Новое поколение тяжелых ракет бросает вызов SpaceX

Поскольку глобальное желание запускать космические корабли на орбиту продолжает расти, конкуренция между новыми и старыми космическими компаниями усиливается за создание более крупных и совершенных ракет-носителей.

Может быть трудно идти в ногу с этой быстро развивающейся, но очень сложной и строго регулируемой отраслью, но все, что вам нужно, чтобы оставаться в курсе, находится здесь, со ссылками на более глубокое освещение.

Вкратце: вас, вероятно, не удивит, узнав, что SpaceX является бесспорным лидером по запускам, только в прошлом году осуществив рекордные 96 запусков. Но его превосходство не испугало растущее число конкурентов, которые заявляют, что могут обеспечить столь необходимое присутствие на рынке и конкурентное давление, что приносит пользу отрасли в целом.

Мы изучили текущую ситуацию со средними, тяжелыми и сверхтяжелыми ракетами, от находящихся в эксплуатации в настоящее время до тех, которые еще не были запущены. Мы решили исключить из разработки меньшие ракеты-носители, такие как Nova от Stoke Space и RS1 от ABL Space, но даже в этом случае это довольно широкий взгляд. Некоторые из ракет, которые мы обсуждаем ниже, могут не конкурировать друг с другом напрямую, и их цена будет сильно различаться. Но любой из них, поступивший на вооружение, скорее всего, будет означать встряску в своем классе транспортных средств: Terran R от Relativity может подорвать доминирование Falcon 9; «Новый Гленн» и «Звездный корабль» смогут открыть возможность регулярных путешествий на Луну и за ее пределы.

Даже если хотя бы один из них преуспеет (что не факт), это изменит все.

Прежде чем мы начнем, вот несколько определений: Средняя подъемная сила обычно означает грузоподъемность от 2000 до 20 000 кг (от 4 400 до 44 000 фунтов) на низкую околоземную орбиту; Поднятие тяжестей означает от 20 000 до 50 000 килограммов (от 44 000 до 110 000 фунтов); И очень тяжелый грузоподъемник, который может перевезти более 50 000 килограммов.

Вот те, которые сейчас летают:

Для тех, кто еще не вышел на орбиту:

Ракеты-тяжеловесы в настоящее время находятся в эксплуатации.

Новичкам с самого начала придется столкнуться с жесткой конкуренцией, особенно в категории тяжелой атлетики. В этом году мы уже видели дебют ракеты Vulcan Centaur от ULA и ракеты Ariane 6 от Arianespace, и до конца года их может быть больше.

Вулкан Кентавр

• Компания: УЛА
• Грузоподъемность: 10 800–27 200 кг в зависимости от модели.
• Первый запуск: 8 января 2024 г.

Ракета Vulcan Centaur, пожалуй, самая конкурентоспособная ракета, производимая United Launch Alliance на сегодняшний день. Он дешевле своих предшественников Atlas и Delta IV Heavy и может быть сконфигурирован по-разному для выполнения различных задач. Но остаются вопросы о том, сможет ли United Launch Alliance, совместное предприятие Lockheed и Boeing, быть конкурентоспособным по цене в долгосрочной перспективе.

Vulcan имеет интересную архитектуру: его можно настроить четырьмя стандартными способами для размещения огромного количества полезной нагрузки на орбитах от геостационарной до низкой околоземной орбиты. Ракета впервые стартовала в январе 2024 года после нескольких задержек, отчасти из-за проблем с поставщиком двигателей для ракеты BE-4, компанией Blue Origin Джеффа Безоса. ULA предстоит еще один запуск, прежде чем она получит сертификат Министерства обороны США. К этому моменту компания сможет приступить к выполнению отставания Космических сил в 26 запусков. Второй сертификационный запуск запланирован примерно на сентябрь.

Ариана 6

• компания: Европейское космическое агентство/Ariane Group
• Грузоподъемность: 10 300–21 600 кг в зависимости от модели.
• Первый запуск: 9 июля 2024 г.

Европа возлагает надежды на ракету Ariane 6, которой в начале лета наконец удалось совершить свой первый полет, несмотря на серьезную задержку. Европейские чиновники надеются, что новая ракета заполнит огромный пробел в стартовых возможностях на континенте, где некоторые из важнейших миссий были переданы SpaceX из-за отсутствия местного поставщика запусков.

Ракета была разработана ArianeGroup, совместным предприятием Safran и Airbus, под контролем генерального подрядчика ESA. Первый полет ракеты Ariane 6 прошел не совсем по плану — неисправность двигателя верхней ступени на орбите привела к тому, что последние две полезные нагрузки не были развернуты на борту ракеты — но генеральный директор ЕКА Джозеф Ашбахер подтвердил, что агентство продолжит работу. со вторым полетом к концу года.

Система космического запуска

• компания: НАСА/Боинг и L3 Харрис
• Грузоподъемность: 27 000 кг на околоземную орбиту.
• Первый запуск: 16 ноября 2022 г.

Система космического запуска НАСА очень большая и очень дорогая. Возвышающаяся ракета высотой 321 фут обошлась в 23,8 миллиарда долларов с момента ее строительства в 2011 году до первого полета в конце 2022 года. Общество планетарных наук подсчиталоЭти затраты будут продолжать расти: после первого запуска в ноябре 2022 года НАСА планирует запустить SLS во второй раз в следующем году. Но поскольку ракета полностью заменяема, каждый компонент создавался с нуля. Долгосрочное будущее SLS остается неясным, особенно с учетом роста возможностей повторного использования, а вариантов использования практически не существует после его запуска для программы НАСА «Артемида».

Сокол Хэви

• компания: SpaceX
• Грузоподъемность: 63 800 кг на околоземную орбиту.
• Первый запуск: 6 февраля 2018 г.

С момента своего первого запуска в 2018 году Falcon Heavy совершил в общей сложности десять полетов. Этот запуск был запечатлен. много Но эта ракета не была такой уж интересной, главным образом потому, что генеральный директор SpaceX Илон Маск решил, что полезной нагрузкой должен быть красный родстер Tesla (с воображаемым астронавтом на месте водителя). Если ракета похожа на Falcon 9, то это потому, что по сути это та же самая ракета с двумя дополнительными ускорителями первой ступени, прикрепленными внизу. Ракета использовалась для запуска тяжелых спутников на геостационарные орбиты, крупных секретных полезных грузов для Министерства обороны и научных инструментов, таких как астероидный зонд «Психея».

Главным преимуществом ракеты Falcon Heavy является мощность: по сути это ракета Falcon 9, но с тремя связанными между собой разгонными двигателями. Это означает в три раза больше двигателей и в три раза большую тягу.

Подготовка к запуску

Ракетная гонка еще не окончена. Взгляните на следующее поколение ракет-носителей, которые дебютируют в ближайшие несколько лет.

Космический корабль

• Компания: SpaceX
• Грузоподъемность: 150 000 кг на низкую околоземную орбиту.
• Дата запуска: подлежит уточнению

Starship, безусловно, является самой популярной ракетой из всех, отчасти благодаря быстрому циклу разработки компании и постоянно разрекламированной кампании испытательных запусков, которая добилась огромного прогресса с момента первого орбитального испытательного запуска в апреле 2023 года.

Каждый запуск продвигался дальше предыдущего, и при четвертом запуске корабль высотой 400 футов выходил на суборбитальную траекторию, при этом и ракета-носитель, и первая ступень падали в океан.

Для пятой поездки, которая может состояться в конце августа или начале сентября, Кажется SpaceX стремится вернуть ракету на стартовую площадку в Южном Техасе и поймать ее огромными руками на огромной стартовой башне Миказела.

Многое зависит от успеха Starship: НАСА хочет использовать ракету для возвращения людей на Луну в рамках кампании «Артемида» и заплатило миллиарды долларов, чтобы помочь в разработке ракеты. Это также сделает компанию еще одним шагом вперед к достижению конечной цели генерального директора Илона Маска: «распространения света сознания» по всей Солнечной системе, начиная с колонии на Марсе.

Нью-Глен

• Компания: Blue Origin
• Грузоподъемность: 45 000 кг на околоземную орбиту.
• Дата запуска: сентябрь

Среди наиболее ожидаемых космических кораблей в мире — запуск ракеты New Glenn компании Blue Origin, высота которой составляет 322 фута. Планируется, что она станет первой орбитальной ракетой компании, если запуск в следующем месяце пройдет по плану. (Нью-Шепард, действующая ракета космического туризма, летает только на суборбитальные высоты.)

Хотя у SpaceX и Blue Origin много общего (кроме поддержки основателей-миллиардеров), SpaceX значительно превзошла Blue Origin практически во всех категориях. Согласно недавним сообщениям, новый генеральный директор Blue Origin Дэвид Лемп, бывший руководитель Amazon, серьезно стремится изменить ситуацию. Эти изменения, возможно, начнутся с «Нового Гленна», поэтому многое зависит от этого первого запуска – не в последнюю очередь потому, что он доставит на Красную планету два космических корабля, построенных Rocket Lab, по огромному контракту с НАСА.

После ввода в эксплуатацию ракета будет иметь примерно такую ​​же грузоподъемность, что и ракета Falcon Heavy от SpaceX, а это означает, что она станет серьезным претендентом на выполнение важнейших задач национальной и правительственной безопасности. Без сомнения, Blue также примет участие в конкурсе на создание больших лунных кораблей, модулей космических станций и других технологий.

земля т

• Компания: Relativity Space
• Грузоподъемность: 23 500 кг на околоземную орбиту (расходной материал)
• Дата запуска: 2026 г.

Relativity Space получила известность в 2015 году, когда поставила перед собой амбициозную цель создания более быстрых и дешевых ракет с использованием технологии 3D-печати. 85% мини-ракеты Terran 1 компании напечатано на 3D-принтере. Эта ракета должна была стать первой ракетой Relativity, вышедшей на рынок, но после того, как один из запусков не смог достичь орбиты в марте 2023 года, компания решила сделать трудный переход и полностью вывести эту ракету из эксплуатации.

Вместо этого компания сосредоточила все свои усилия на более крупной ракете Terran R. Ракета высотой 270 футов будет запущена со стартового комплекса 16 на космической станции на мысе Канаверал во Флориде, начиная с 2026 года. Сообщается, что компания подписала с клиентами девять контрактов на ракету на сумму более 1,8 миллиарда долларов.

Нейтрон

• Компания: Ракетная Лаборатория
• Грузоподъемность: 13 000 кг на низкую околоземную орбиту.
• Дата запуска: 2025 г.

Neutron — долгожданная вторая ракета Rocket Lab после успешной небольшой ракеты Electron. Но в то время как легкий Electron предназначен для быстрого вращения и выделенных орбит, Neutron предназначен для того, чтобы конкурировать с Falcon 9 и обслуживать таких клиентов, как Министерство обороны США и компании, разрабатывающие огромные созвездия. Rocket Lab в настоящее время строит платформу на летной базе НАСА в Уоллопсе в Вирджинии; Тем временем инженеры Космического центра НАСА Стеннис готовятся к первому запуску нового ракетного двигателя под названием «Архимед».

Руководители Rocket Lab недавно подтвердили, что ракета дебютирует не раньше 2025 года, после того как долгое время настаивали на том, что ракета будет на стартовой площадке до конца года. «Запуск Neutron в этом году был амбициозным графиком, который мы могли завершить, если все аспекты будут идти точно по плану», — сказал генеральный директор Питер Бек во время телеконференции по финансовым вопросам. «Но, как мы всегда говорили, это так. — это программа разработки ракет, и она всегда полна проблем, некоторые из которых таковы: «Что-то находится под нашим контролем, что-то — нет».

Средняя ракета-носитель

• Компания: Firefly Aerospace/Northrop Grumman
• Грузоподъемность: 16 300 кг на низкую околоземную орбиту.
• Дата запуска: 2025 г.

Средняя ракета-носитель Firefly и Northrop спроектирована так, чтобы сочетать в себе лучшую гибкость при запуске и авиационное наследие ракеты-носителя Antares компании Northrop. По данным Firefly, средняя ракета-носитель будет сочетать в себе многие проверенные летные системы Antares с технологиями небольшой ракеты Alpha Alpha, а также некоторые обновления, такие как увеличенный купол и более мощная вторая ступень.

Обе компании мало что рассказали о загадочной ракете, но мы знаем, что она будет запущена с регионального космодрома в Среднеатлантическом регионе на острове Уоллопс, штат Вирджиния. Ожидается, что ракета совершит свой первый пуск позднее в 2025 году.