Starship или метановый Falcon Heavy? 

Журавль в небе или синица в руках?




На сегодня (15 ноября 2022 года) у человечества есть лишь одна
летающая ракета сверхтяжёлого класса - Falcon Heavy.
Уже завтра должна добавиться вторая - SLS.



Вспомним историю всех четырёх полётов ракеты Falcon Heavy (FH).

1) 6 февраля 2018 г. - первый  демонстрационный полёт, с успешным выведением электромобиля Tesla Roadster на гелиоцентрическую орбиту. Оба боковых ускорителя синхронно приземлились на посадочных площадках, центральный блок не смог успешно приземлиться на плавучую платформу.
2)  11 апреля 2019 г. - успешный запуск спутника  связи Arabsat 6A для Саудовской  Аравии на суперсинхронную геопереходную орбиту. Боковые ускорители выполнили посадку на посадочные площадки, центральный блок успешно приземлился на платформу OCISLY, в 990 км от места запуска. Однако из-за неблагоприятных погодных условий команда поддержки долго не могла закрепить центральный блок нижней ступени на палубе плавающей платформы, после чего ступень начала перемещаться к краю платформы, опрокинулась и утонула.
3) 25 июня 2019 г. - успешный запуск в рамках программы Space Test Program Министерства обороны США. Боковые ускорители нижней ступени успешно приземлились на посадочные площадки. Центральный блок промахнулся мимо плавучей платформы OCISLY, находившейся на рекордном расстоянии 1245 км (вдвое дальше от берега, чем при запусках Falcon 9).
4) 1 ноября 2022 г. - успешный запуск нескольких спутников для USSF на геосинхронную орбиту. Задача возврата центрального блока нижней ступени даже не ставилась, он летел в одноразовом безногом варианте.

Выводы:
1) Во всех четырёх полётах ракеты FH спасти центральный блок нижней ступени не удалось. Как тут не вспомнить историю советской лунной ракеты Н-1, которая также состояла из 4 неудачных полётов, после чего вся программа была закрыта? Я, конечно,  не призываю отказываться от FH, но от химеры (догмы) многоразовости центрального блока нижней ступени явно пора избавляться.
2) С другой стороны  заявленная грузоподъёмность FH (63,8 т. на НОО) немного не дотягивает до заветных 70 тонн, которые принято считать достаточными для пилотируемых полётов к Луне и которыми скоро будут располагать ближайшие конкуренты FH, такие как SLS и китайская CZ-5G. Речь об известной  двухпусковой схеме, когда пилотируемый корабль и лунный посадочный модуль запускаются раздельно и стыкуются на окололунной орбите. Ракете FH явно не хватает мощности двигателя Merlin 1D на верхней ступени, тяга которого (80 т.) лишь немного превосходит вес ПН. Сравните верхнюю ступень ракеты Falcon 9 и ракеты FH - они одинаковы (при разнице ПН в 3 раза). Где тут логика? Ясно же, что пакет из 3 ускорителей способен отправить в полёт  более солидную верхнюю ступень, чем один единственный ускоритель. В результате: Falcon 9 - лучшая ракета современности, а FH - жалкий недосверхтяж.


Что делать:
1) Отказаться от многоразовости центрального блока нижней ступени. Он и сейчас улетает слишком далеко для его гарантированного спасения. А после предлагаемой здесь модернизации будет улетать ещё дальше (и с большей скоростью, что немаловажно).
2) Перевести центральный блок нижней ступени с керосина на метан. Вместо 9 двигателей Merlin 1D (суммарной тягой 768 т.) поставить 4 двигателя Raptor 2 (суммарной тягой 920 т.).  На картинке ниже показано с какой лёгкостью в окружность диаметром 3,7 м. вписываются 4 окружности диаметром 1,3 м.



3) Перевести также и верхнюю ступень с керосина на метан. Для чего заменить двигатель 
Merlin 1D (тягой 80 т.) двигателем Raptor 2 (тягой 230 т.). Кроме того верхнюю ступень придётся несколько удлинить для необходимого более мощному двигателю увеличения объёма топливных баков.  Этим набором мероприятий предлагаю ограничиться. Боковые ускорители, доказавшие свою надёжность можно оставить без изменений. 

Подведём итоги:
В результате предложенной модернизации метановый Falcon Heavy (MFH) не только станет полноценным сверхтяжем, но и похоронит РН SLS (в его нынешнем виде), поскольку стоимость запуска MFH будет несоизмеримо ниже стоимости запуска SLS при равных возможностях.

Новому сверхтяжу 
MFH будут доступны запуски к Луне как в рамках программы Артемида, так и в рамках коммерческой программы лунного туризма. Тут нужно вспомнить о ранее взятом на себя компанией SpaceX обязательстве отправить к Луне двух неназванных туристов в 2018 году, проекте японского миллиардера Юсаку Маэдзава dearMoon, а также совсем недавно проданных двух билетах (на путешествие вокруг Луны) известному космическому туристу Деннису Тито с женой Акико. Можно предположить, что эти туристы лишь обрадуются узнав, что им не придётся терпеливо ждать, пока Илон Маск научит свой Starship взлетать, дозаправляться топливом на орбите, летать сначала вокруг Земли, а потом вокруг Луны, и наконец возвращаться на Землю с помощью Мехазиллы. Ведь на это неизбежно уйдут многие и долгие годы.

Пока Илон Маск пытается поймать журавля в небе (Starship) к нему в руки просится синица (MFH). Именно сейчас настал тот момент, когда готовы все слагаемые неотвратимого успеха проекта MFH, и у Маска есть всё необходимое для этого, за исключением пустяка - интереса к Луне. Илон  мечтает только о Марсе.  Поэтому моё предложение скорее всего останется гласом вопиющего в пустыне. А жаль.

Эпилог:
Более всех наук уважаю математику. В математике есть понятие о необходимом и достаточном условии. Если спросить чиновников NASA: является ли наличие сверхтяжа SuperHeavy/Starship необходимым и достаточным условием для обеспечения пилотируемых полётов на Луну, что они ответят? Правильный ответ: достаточным - да, необходимым - нет.
Для организации одного пилотируемого полёта на Луну необходимы и достаточны либо 2 сверхтяжа грузоподъёмностью 70 т. (на НОО), либо один сверхтяж грузоподъёмностью 140 т.(на НОО).
Starship, требующий орбитальной дозаправки от  неопределённого числа танкеров (от 6 до 12) для полётов на Луну глубоко избыточен.  Поэтому я с изумлением смотрю на руководство NASA, которое явно не понимает ни того, что купило у компании SpaceX гигантскую пустышку, ни того, ради чего подписалось на всю эту опупею с водружением на Луне "Пизанской башни" имени Илона Маска.

15 ноября 2022 г.