«Мехазилла» и Марс: как SpaceX Илона Маска научилась ловить ракеты «палочками»
Состоявшийся в воскресенье, 13 октября, успешный испытательный полет сверхтяжелого космического корабля Starship компании SpaceX технологического предпринимателя Илона Маска без всяких скидок — историческое событие для космической отрасли. Рассказываю, почему, и объясняю, причем здесь «Мехазилла» и «палочки для еды».
Сосиска и шипение
Владелец Tesla и SpaceX миллиардер Илон Маск производит огромное количество информационного шума, вероятно, больше, чем все остальные технологические предприниматели вместе взятые. Он то делает смелые прогнозы, которые не сбываются, то ввязывается в сетевые войны, то затевает суды.
– Я понимаю, что если хочешь продать сосиску, научись вначале продавать шипение.
— Но, надеюсь, ты в курсе, что сколько шипения ни продавай, рано или поздно тебе все-таки придется предъявить общественности настоящую сосиску, хм?
Этот шутливый диалог из книги Терри Пратчетта «Делай деньги» как нельзя лучше описывает основы маркетинга: важен не только сам товар, но и его презентация, связанные с ним ощущения, эмоции. Дай покупателю услышать, как сосиска аппетитно шкворчит на сковородке, ощутить чудесный запах жареной сосиски, расскажи о ее божественном вкусе — и он захочет купить ее именно у тебя. Но, важный момент, — для успеха дела реальный товар должен соответствовать обещаниям.
Кстати, очень напоминает популярный принцип стартапов Кремниевой долины: Fake it till you make it. Притворяйся, что у тебя есть новый продукт, пока в самом деле не создашь его.
В минувшее воскресенье Илон Маск, производящий столько «шипения» в соцсетях, что порой кажется, он вообще больше ничем другим и не занят, все-таки в очередной раз предъявил миру «настоящую сосиску», причем огромную, 120 метров в длину. Речь идет о космическом корабле Starship, который не только успешно стартовал на орбиту, но и сумел в целости и сохранности вернуть на стартовую площадку первую разгонную ступень.
В такие моменты мы вспоминаем, почему Маск, несмотря на весь свой эпатаж, по-прежнему один из ведущих технологических предпринимателей в мире.
Не крашена, не бита, летала на орбиту
Использовать одноразовые ракеты «все равно что выбрасывать самолет после каждого полета», сказал Маск в 2017 году. Но он, конечно, был далеко не первым, кому пришла в голову мысль попробовать использовать бывшие в употреблении ракеты многократно.
Американское аэрокосмическое агентство NASA на волне успеха лунных миссий Apollo еще в конце 60-х начало задумываться о том, как можно построить многоразовый космический корабль.
В итоге президент США Ричард Никсон в 1972 году принял решение начать разработку космической транспортной системы Space Transportation System, которая позднее преобразовалась в знаменитую программу «Космический челнок» Space Shuttle.
«Эта система будет основана на космическом корабле, который может многократно совершать челночные рейсы с Земли на орбиту и обратно. Она произведет революцию в транспортировке в ближний космос, сделав ее рутинной», — объявил Никсон.
Спустя десять лет 12 апреля 1981 года первый космический челнок Columbia совершил успешный орбитальный полет.
В снаряженном для старта состоянии он включал в себя четыре компонента. Орбитальный модуль, снабженный отсеком для экипажа, лабораторией, основными двигателями, крыльями и шасси, как у самолета. Вместе с двумя твердотопливными ускорителями все это крепилось к огромному дополнительному топливному баку высотой 47 метров.
Шаттл стартовал вертикально, как ракета, используя тягу основных двигателей и ускорителей, чтобы преодолеть притяжение Земли. После набора заданной высоты бак и ускорители сбрасывались. Бак сгорал в атмосфере, а ускорители на парашютах спускались в море, их подбирали для повторного использования.
Орбитальный модуль выходил на орбиту, где мог маневрировать благодаря основным двигателям и собственному запасу топлива, а в завершение миссии снова входил в атмосферу и планировал на крыльях, в итоге приземляясь на посадочную полосу как самолет.
Программа Space Shuttle проработала 30 лет, за это время было осуществлено 135 полетов. Последний состоялся 21 июля 2011 года. Три оставшихся челнока были превращены в музеи. Программу погубили две вещи — плохая экономика и недостаточная безопасность.
«Хотя шаттл был предложен для того, чтобы сделать одноразовые ракеты делом прошлого, все получилось ровно наоборот. Большинство клиентов, которые хотели вывести спутники на орбиту, обнаружили, что обычные ракеты являются более дешевой альтернативой», — пишет портал Astronomy. Все дело в том, что каждый запуск шаттла обходился в фантастические $450 млн, гораздо дороже, чем прогнозировали в NASA. Кроме того, подготовка к повторному старту занимала слишком много времени — от 54 до 88 дней. Коммерческие клиенты не хотели столько ждать.
И, наконец, две страшные катастрофы с шаттлами Challenger в 1986 году и Columbia в 2003 году, в общей сложности унесшие жизни 14 человек, привели к тому, что программу было решено прекратить.
Не удивительно, что на этом довольно печальном фоне идея Маска о том, что его компания SpaceX сумеет создать коммерчески эффективную возвращаемую ракету, многим казалась фантастической.
Тем не менее, в марте 2017 года критики были посрамлены. Cозданная SpaceX ракета Falcon 9 не просто вывела на орбиту спутник, но и успешно вернула на морскую посадочную платформу самую дорогую часть — свою первую ступень, разгонный бустер.
Главное, эта первая ступень ранее уже летала в космос. Таким образом было на практике доказано, что ракеты все-таки можно использовать неоднократно, по крайней мере, частично — вторая ступень и грузовой отсек у Falcon 9 по-прежнему одноразовые.
С тех пор Falcon 9 стала главной «рабочей лошадкой» SpaceX. В 2024 году с ее помощью был установлен мировой рекорд по количеству запусков в год — 97 (теперь уже 98, считая Starship), причем подавляющее большинство с первыми ступенями, уже бывшими в употреблении, пишет Independent. Получается, в этом году ракеты SpaceX летали чаще чем раз в три дня (сравните с результатами Space Shuttle).
Портал Our World In Data приводит интересную статистику по стоимости доставки на низкую околоземную орбиту 1 кг груза. Для Falcon 9 она составляет $2600. Для нового Falcon Heavy, который приводится в действие сразу тремя возвращаемыми первыми ступенями Falcon 9 и может нести гораздо больше полезной нагрузки, — $1500. Это в разы меньше, чем у ближайшего конкурента — тяжелой российской одноразовой ракеты «Ангара» ($4500).
Огромный (фактически, самый большой в мире) космический корабль Starship Маск обещает сделать полностью повторно используемым и тем самым снизить стоимость пуска примерно до $10 млн. Текущую стоимость запуска он не раскрывает. Для сравнения, за один запуск Falcon 9, который гораздо меньше, чем Starship, он берет с клиентов $62 млн, пишет Business Insider.
При полезной нагрузке более 100 тонн цена пуска Starship в $10 млн дает фантастическую стоимость доставки груза на орбиту — всего $100 за килограмм или даже еще меньше: сам Маск обещал сделать запуски в 100 раз дешевле, чем у Falcon.
Как он собирается этого достичь?
Ловец ракет
Казалось бы, есть уже хорошо отработанная на Falcon 9 технология. В конце концов, его первые ступени уже 310 раз благополучно приземлялись на специальные раскладные опоры. Зачем изобретать что-то новое? Как говорится, работает — не трогай.
Но не таков Илон Маск и инженеры SpaceX: для Starship они придумали принципиально другой механизм. Была построена гигантская стартовая башня, снабженная роботизированными «руками»-захватами.
С их помощью она поднимает на стартовый стол вначале первую ступень, которая имеет собственное название Super Heavy, а потом устанавливает на нее Starship, который может вмещать более 100 тонн груза и до 100 человек экипажа.
Общая высота ракеты около 120 метров. Во избежание путаницы добавлю, что хотя каждая часть ракеты имеет собственное название, вся система в сборе тоже называется Starship. Почему так получилось, трудно сказать, Маск в целом несколько хаотичен, как нетрудно заметить.
Но главное не это. Предполагалось, что стартовая система сможет также ловить вернувшиеся части ракеты и снова ставить на стартовый стол для послеполетного ремонта, заправки, загрузки и нового запуска. Стартовую башню за ее величину Маск прозвал «Мехазиллой» в честь японского роботизированного монстра, а ее «руки» — «палочками для еды» (chopsticks).
В выпуске подкаста Лекса Фридмана в 2021 году Маск рассказал о сложности поставленной им задачи. «Мы говорим о том, чтобы поймать самый большой когда-либо созданный летающий объект с помощью рук-палочек для еды. Это как в фильме «Карате-пацан» с мухой, но огромной», — сказал он, сославшись на сцену из фильма 1984 года, в которой главный герой ловит палочками летящую муху.
У такой системы сразу два преимущества. Во-первых, Super Heavy вообще не нужны мощные раскладные опоры, которые в силу солидного веса уменьшают полезную нагрузку, а в космических полетах на счету каждый лишний килограмм. Во-вторых, ракета после возвращения оказывается сразу на стартовом столе, что исключает ее перевозку к нему с места приземления. Так экономится время и немалые деньги.
Для перевозки тех же Space Shuttle, например, NASA пришлось купить и специально переоборудовать два «Боинга», представьте себе затраты.
Скептики, как водится, сомневались, что такой маневр с приземлением прямо на стартовую башню вообще возможен.
Состоявшийся 13 октября пятый тестовый запуск Starship увенчался триумфальным успехом. Грузовая часть успешно вышла на орбиту и упала в океан в запланированном районе. А первая ступень вернулась и была поймана «Мехазиллой» — скептики в очередной раз посрамлены. Как сказал однажды друг Маска, технологический инвестор Питер Тиль: «Никогда не ставьте против Илона».
Выгляделo все это поистине фантастически.
Дальнейшие планы
На очереди – научиться ловить и сам Starship после возвращения, но теперь, после первого успеха, это кажется вполне реальной перспективой.
По задумке Маска, такие «Мехазиллы» должны стать настоящими космическими портами, позволяющими запускать и принимать обратно многоразовые ракеты, готовя их к новому запуску уже не за дни, а за считанные часы.
Впрочем, дешевой отправкой спутников на низкую околоземную орбиту амбиции Маска отнюдь не ограничиваются.
В следующем году SpaceX планирует совершить пилотируемый полет вокруг Луны в рамках миссии NASA Artemis II. В 2026 году компания примет участие в миссии Artemis III, целью которой является высадка людей на Луну, пишет Business Insider.
А в более отдаленной перспективе Маск намерен сделать человечество мультипланетарным видом, основав колонию на Марсе.
В 2020 году он описал, как видит решение этой задачи: нужно построить флот из 1000 Starship, которые следует запускать не реже чем раз в три дня, чтобы сформировать на орбите Земли группировку готовых к межпланетному путешествию кораблей.
Раз в 25 месяцев, в моменты наибольшего сближения наших планет, они будут стартовать с орбиты к Марсу. Таким образом за один цикл можно будет отправлять к Марсу до 100 000 человек и мегатонны грузов, что позволит чуть больше чем за 20 лет основать колонию с миллионом жителей.
Звучит как полная фантастика. Но про многие другие его начинания тоже так говорили.
