Почему взорвался при приземлении звездолет Space X SN11
Последний испытательный полет SpaceX Starship завершился еще одним громким взрывом. 30 марта 2021 года был запущен прототип Starshipn SN11, который успешно достигнув заданной высоты 10 км, при попытке мягко приземлиться, взорвался.
Прототип с номером SN11 взлетел, последовательно отключая двигатели, поднялся на заданную высоту десять километров и выполнил, как планировалось, переворот в воздухе. Затем он спланировал «брюхом вниз» до высоты в тысячу метров и повторно запустил двигатели. До этого момента все шло, как было запланировано: подобные маневры производились и раньше.
Но на отметке 05:49 после старта видеосигнал с прототипа космического корабля прервался, а затем на официальной трансляции послышались подозрительные звуки. Что именно происходило, сказать сложно, — все-таки диктор находился на значительном удалении от посадочной площадки. Однозначно различимы звуки работы реактивных двигателей, несколько небольших щелчков или хлопков и мощный удар металла об землю.
Еще на траектории набора высоты проявились довольно беспокоящие симптомы у двигателей Raptor. Трудно определить, значительная это проблема или нет, но у одного из них во время работы вырывалось пламя из трубопровода в районе камеры сгорания и турбонасоса (особенно сильная вспышка на отметке 06:14).
В дополнение к этому можно придраться к цвету выхлопа двигателей — он похож на тот, что бывает при излишне обогащенной топливом смеси. Хотя, может, эффект обусловлен туманом, в котором так отсвечивает пламя. В любом случае почти сразу трансляция начинает прерываться черными или замершими кадрами, налицо какие-то проблемы со связью. Ситуация усугубляется ближе к наивысшей точке траектории.
Завершается видеоряд в момент зажигания двигателей для тормозного импульса на высоте около километра. Картинка почти сразу замирает, что происходит дальше — неясно. Портал NASASpaceflight тоже вел трансляцию со своей камеры, установленной неподалеку от стартового стола. На ней видно, как мимо пролетают ошметки Starship SN11: очевидно, он упал вне «поля зрения». По словам одного из ведущих, обломки даже задели камеру, а один из них (шарообразный дымящийся объект) пролетел совсем рядом.
Возможны косвенные оценки причин аварии. Во время предыдущих испытательных полетов второй двигатель при посадке не запустился, продемонстрировав длинный выброс яркого пламени. Это одно из классических проявлений неустойчивости горения. Точнее, его следствие — неизвестно по виду, какой тип неустойчивости привел к выбросу. Их существует несколько.
Есть низкочастотная неустойчивость. Это колебания давления топлива в магистралях и камере, образующих с процессом горения единый колебательный контур. Пульсации давления идут с частотой 8-12 раз в секунду. Могут возникать неустойчивости разного рода при аварийном выключении двигателя, с разной быстротой развития событий. Есть высокочастотная, акустическая неустойчивость горения в камере сгорания газодинамической волновой природы. Ее частота очень большая и измеряется в килогерцах.
Чтобы измерить происходящее с такой частотой (а иначе есть риск оставить причину в слепой зоне, за пределами измерений), нужно надежно отследить протекание процесса во времени. Следует проводить опрос датчиков с частотой несколько тысяч раз в секунду. Этот поток данных должна обработать и передать быстродействующая радиотелеметрическая система, которая вынуждена иметь минимально несколько сотен или даже тысячи каналов измерения. Чем выше мощность телеметрии, тем больше объем измерений и точнее полученные данные от испытаний.
Что произошло в этот раз — будут разбираться.
Судя по всему, после этих испытаний программу разработки многоразового космического корабля Starship ждут значительные изменения. Из четырех полетов на высоту в 10 километров полностью успешным не был ни один. Почти все прототипы по разным причинам разбивались при посадке, и лишь один смог сесть вертикально, но скорость касания с площадкой оказалась слишком высокой. Он взорвался из-за полученных повреждений через несколько минут. Безусловно, значительная часть запланированных задач при полетах каждый раз выполнялась, и специалисты SpaceX получили массу полезных данных, но полноценного успеха пока еще нет.
Следующий летный прототип — SN15 (номера с 12-го по 14-й пропущены), в который планируют внести большое количество изменений. В числе прочего — пересмотрят механизм подвеса двигателей к силовому каркасу корабля. Возможно, это устранит все проблемы с тягой при посадке и образованием пламени в полете. Остается ждать и надеяться на успех. Цель команды в Бока-Чика — первый орбитальный полет летом.
SpaceX подчеркивает, что, несмотря на серию взрывных посадок, испытательные полеты были успешными, поскольку они позволили компании собрать ценные данные, которые помогут им усовершенствовать конструкцию.
Он также заявил, что следующий прототип SpaceX, Starship SN15, выйдет на стартовую площадку «через несколько дней». «В него внесены сотни улучшений в конструкциях, авионике, программном обеспечении и двигателе», — сказал Маск.