Эксперт назвал ключевую технологию Starship тупиковой

Во время 13-х летных испытаний Starship добился существенных результатов: почти все элементы программы, кроме торможения первой ступени, были выполнены штатно. Корабль, избежав разрушения аэродинамических рулей или повреждений корпуса, благополучно и мягко приводнился в Индийский океан, после чего проплыл по его поверхности уже больше сотни километров, показывая высокую герметичность.

Однако на части из 18 тысяч керамических плиток теплового щита корабля были видны белые разводы. Они остались от абляционной теплозащиты, нанесенной между плитками. Некоторые из последних имели поврежденные края, небольшое число их было утеряно при повторном входе в атмосферу. Бывший инженер NASA Дэн Раски, изучавший материалы для теплозащитных щитов почти сорок лет своей работы в Агентстве, дал комментарии по ситуации изданию ArsTechnica.

«Нынешняя система тепловой защиты Starship — это тупиковый путь для всех миссий, требующих полной и быстрой многоразовости», — заявил он. По его словам, NASA столкнулось со схожими сложностями полвека назад при разработке шаттлов. Те использовали десятки тысяч керамических плиток, чтобы защитить алюминиевый корпус корабля от нагрева при входе в атмосферу. Раски довольно опытный разработчик, один из создателей материала PICA (пропитанный фенолом абляционный материал). Модифицированную версию этого материала используют для теплозащиты корабля Crew Dragon, доставляющего в космос астронавтов США и российских космонавтов.

Попытки NASA справиться с керамической теплозащитой регулярно вели к провалу. Хотя исходно шаттлы планировали использовать десятки раз в год (и только тогда они могли дать приемлемые цены вывода грузов в космос), на практике поиск дефектов в тепловом щите и его ремонт всегда занимали долгие месяцы. Это стало одной из причин, почему другие корабли, утвержденные Агентством, больше никогда не имели керамической теплозащиты.

Раски вместе с бывшим астронавтом Чарльзом Камарда и Чарльзом Миллером, временно руководившим NASA до Айзекмана, провели анализ возможности быстрой многоразовости для Starship и пришли к выводу, что ситуация остается сложной. На съемках корабля, плывущего в море, видны белые следы, которые означают, что небольшое количество газов при торможении прошли между керамическими плитками и частично сдули абляционный слой. На то же указывают поврежденные края части плиток. Трещины на других плитках означают, что используемая керамика все еще слишком хрупка для быстрого, безремонтного повторного использования корабля.

Без него Starship вполне можно будет использовать для вывода в космос тысяч крупных спутников или доставки людей на Луну и Марс. Но вот многие тысячи рейсов к Марсу, которые Маск считает необходимым для колонизации Красной планеты, станут уже малореальными.

Дело в том, что для таких рейсов каждый Starship с людьми и грузами надо дозаправить не менее пары десятков раз. То есть потребуются буквально десятки тысяч пусков Starship-танкеров, по сути кораблей той же конструкции, но несущих только жидкий кислород и метан. При быстрой многоразовости можно запускать один и тот же танкер несколько раз в сутки. Тогда их потребуется довольно немного. Но при паузе между переиспользованиями хотя бы в две недели танкеров потребуется уже около тысячи.

Раски считает, что есть смысл организовать программу NASA по изучению новых видов тепловых щитов и материалов для них. В то же время, неясно, насколько это поможет. Керамическая теплозащита пока не имеет внятных альтернатив: та же PICA долго делается в автоклаве, но работает за счет абляции, при которой материал сдувает с поверхности космического корабля. Наносить ее перед каждым полетом еще дольше и сложнее, чем ремонтировать керамические плитки.

Альтернативный подход в конце 2010-х предложил сам Илон Маск: охлаждать стальную поверхность Starship за счет испарения жидкого метана, закачиваемого под оболочку корабля там, где нужна теплозащита. Такой метод упрощает многоразовость без ремонта, но требует расхода больших объемов жидкого метана, что снизило бы полезную нагрузку самого корабля.

Пока неизвестно, каким путем пойдут разработки SpaceX в этом случае, но судя по истории работы компании с техническими вызовами, так или иначе решение будет найдено. Более сложным вопросом остается то, удастся ли добиться этого в 2020-х.