В понедельник 23 сентября компания Blue Origin впервые на короткое время зажгла два ракетных двигателя BE-3U на второй ступени Glenn Stage 2 (GS2) ракеты-носителя New Glenn. Двигатели проработали 15 секунд на кислороде и водороде. «Сегодня вода, дым и огонь со всех трёх ракурсов», — сообщила компания в социальной сети X. Эти испытания — шанс провести долгожданный запуск ракеты до конца года.

Источник изображения: Blue Origin

Эксперимент по статическому прожигу ракетных двигателей в составе второй ступени был первым в истории будущей ракеты. По словам компании, это было необходимо для «снижения риска». Компания всё ещё планирует произвести первый запуск ракеты New Glenn в ноябре текущего года, хотя ранее запланированный на октябрь исторический дебютный запуск по контракту с NASA, включающий вывод двух спутников для изучения магнитосферы Марса, был перенесён на следующий год.

Компании Blue Origin предстоит собрать до ноября первую ступень ракеты с семью ракетными двигателями BE-4 на метане и кислороде. К счастью, двигатели BE-4 уже были испытаны в космосе. В начале 2024 года на этих двигателях взлетела ракета Vulcan компании ULA. В составе ракеты New Glenn эти двигатели также испытают статической огневой нагрузкой перед самым запуском — уже в составе полностью собранной ракеты, установленной на стартовом столе.

Сотрудников Blue Origin ожидают напряжённые трудовые недели, если они смогут выдержать предложенный руководством график. Первая и вторая ступени собирались вместе лишь однажды, а это крайне большая конструкция высотой 98 метров. Всегда остаётся вероятность, что на этапе финальной сборки что-то пойдёт не так, особенно при подготовке к первому запуску ракеты. Неприятных сюрпризов, вероятно, не удастся избежать.

Новый исполнительный директор Blue Origin, Дэйв Лимп (Dave Limp), в электронном письме сотрудникам призвал их «не убирать ногу с педали газа». Компания должна завершить год запуском ракеты, которая в будущем будет участвовать в лунной программе NASA Artemis. По выводу полезной нагрузки на орбиту New Glenn опережает Falcon 9 SpaceX, хотя уступает Falcon Heavy, выводя на низкую околоземную орбиту 45 тонн полезного груза. NASA и партнёры нуждаются в таком тяжеловесе, и первый его старт должен состояться совсем скоро.

Медиагигант BBC поделился видео эпичного взрыва первой ступени ракеты немецкого стартапа Rocket Factory Augsburg (RFA), который произошёл 19 августа на космодроме SaxaVord в Шотландии. Компания RFA обещала совершить запуск первой в Европе частной ракеты RFA ONE до конца 2024 года. По очевидным причинам этого не произойдёт, хотя в запасе остаётся потенциальная возможность запуска ракеты другого частника — компании Skyrora с украинскими корнями.

Источник изображения: BBC

Событие не стоит драматизировать. Это часть обычного рабочего процесса. Тот же Илон Маск буквально взорвал десятки прототипов ступеней и ракет, прежде чем добился результата. Космодром SaxaVord на островке Анст у побережья Шотландии всё ещё не достроен, а его финансирование под вопросом. Компания RFA провела ряд статических огневых испытаний двигателей первой ступени ракеты RFA ONE с неизвестным результатом. По слухам, запускалась лишь малая часть двигателей. Поэтому готовность космодрома к запускам и зрелось прототипа могут оказаться преувеличенными.

Примерно так же обстоят дела у другого европейского частника — шотландского стартапа Skyrora, созданного украинским предпринимателем Владимиром Левыкином. Отличительной чертой ракет Skyrora станет напечатанный на 3D-принтере ракетный двигатель. Год назад Skyrora провела статические огневые испытания очередного прототипа, тогда как предыдущий утонул в море годом ранее.

На фоне неудачи компании RFA отличились польские разработчики, которые в прошлом месяце отправили первую созданную в стране ракету на жидком топливе за линию Кармана, впервые выведя польскую ракету в космос. Европа стремится удержаться на острие прогресса в космических программах. Тяжёлая ракета Ariane-6 не идеально, но, наконец-то, взлетела первый раз на орбиту. Лёгкая ракета после аварии с дюзами украинского производства восстанавливается и может вернуться к запускам ближе к концу года или в следующем году.

Компания Rocket Lab сообщила, что 8 августа 2024 года впервые произвела статические огневые испытания нового ракетного двигателя Archimedes. Что важно, испытанный двигатель — не какой-то прототип или полусырой продукт. Это фактически лётный экземпляр, что позволит осуществить первый запуск ракеты с новыми двигателями уже до середины 2025 года.

Источник изображения: Rocket Lab

Испытания «Архимеда» состоялись в Космическом центре NASA имени Джона Стенниса в округе Ханкок, штат Миссисипи. Двигатель развил тягу в 102 % мощности, что примерно соответствует развиваемой мощности в 75 т на уровне моря. Время работы двигателя компания не сообщила, поэтому трудно судить о его готовности к полётам. Впрочем, двигатель ещё не прошёл все этапы квалификации и не сертифицирован для установки на ракету.

Двигатели Archimedes компания Rocket Lab создаёт для установки новую на частично многоразовую среднюю ракету Neutron. На первой ступени «Нейтрона» будет 7 «Архимедов», а на второй — один для работы в вакууме. Особенностью новой ракеты станет обтекатель, интегрированный с первой ступенью. Он будет не сбрасываться, а станет раскрываться как бутон цветка или ракушка моллюска, чтобы выпускать для дальнейшего самостоятельного полёта верхнюю ступень.

Сообщение об успешном испытании нового двигателя на топливной паре метан/кислород компания Rocket Lab приурочила к объявлению результатов второго квартала 2024 года. В отчётный период выручка компании увеличилась до рекордного значения $106,3 млн. Хороший результат, хотя Rocket Lab по-прежнему сообщает о регулярных квартальных убытках. Во втором квартале, например, она понесла их на сумму $41,6 млн. Многоразовая ракета «Нейтрон», которая придёт на смену или дополнит одноразовую лёгкую ракету «Электрон» компании, поможет ей уйти от убытков и стать прибыльной.

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.