この謎の宇宙船。 最も野心的な宇宙プロジェクトの奇妙さについて

比較的小規模なアメリカの企業であるスペースXは、CEO兼チーフエンジニアでもある有名なイーロン・マスクによって2002年に設立されました。 彼はすぐに、他の惑星への定住という会社の信じられないほど野心的な目標を発表しました。

同社は設立以来非常に短期間で、ファルコン1ロケット（「ファルコン1」 - 「ファルコン1」）、9段と1段のリターナブルブロックを備えたファルコン2とファルコンヘビー、スターリンクグローバル衛星インターネットシステム（「スターリンク」）、そして軌道宇宙ステーションへの飛行や観光飛行用の有人宇宙船および貨物宇宙船ドラゴン（「ドラゴン」 - 「ドラゴン」）を開発、運用し、宇宙活動の分野で多大な成功を収めた。



同時に、SpaceXによると、同社は10年以上にわたり、太陽系への植民地化を可能にする主要プロジェクトStarship（「スターシップ」-「スターシップ」）に取り組んでいるという。 2021年XNUMX月中旬、マスク氏はスターシップの初の軌道飛行が「数週間以内に」行われると発表した。 しかし、このプロジェクトの詳細に関する公式報告書の不足と一貫性のなさは深刻な疑問を引き起こしており、その答えは不明です。 この記事では、それらのいくつかを見ていきます。

プロジェクトについて簡単に説明すると

このプロジェクトは、地球上のある地点から別の地点へ、地球から地球近傍軌道、月、火星、そしてまた戻ってくるまで荷物や人を運ぶことができる、非常に大きな積載量を備えた普遍的な再利用可能な宇宙輸送システムの構築を提供します。 同時に、そのような輸送コストは、「従来の交通手段」を使用する場合に比べて数倍、あるいは数十倍（！）安くなるはずです。 技術'。

このシステムの基礎は、超重量ステージ I の XNUMX つのブロックと第 XNUMX ステージのブロックを備えた XNUMX 段ロケットです。これは宇宙に打ち上げられ、ペイロードや人を収容するためのコンパートメントを備えているため、船でもあります。 このステージは、ロケット全体と同様に、スターシップとも呼ばれます。 用途に応じて船舶は異なる必要がありますが、非常に高いレベルで統一されています。 両方のステージの推進システムには、液化酸素とメタンで動作する特別に設計された SpaceX Raptor エンジンが使用されています。


この最も複雑なプロジェクトの実施は明らかに初期段階にあるという事実にもかかわらず、同社の経営陣は、火星への最初の「貨物」飛行は早ければ2020年代に行われるだろうと述べている。

SpaceXの情報業務の特徴

ご覧のとおり、SpaceX の PR 活動は全体として著しく突飛なトーンを持っており、国民のかなりの部分から予想される感情的な反応を引き起こしています。 特に、意図的に非現実的な期限を設定したイベントは、ほぼ常に発表されます。 ファウル寸前のこの試合はまだ一般の関心の低下にはつながっていない。

同時に、SpaceXは、たとえばNASAに要求するのが通例であるように、その計画とその変更の詳細をすべて一般の人々に公開する必要があるとは考えていない。 「個人トレーダー」という立場により、彼女は実際の計画をほとんど隠すことができ、一方で、かなりオープンで親しみやすい会社という公的イメージを維持している。

同時に、情報を「外の世界」に送信するときは、合理的、科学的、技術的な言語がよく使用されますが、それは逆に、冷酷な理性と客観的な知識のカテゴリーで機能します。

広報活動に対する合理的アプローチと非合理的アプローチは正反対であるが、それらを組み合わせることで相乗効果が生まれ、大衆の目に映るマスク氏の「ロマンチックな技術者」のイメージを完璧に裏付けることになる。 このスタイルは一般にこの人物の特徴であり、彼はスペースXでそれを完全に明らかにし、主要な公人の一人になりました。 同時に、特定の概念的および特定の技術的解決策の説明の不完全さは、感情を込めた一般的な背景と、会社とその所有者の権威によって補われます。 この権威は、すでに達成された結果によって確認されています。

これらの要因が複合的に作用した結果、イーロン・マスクを崇拝する大規模なグループが世界のさまざまな国で形成されました。 スペースXが宇宙探査においてまだ何も新しいことを達成していないという事実にもかかわらず、彼らの多くは宗派の信者のように振る舞い、ほとんど彼を偶像化している。 しかし、スターシッププロジェクトのタスクの複雑さは、以前に解決されたタスクよりも不釣り合いに高いことを理解している懐疑論者が多数現れています。 これらの人々にとって、Starship プロジェクトの決定のすべてが明確であるわけではなく、中には完全なハッタリのように見えるものさえあります。

したがって、プロジェクトの実現可能性を信じる人もいれば、信じない人もいます。 公式情報の欠如と不一致により、このテーマに関して十分に論理的な論争を行うことが困難になっています。

プロジェクトの奇妙な点について

まず、Starship プロジェクトの主な、一般的な、奇妙な点について話しましょう。 これは、根本的に新しい機会を提供する、安価で普遍的な再利用可能な宇宙輸送システムの構築を提供します。 しかし同時に、彼は、根本的に新しく、より効率的な技術的解決策を使用することを提案しているわけではありません（メタンを燃料として使用しても、再利用性や汎用性などによってシステムの重量が「節約」されず、コストが上昇します）。

次に、プロジェクト実施の論理と順序について考えてみましょう。これらは複雑な技術プロジェクトでは伝統的ではないだけでなく、一般に論理的理解に適さないことが多く、輸送システムの外観や個々の段階を達成するタイミングの絶え間ない変化、およびSpaceX関係者による不明瞭または矛盾した発言によってさらに悪化します。

比較のために、これに近い複雑さのプロジェクト (ただし、目標ははるかに控えめ) であるスペースシャトル システムの作成を例に挙げることができます。 開発期間中、システムのコンセプトは数年にわたって積極的に発展し、1972 年に最終的に承認されました。 さらに、約XNUMX年間、ロケット宇宙システムの開発や地上インフラの整備（一部では近代化）など、採択されたプロジェクトが集中的に実施された。 このプロセスには、米国の膨大な数の科学、技術、産業資源の誘致と創造が必要でした。 システムの物質的基盤は飛行開始後も引き続き作成されました。 スペースシャトル計画は、米国の宇宙計画の中で最も高額なものとなった。

Starship システム コンセプトの進化は 2010 年 (会社設立から約 1 年後) に公の場に入り、その後さらに 3 年間にわたって劇的な変化を遂げました。 この直後（より正確には、少し早くても）、多くの船の「試作型」の一連の「飛行試験」が始まり、それは今日まで続いています。 これらの「プロトタイプ」は実際には最も安価なフルサイズモデルであり、その最も高価な部分はエンジンです。 すべてのレイアウトには最小限の数のエンジンが装備されており、燃料補給は標準エンジンの XNUMX/XNUMX を超えません。 ほとんどすべてのテストはレイアウト設計の破壊で終わりますが、それでも会社は成功を宣言できます。


どうやら、これらの飛行では、さまざまなモードでのエンジンの動作が計算されるようです（飛行状態での XNUMX つの飛行機のエンジンの振動を計算することも含まれます）。 上昇と着陸の領域での装置の制御（エンジンの助けを借りて実行されます）。 飛行中の静的および動的負荷によってデバイス本体に生じる機械的応力の測定も可能です。

模擬戦車の製造とその最終組み立ては、最小限の設備と備品を備えた屋外または明るい避難場所で、実際に現場で展開されます。

しかし、可能な限り安価にモックアップケースを製造したとしても、エンジンと制御システムをテストするこの方法は奇妙に思えます。 その異常さだけでなく、 経済の そして技術的な非合理性。 この場合のエンジンは事実上故障する運命にあり、（プロトタイプは通常、シリアルコピーよりも何倍も高価であるにもかかわらず）開発段階で非常に多くのエンジンが必要となり、また、故障検出（テスト後の状態の調査）が非常に複雑になる可能性があるためです。

これまでのところ、飛行モデルは第 2021 段階であるスターシップ宇宙船の形で作られています。 XNUMX年の夏、スーパーヘビーI段のモックアップが組み立てられ、発射台でエンジンの静的燃焼試験が実施された。 スペースXは、「今後数週間以内に」XNUMX段階複合施設の「軌道打ち上げ」（！）を実施すると約束している。

ラプターの両段のサスティナー液体推進ロケットエンジン（LPRE）は、（ファルコンシリーズロケット用のマーリンロケットエンジンに続いて）スペースX自身によって開発されており、特別な注目に値する。


実際のところ、このエンジンには燃料効率の点で最も先進的なスキームが選択されています。発電機ガスを後燃焼させ、高圧で主燃焼室に供給される前にコンポーネントを完全にガス化する（「ガス-ガス」スキーム）というものです。 別々のターボポンプユニットと別々のガス発生器を備え、そのうちのXNUMXつは酸化用で、もうXNUMXつは還元用です。

この計画は前世紀の 1960 年代に理論的には知られていましたが、巨大な科学的および技術的可能性を備えた XNUMX つの主要な宇宙超大国のロケット エンジンは、過去数十年にわたってそれを実証済みの設計に変換することができませんでした。 したがって、若い中小企業がわずか数年でこの問題を解決できたことは非常に驚くべきことです。

新しい燃料ペア「液体酸素 - 液体メタン」の使用により、この作業の複雑さはさらに悪化します。これにより、ロケットは「液体酸素 - 灯油」ペアと比較してエネルギー的に有利になりますが、エンジンの開発には一定の困難が生じます。 さらに、この LRE は再利用可能である必要があります。 そして、そのようなエンジンが何らかの理由で単純な類似物よりもはるかに安価になるという同社の声明を信じる理由はほとんどありません。

比較のために、SpaceXによって以前に作成されたマーリンエンジンのコンセプトは非常に適切であるように見えます。燃焼室内に適度な圧力を備えた「オープン」スキーム（発電機ガスの後燃焼なし）を備えた酸素ケロシンLREです。 しかし、わずか数年でこのようなエンジンを開発したことは、新会社にとって非常に大きな成果です。

このように、SpaceX における超完璧で信頼性が高く、再利用可能で安価なメタン ラプターの誕生という現象は、論理的な理解を無視しています。 本当の姿を完全に理解するには、ラプターはまだ完成しておらず、入手可能なデータによると、ベンチテストで公称推力で宣言されたリソースの達成に近づいているサンプルはXNUMXつもないと言わなければなりません。

上記に加えて、本格的な打ち上げ施設がないことも注目を集めています。 まず第一に、第 7 段エンジンの動作中にそこから流れるガスを除去するための重要なシステムがありません。 打ち上げロケットへのガスの影響を排除し、転倒を防ぐためには、打ち上げロケットからガスを確実に除去することが常に非常に重要です。 ロケットが大きくなるほど、この問題はより重要になります。 ご存知のとおり、R-45 ロケット (およびそれをベースにしたロケットの打ち上げ) からガスを除去するために、深さ 1 メートルの巨大なピットが掘られました。 超重量ロケット (サターン V / スペースシャトル、H-XNUMX、エネルギヤ) の発射施設には、サイクロピアンサイズの排気システムがありました。

スーパーヘビー/スターシップロケットと宇宙複合施設の寸法と打ち上げ時のエンジンのガス流量は超重量ロケットに相当するが、スペースX社は、高さわずか約20メートルの実物大ロケットの打ち上げには一種の「スツール」（シートに穴が開いたもの）のみが使用されると主張している。


このプロジェクトの技術的および組織的な奇妙な点をリストアップして分析し続けることもできますが、すでに検討されている点だけで、宣言されたものとは異なる隠れた目標があると考えるのに十分です。

まとめ

したがって、スターシッププロジェクトには多くの謎が含まれており、その分析により、公式に宣言されたものとは関係のない隠された目標があることが示唆されているという結論に達しました。

今後の出来事によって、その状況がより明確になる可能性がある。