Машинные алгоритмы уверенно отбирают у людей шансы на творческую работу. На днях в Великобритании был испытан первый в мире жидкостный ракетный двигатель, с нуля спроектированный искусственным интеллектом. На проектирование ушло менее двух недель после утверждения спецификаций. Ещё несколько дней потребовалось для 3D-печати двигателя. После сборки он запустился с первой попытки. ИИ выполнил годовую работу коллектива КБ на «отлично».

Источник изображений: LEAP 71

Больше всего времени заняла финишная обработка деталей и сборка двигателя, чем занимались сотрудники британского Университета Шеффилда. ИИ как бы намекнул, что человеку осталась лишь физическая работа, а творческую составляющую алгоритмы взяли на себя.

Проект разработки сложных инженерных конструкций с помощью искусственного интеллекта продвигает компания LEAP 71, работающая в Дубае (ОАЭ). Специалисты компании создали большую вычислительную модель Noyron с «компактным и надёжным геометрическим ядром» PicoGK, которое позволяет создавать очень сложные физические объекты. Тем самым Noyron способна проектировать конструкции, машины и механизмы для любой сферы использования, а не только для аэрокосмической отрасли, от детской игрушки до космического челнока. В процессе проектирования программы САПР ни разу не использовались.

Спроектированный нейросетью ракетный двигатель работает на паре керосин/жидкий кислород. Во время статических огневых испытаний на полигоне Airborne Engineering в Уэскотте, Великобритания, двигатель мощностью 5 кН (500 кг) подтвердил свои характеристики. Сначала он прогревался в течение 3,5 с, а затем вышел на полную мощность и проработал 12 с, в ходе чего развил тягу в 20 тыс. лошадиных сил. Этого достаточно, чтобы вооружить таким двигателем верхнюю ступень ракеты. Каждую новую модификацию двигателя модель Noyron может выдавать со скоростью менее 15 мин, проводя вычисления на обычном компьютере. Вам нужна линейка двигателей? Подождите чуток за дверью, вам скоро вынесут.

Компоненты двигателя изготавливались в Германии компанией AMCM из медного сплава CuCrZr методом аддитивной печати на принтере EOS M290. Чтобы медь не расплавилась, а в камере сгорания двигателя температура достигала 3000 °C, было использовано инновационное решение с подачей охлаждённого топлива (керосина) через систему встроенных в двигатель каналов диаметром 0,8 мм. Благодаря этому корпус двигателя нагревался всего до 250 °C. Сбой в охлаждении мгновенно превратил бы двигатель в лужицу меди, но система отработала надёжно. Также для впрыска топлива в камеру сгорания была использована коаксиальная вихревая форсунка, что считается самым передовым на сегодня решением.

Джозефин Лисснер (Josefine Lissner), аэрокосмический инженер и управляющий директор LEAP 71, сказала: «Это важная веха не только для нас, но и для всей отрасли. Теперь мы можем автоматически создавать функциональные ракетные двигатели и напрямую переходить к практической проверке. От окончательной спецификации до производства проектирование этого двигателя прошло менее 2 недель. В традиционной инженерии это стало бы задачей многих месяцев или даже лет. Каждая итерация нового двигателя занимает всего несколько минут. Инновации в области космических двигателей сложны и дорогостоящи. С помощью нашего подхода мы надеемся сделать космос более доступным для всех».

Компания LEAP 71 будет использовать данные испытаний для дальнейшего продвижения инженерной модели Noyron. Компания работает с ведущими аэрокосмическими компаниями США, Европы и Азии над коммерциализацией полученных таким образом ракетных двигателей. Но только этим сфера деятельности компании не ограничивается. Она создаёт или обещает создавать продукты в различных областях — от аэрокосмической промышленности и электромобилей до теплообменников и робототехники. Звучит зловеще, особенно в сочетании со способностью печатать детали на 3D-принтере. Но пока на финальном этапе работ есть человек с напильником, мы можем спать спокойно.

В NASA сообщили, что 14 сентября в Центре космических полетов им. Маршалла состоялся третий статический огневой тест прототипа перспективного ракетного ускорителя для поздних миссий Artemis, которые затронут также полёты к Марсу. Уменьшенный прототип ускорителя BOLE разработан и изготовлен компанией Northrop Grumman. Огневой тест прототипа позволяет собрать критическую информацию о материалах и узлах ускорителя для запуска серийного производства.

Источник изображения: NASA

Первые три миссии Artemis, одна из которых уже успешно завершена после возвращения на Землю беспилотного корабля «Орион», предусматривают оснащение ракет-носителей SLS парами старых твердотопливных ускорителей, оставшихся от программы «Спейс шаттл». Для миссий с четвёртой по восьмую включительно компания Northrop Grumman изготовит пять пар модернизированных ускорителей Flight Support Booster-2. Они будут изготавливаться фактически по старым чертежам и каждый получит по дополнительной пятой твердотопливной секции (оригинальные ускорители от «Шаттлов» состоят из четырёх секций).

Для девятой миссии «Артемида» компания Northrop Grumman готовит совершенно новые ускорители BOLE (booster obsolescence and life extension). В перспективе они станут основой для отправки миссий на Марс. Корпуса ускорителей BOLE будут из композитных материалов, а не из стали, что сделает их легче при той же или даже большей тяге, а это означает вывод большей полезной нагрузки в космос.

14 сентября на полигоне NASA компания Northrop Grumman провела третьи по счёту статические огневые испытания прототипа ускорителя BOLE. Это уменьшенная копия будущего ускорителя, огневые испытания которой также были проведены в 2021 и 2022 годах. Ранее третьи испытания прототипа не планировались. Компания рассчитывала провести третий огневой тест на полномасштабном ускорителе, что должно произойти весной 2024 года. Возможно, понадобились ещё какие-то данные для изготовления полномасштабного прототипа.

Испытания 14 сентября прошли успешно. Были собраны данные по устойчивости и качеству материалов для защиты дюз и композитного корпуса от температурного воздействия. Впрочем, инженеры обычно отслеживают режимы работы двигателя по сотням каналов одновременно, что даёт достаточный для анализа изделия набор данных. Ускорители крайне важны для программы «Артемида». Первые 2 минуты полёта они обеспечивают ракете свыше 75 % тяги. 24-дюймовый прототип показал тягу в 37 т, что для его габаритов считается хорошим результатом.

SpaceX сделала новый шаг к повторному запуску ракеты Starship на орбитальную высоту. Вчера на космодроме в Бока Чика (Техас) был испытан ускоритель Super Heavy ракеты с 33 двигателями Raptor 2. Статические огневые испытания прошли успешно — двигатели отработали положенные 6 секунд, тогда как во время предыдущего испытания 4 двигателя отключились раньше времени. Фактически теперь кроме регулятора ничего не мешает SpaceX запустить Starship в космос.

Источник изображения: SpaceX

Предыдущая и первая попытка запустить ракету Starship с ускорителем Super Heavy в космос, предпринятая 20 апреля этого года, закончилась взрывом ракеты в воздухе. Илон Маск пообещал повторить попытку минимум через два месяца после этого. С тех пор прошло уже четыре месяца и обещание пока не выполнено, хотя компания, в принципе, могла бы это сделать.

Успешный огневой статический тест всех двигателей ускорителя Super Heavy (девятой по счёту версии прототипа) формально открывает ракете Starship путь на орбитальную высоту. Кроме этого стартовая площадка в Бока Чика подверглась значительной модернизации. В свой первый запуск ускоритель прожёг в бетоне площадки кратер диаметром около 20 м, а разлетевшиеся по окрестностям куски бетона и щебень наделали дыр в служебных постройках и оборудовании, а также вызвали масштабное возгорание на землях заповедника по соседству.

Масштабы инцидента оказались таковы (хотя обошлось без жертв и ранений), что на разрешивших запуск чиновников FAA (Федерального агентства гражданской авиации) была подана жалоба. Это заставило регулятора взять под особенный контроль работы SpaceX по обустройству стартовой площадки для предотвращения подобного в будущем. На площадку установили перфорированную стальную плиту и систему подачи воды через эти отверстия. Теперь запуск двигателей ускорителя сопровождается неимоверными клубами пара от испарения охлаждающей жидкости.

Регулятор ждёт от SpaceX изменений в документации, поданной для получения разрешения на запуск. Две недели назад компания предоставила в FAA письменный отчёт об апрельской аварии. Но будет ли этого достаточно для получения лицензии на повторный запуск, неизвестно. Похоже, что после успешного испытания всех 33 двигателей на ускорителе Super Heavy мяч на стороне регулятора, и реакция вскоре последует.

Отдельно следует сказать, что во время неудачного запуска Starship в апреле наземная команда не смогла инициировать команду самоуничтожения ракеты, когда стало ясно, что всё пошло не по плану. По каким-то причинам команда сработала примерно через минуту. Также в SpaceX приняли решение реализовать систему горячего разъединения ступеней, когда ракета запускает двигатели ещё до отсоединения от ускорителя. Для этого пришлось модифицировать верх ускорителя, добавив на него огнеупорное кольцо и другие конструкции. Как это будет выглядеть, показано в мультике выше. В любом случае, мы это сможем наблюдать в реальности, когда FAA разрешит повторный запуск Starship.