быстро и относительно недорого Falcon Heavy может доставлять эти модули на лунную поверхность, такая база может быть быстро расширена в город-поселение. Я не говорю, что это простая вещь (далеко не так), но это, по крайней мере, осуществимо.
И это то, что нужно SpaceX. Видите ли, ценность SpaceX найдена не столько в ракетах, сколько в возможности создать поселения за пределами земной юрисдикции. В конце концов, кто, по вашему мнению, будет управлять этим городом? Маск открыто придерживается определённых политических взглядов, и именно это обещают обеспечить внеземные поселения. Есть много инвесторов, которые заинтересованы в таких проектах и готовы вложить серьёзные средства для достижения этих целей, и это одна из причин, почему SpaceX стала такой ценной.
Но если эти инвесторы начнут осознавать, что Starship представляет собой проблему, это полностью подрывает марсианский нарратив. Переключение на Луну, хотя и подтверждает правоту критиков Маска за последние двадцать лет, которые говорили, что мы должны сначала обосноваться на Луне, а не на Марсе, по крайней мере, позволяет этому нарративу процветать, поскольку это возможно с текущим оборудованием SpaceX. И это чрезвычайно важно с учётом предстоящего IPO SpaceX: вера в то, что SpaceX имеет потенциал создать колонию отдельно от нашей юрисдикции.
Это уже разворот столетия, не только потому, что это не марсианская колония, которую обещал Маск, но и потому, что это подразумевает переосмысление возможностей Starship. Это вполне может быть первым домино в каскаде корректировок и пересмотренных целей в попытке признать реальность, отчаянно пытаясь сохранить масштабный нарратив Маска и культ личности вокруг него.
Автор: cognitronn
