Звездолет SpaceX

Звездолет

Зажигание Starship во время запуска в ходе пятого полета
Функция	Сверхтяжелая ракета-носитель
Производитель	SpaceX
Страна происхождения	Соединенные Штаты
Стоимость проекта	Не менее 5 миллиардов долларов США [1]
Стоимость запуска	100 миллионов долларов (расходные) [2]
Размер
Высота	Блок 1 : 121,3 м (398 футов) Блок 2 : 124,4 м (408 футов) [а]
Диаметр	9 м (30 футов)
Масса	5000 т (11 000 000 фунтов)
Этапы	2
Емкость
Полезная нагрузка на НОО
Масса	Блок 1 : 50–100 т (110 000–220 000 фунтов) [4] [5] Блок 2 : 100–150 т (220 000–330 000 фунтов) [5] Блок 3 : 200 т (440 000 фунтов) [6]
Объем	1000 м 3 (35000 куб. футов)
Ассоциированные ракеты
Сравнимый	Энергия Великий поход 9 Великий поход 10 Н1 Сатурн V Космическая система запуска
История запусков
Статус	В разработке
Стартовые площадки	Звездная база , OLP-A Звездная база, OLP-B (в стадии строительства) Кеннеди , LC-39A (в стадии строительства) Мыс Канаверал , SLC-37 (планируется)
Всего запусков	7 Блок 1: 6 Блок 2: 1 Блок 3: 0
Успех(и)	4 Блок 1: 4 Блок 2: 0 Блок 3: 0
Неудача(и)	3 Блок 1: 2 ( ИФТ-1 , ИФТ-2 ) Блок 2: 1 ( ИФТ-7 ) Блок 3: 0
Первый полет	20 апреля 2023 г. ; 21 месяц назад ( 2023-04-20 )
Последний полет	16 января 2025 г. ; 15 дней назад ( 2025-01-16 )
Информация о сцене Первая ступень – сверхтяжелая Высота 71 м (233 фута) Диаметр 9 м (30 футов) Пустая масса 250 т (550 000 фунтов) Масса брутто 3 675 т (8 102 000 фунтов) Масса топлива 3400 т (7500000 фунтов) Питаться от 33 × двигателя Raptor Максимальная тяга 73,5 МН (16 500 000 фунтов силы ) [7] Удельный импульс SL : 327 с (3,21 км/с) Пропеллент СН 4 / ЛОКС Вторая ступень – Звездолет Высота Блок 1 : 50,3 м (165 футов) Блок 2 : 52,1 м (171 фут) Диаметр 9 м (30 футов) Пустая масса ~100 т (220 000 фунтов) [8] Масса брутто Блок 1 : ~1300 т (2900000 фунтов) Блок 2 : ~1500 т (3300000 фунтов) [б] Масса топлива Блок 1 : ~1200 т (2600000 фунтов) Блок 2 : ~1500 т (3300000 фунтов) Питаться от 3 × двигателя Raptor 3 × вакуумных двигателя Raptor Максимальная тяга 12 300 кН (2 800 000 фунт- сила ) Удельный импульс SL : 327 с (3,21 км/с) vac : 380 с (3,7 км/с) Пропеллент СН 4 / ЛОКС
[править на Wikidata]

Starship — двухступенчатая полностью многоразовая сверхтяжелая ракета-носитель, разрабатываемая американской аэрокосмической компанией SpaceX . 20 апреля 2023 года, после первого комплексного летного испытания , Starship стал самым массивным и мощным транспортным средством, когда-либо летавшим. ^[9] SpaceX разработала Starship с намерением снизить затраты на запуск за счет экономии масштаба , ^[10] стремясь достичь этого путем повторного использования обеих ступеней ракеты , «перехватывая» их системами пусковой башни, увеличивая массу полезной нагрузки на орбите, увеличивая частоту запусков, массовое производство ракет и адаптируя их к широкому спектру космических миссий. ^{[11] [12] Starship — последний проект в} программе разработки многоразовой пусковой системы SpaceX и плане колонизации Марса .

Две ступени Starship — это ускоритель Super Heavy и космический корабль Starship . Обе ступени оснащены двигателями Raptor , первыми запущенными в эксплуатацию и серийно производимыми двигателями с полным циклом сгорания , которые сжигают жидкий метан (природный газ) и жидкий кислород .

По состоянию на 2024 год ^{[обновлять]}Starship находится в разработке с итеративным и инкрементальным подходом , включающим испытательные полеты прототипов транспортных средств . Как преемник ракет Falcon 9 и Falcon Heavy от SpaceX , Starship предназначен для выполнения широкого спектра космических миссий. Для миссий в более отдаленные пункты назначения, такие как геосинхронная орбита , Луна и Марс , Starship будет полагаться на орбитальную дозаправку ; ожидается, что демонстрация передачи топлива с корабля на корабль произойдет в 2025 году. ^{[13] [14]} SpaceX также планирует другие версии космического корабля Starship, такие как грузовой (развертывание спутниковой группировки Starlink второго поколения от SpaceX ) и пилотируемый космический полет ( вариант Human Landing System будет высаживать астронавтов на Луну в рамках программы Artemis , начиная с 2027 года).

В сложенном виде и полностью заправленном топливом Starship имеет массу около 5000 тонн (11 000 000 фунтов), ^[c] диаметр 9 м (30 футов) ^[16] и высоту 121,3 м (398 футов). ^[17] Ракета была разработана с целью быть полностью многоразовой , чтобы снизить затраты на запуск; ^[18] она состоит из ускорителя Super Heavy и верхней ступени Starship ^[19], которые приводятся в действие двигателями Raptor и Raptor Vacuum . ^[20]

Корпуса обеих ступеней ракеты изготовлены из нержавеющей стали ^[21] и производятся путем укладки и сварки цилиндров из нержавеющей стали. ^[22] Эти цилиндры имеют высоту 1,8 м (5 футов 11 дюймов), толщину 4 мм (0,16 дюйма) и массу 1600 кг (3500 фунтов) каждый. ^[22]

Купола внутри космического корабля разделяют метановые и кислородные баки. ^[22] SpaceX заявила, что Starship в своей «базовой многоразовой конструкции» будет иметь грузоподъемность 100–150 т (220 000–331 000 фунтов) на низкую околоземную орбиту и 27 т (60 000 фунтов) на геостационарную переходную орбиту . ^{[23] [24]}

Super Heavy имеет высоту 71 м (233 фута), ширину 9 м (30 футов) ^[16] и состоит из четырех основных секций: двигателей, кислородного бака, топливного бака и промежуточной ступени. ^[8] Илон Маск заявил в 2021 году, что окончательный проект будет иметь сухую массу от 160 т (350 000 фунтов) до 200 т (440 000 фунтов), при этом баки будут весить 80 т (180 000 фунтов), а промежуточная ступень — 20 т (44 000 фунтов). ^[8]

Топливные баки на Super Heavy разделены общей переборкой, аналогичной тем, что используются на ступенях S-II и S-IVB на ракете Saturn V. ^{[25] [26]} После второго летного испытания Starship конструкция общего купола была изменена на более эллиптический купол, ^[27] что изменило емкость топлива обоих баков на неизвестную, но, вероятно, незначительную величину. ^[27] Оба бака сильно укреплены, примерно 74 стрингерами, прикрепленными к внутренним стенкам баков. ^[28] Баки ускорителя вмещают 3400 тонн (7500000 фунтов) топлива, ^[29] состоящего из 2700 тонн (6000000 фунтов) жидкого кислорода и 700 тонн (1500000 фунтов) жидкого метана. ^[d]

Метановый бак имеет камеру, установленную в переднем куполе, что позволяет получать изображения внутренней части бака. ^[30] Топливо подается в двигатели через один сливной патрубок, который заканчивается в большом распределительном коллекторе над двигателями. ^[31] Конструкция этого коллектора была изменена, когда Super Heavy был модернизирован с 29 двигателей до 33, с более современной конструкцией, включающей специальный метановый отстойник вместо прямого распределительного коллектора. ^[32]

Кислородный бак заканчивается тяговой конструкцией транспортного средства. В то время как внешние 20 двигателей установлены на стенках кормового отсека, внутренние тринадцать установлены непосредственно на тяговой шайбе, которая является частью кормового купола. ^[32] Большая стальная конструкция установлена ​​в нижней части купола, достаточно усиливая тяговую шайбу, чтобы она могла поддерживать внутренние тринадцать двигателей, а также обеспечивая пути для поступления метана и кислорода в двигатели. ^[32] Большие перегородки для отвода жидкости были добавлены в этой области, начиная с Booster 10. ^[27] Эти системы также выполняют функцию фильтров, предотвращая повреждение двигателей загрязняющими веществами. ^[33] Напорный бак используется для подачи жидкого кислорода во время посадочного импульса для внутренних тринадцати двигателей. ^[31] На Booster 15 напорный бак имеет по крайней мере девять дополнительных баков, прикрепленных, что увеличивает общую подачу топлива во время посадочного импульса. ^[34] Эти баки могли присутствовать на ускорителях 12, 13 и 14. Однако это не подтверждено. ^[35] По состоянию на ноябрь 2024 года ожидается, что ускорители Block 2 будут иметь значительно большие напорные баки, которые могут использоваться для обратного импульса в дополнение к посадочному импульсу. ^[36] Ускоритель 5 был единственным ускорителем с 29 двигателями, получившим напорный бак, который был установлен сбоку от кислородного бака. ^[32] Неизвестно, была ли когда-либо завершена верхняя часть этого бака, поскольку передний купол так и не был замечен во время сборки или утилизации транспортного средства. ^[32]

Метановый нисходящий канал частично находится внутри коллекторного бака, так как метановый отстойник находится прямо под ним. ^[31] На Booster 7 и всех последующих транспортных средствах четыре аэродинамических среза расположены снаружи кислородного бака, обеспечивая аэродинамическую подъемную силу во время спуска, ^[37] а также размещают аккумуляторные батареи, композитные внешние сосуды высокого давления (COPV) и баки с CO2 для _{пожаротушения} . [ ^38] Меньшие COPV используются для зажигания двигателей. ^[39] На транспортных средствах с гидравлическими силовыми агрегатами COPV, предназначенные для зажигания двигателя, а также аккумуляторные батареи, были расположены внутри HPU, а не в срезах. ^[39]

Super Heavy оснащен 33 двигателями Raptor , размещенными в специальном защитном отсеке. ^[40] Этот отсек отсутствует до установки двигателя, поэтому ускорители примерно на три метра короче до установки двигателя. ^[41] Нижняя часть этого экрана, а также его внутренние стенки защищены специальной системой тепловой защиты. ^[42] Внешние 20 двигателей, расположенные в одном кольце, фиксированы. ^[40] Для экономии веса эти двигатели запускаются с помощью наземного вспомогательного оборудования на пусковой установке и не могут быть повторно запущены для последующих запусков. ^[43] Внутренние тринадцать двигателей прикреплены к адаптеру, который опирается непосредственно на узел упорной шайбы/купол кормы. ^[40] Эти двигатели оснащены приводами карданного подвеса и повторно запускаются для ускорения и посадки. ^[44] После первого летного испытания Starship эта система карданного подвеса была переведена с гидравлической системы на электрическую, что позволило снять гидравлические силовые агрегаты. ^[45] Это изменение было внесено в верхнюю ступень после второго летного испытания . Во время подъема и обратного импульса двигатели получают топливо из основных баков, а жидкий кислород берется из специального напорного бака во время импульса при посадке. ^[31] Как и система управления вектором тяги, защита двигателя, которая изолирует отдельные двигатели в случае отказа, была модернизирована после первого летного испытания Starship, наряду с системой пожаротушения . ^[45] Эта система использует баки с CO2 _для продувки отдельных отсеков двигателей во время полета, а также продувку азотом на стартовой площадке. ^[46] В кормовом отсеке есть восемнадцать вентиляционных отверстий, видимых снаружи ускорителя, которые, как полагают, соединены с внешними 20 двигателями, ^[46] в то время как центральные двигатели имеют вентиляционные отверстия непосредственно под стартовой площадкой. ^[46]

Двигатель Raptor использует полнопоточный цикл ступенчатого сгорания с турбонасосами, богатыми кислородом и метаном. ^{[47] [48]} До 2014 года только два проекта полнопоточного ракетного двигателя с ступенчатым сгоранием были достаточно продвинуты, чтобы пройти испытания: советский проект РД-270 в 1960-х годах и Aerojet Rocketdyne Integrated Powerhead Demonstrator в середине 2000-х годов. ^[49] Для улучшения производительности двигатели сжигают переохлажденное топливо. ^[50]

Версия ускорителя Block 1 (используемая до ноября 2024 года) производит в общей сложности 73,5 МН (16 500 000 фунт- _сил ) ^[51] , что чуть более чем вдвое больше, чем у первой ступени Saturn V , ^[52] при этом ожидается, что эта общая мощность увеличится до 80,8 МН (18 200 000 фунт _-сил ) для ускорителей Block 2, а затем до 98,1 МН (22 100 000 фунт- _сил ) с носителем Block 3. ^[53] Эти более поздние версии могут иметь до 35 двигателей. ^[54] Объединенный шлейф двигателей создает большие ударные алмазы в выхлопе во время подъема. ^[55]

Во время полета без двигателя в верхних слоях атмосферы управление осуществляется с помощью двигателей на холодном газе, питаемых остаточным газом . ^{[56] [57]} Четыре перпендикулярных отверстия расположены внутри межступенчатого пространства под углом 45 градусов к узлам подвески. ^[56] Кроме того, четыре отверстия типа «колокол» расположены чуть ниже общего купола и направлены вниз, в сторону двигателей, хотя и под небольшим углом. ^[56]

Промежуточная ступень оснащена четырьмя электрическими решетчатыми ребрами, изготовленными из нержавеющей стали, каждый массой около 3 тонн (6600 фунтов). ^[58] Эти решетчатые ребра соединены вместе парами, причем ребра в каждой паре находятся на расстоянии 60 градусов друг от друга, в отличие от ускорителя Falcon 9 , который имеет титановые решетчатые ребра, установленные на расстоянии 90 градусов друг от друга. ^{[59] [60]} Это сделано для улучшения управления по оси тангажа. ^[60] Ребра остаются выдвинутыми во время подъема для экономии веса, ^[8] хотя это приводит к небольшому короблению во время разделения ступеней. ^[61] Промежуточная ступень также имеет выступающие точки подвески , расположенные между решетчатыми ребрами, что позволяет поднимать или захватывать ускоритель пусковой башней. ^[62] Возможность подъема ускорителя с этих точек подвески была доказана 23 августа 2022 года, когда Booster 7 был поднят на OLM A. ^[63] Первый подъем ускорителя произошел 13 октября 2024 года с использованием Booster 12. ^[64]

После первого испытательного полета Starship все ускорители имеют дополнительную вентилируемую промежуточную ступень высотой 1,8 м ^[65], чтобы обеспечить горячее разделение ступеней . ^[66] Во время горячего разделения ступеней Super Heavy отключает все двигатели, кроме 3 центральных, ^{[67] [68]} в то время как вторая ступень запускает свои двигатели перед отделением, таким образом, вторая ступень «отталкивается» от первой ступени, давая дополнительную тягу. ^[67] Вентилируемая промежуточная ступень содержит купол, защищающий верхнюю часть Super Heavy от двигателей второй ступени. ^{[66] [68]} Илон Маск в 2023 году заявил, что это изменение может привести к увеличению полезной нагрузки на низкой околоземной орбите на 10% . ^[68] Начиная с Booster 11, вентилируемая промежуточная ступень сбрасывается после завершения обратного сгорания, чтобы уменьшить массу во время спуска. ^[69] По состоянию на июнь 2024 года SpaceX не намерена отказываться от промежуточной ступени при запуске ускорителей Block 2 и Block 3, поскольку вентилируемая секция будет непосредственно интегрирована в транспортное средство. ^[69]

Версия Starship Block 2 имеет высоту 52,1 м (171 фут), ширину 9 м (30 футов) ^[39] и состоит из четырех основных секций: отсек двигателя, кислородный бак, топливный бак и отсек полезной нагрузки. ^[8] Снятый с производства Block 1 был построен аналогичным образом, хотя его высота составляла всего 50,3 м (165 футов). Илон Маск заявил в 2021 году, что сухая масса транспортного средства составляет примерно 100 т (220 000 фунтов). ^[8] Наветренная сторона защищена тепловым экраном , который состоит из восемнадцати тысяч ^{[70] [71]} шестиугольных черных плиток, которые могут выдерживать температуру 1400 °C (2600 °F). ^{[72] [73]} Он предназначен для защиты транспортного средства во время входа в атмосферу и для многократного использования с минимальным обслуживанием между полетами. ^[74] Плитки на основе кремния крепятся к Starship с помощью штифтов, ^[73] и имеют небольшие зазоры между ними, чтобы обеспечить тепловое расширение . ^{[75] [8]} После IFT-4 компания SpaceX добавила вторичный абляционный слой под первичным тепловым экраном, ^[76] хотя он был добавлен только к закрылкам корабля IFT-6 . ^[77] Этот абляционный слой, вероятно, состоит из пирона, который по составу похож на углеродные композиты . ^[78] Общая масса теплового экрана и абляционного слоя корабля Block 1 составляет 10,5 т (23 000 фунтов). ^[79]

Топливные баки на Starship разделены общей переборкой, аналогичной тем, что используются на ступенях S-II и S-IVB ракеты Saturn V. ^{[25] [80]} В то время как транспортные средства Block 2 используют эллиптический купол, ^[81] общий и передний купола конструкции Block 1 были более коническими. ^[82] Оба бака сильно укреплены, примерно с 30 и 48 стрингерами, прикрепленными к внутренним стенкам метанового и кислородного баков соответственно. ^[81] Транспортные средства Block 1 не имели никакого усиления метанового бака, ^[81] а кислородный бак имел только 24 стрингера. ^[27] Баки транспортного средства вмещают 1500 тонн (3300000 фунтов) топлива, ^[39] состоящего из 1170 тонн (2580000 фунтов) жидкого кислорода и 330 тонн (730000 фунтов) жидкого метана. ^[e] По бокам баков проходят «дорожки качения», которые обеспечивают передачу сжатого газа и электричества по всему транспортному средству. ^[81] Начиная с транспортных средств Блока 2, они закрыты специальными аэрочехлами . ^[81]

Метановый бак имеет камеру, установленную в переднем куполе, что позволяет получать изображения внутренней части бака. ^[83] Внутри бака расположены три перегородки , предотвращающие плескование топлива во время полета. ^[81] Топливо подается в двигатели через четыре сливных стакана, при этом три меньших сливных стакана питают Vacuum Raptor/RVacs , а центральный сливной стакан питает внутренние три двигателя. ^[84] Центральный сливной стакан подключается к большому отстойнику, а не напрямую к самому метановому баку. ^[81] Первоначальная конструкция включала только один сливной стакан, который заканчивался распределительным коллектором, направляющим топливо к трем двигателям на уровне моря и отдельным RVacs. ^[85] Внутри этого бака находятся два дополнительных сливных стакана, которые подают кислород и метан к трем центральным двигателям из коллекторных баков. ^[85] Сливной стакан LOX простирается в бак LOX с небольшой расширенной частью неизвестного назначения. ^[86] Камера расположена на стенках бака, около системы прекращения полета. ^[77]

Как и метановый бак, кислородный бак также имеет три перегородки для предотвращения плескания. ^[81] Кислородный бак заканчивается тяговой конструкцией транспортного средства. ^[85] RVacs крепятся непосредственно к заднему куполу, который имеет усиления, установленные внутри бака. ^[85] Три двигателя, работающие на уровне моря, установлены на упорной шайбе, которая образует дно заднего купола. ^[85] Коническая стальная конструкция установлена ​​внутри дна купола, достаточно усиливая упорную шайбу, чтобы она могла поддерживать внутренние три двигателя, а также обеспечивая пути для поступления метана и кислорода в двигатели. ^[85] Внешняя стенка заднего купола покрыта изоляционным материалом, предположительно, для предотвращения образования инея внутри отсека двигателя во время загрузки топлива. ^[87]

Все топливопроводы на кораблях имеют вакуумную рубашку , ^[81] что снижает испарение во время нахождения на орбите. ^[88] В кораблях блока 1 использовалась более традиционная изоляция, хотя только на топливопроводах в головном баке. ^[81]

Starship оснащен 6 двигателями Raptor , которые размещены в специальном защитном отсеке. ^[40] Этот отсек присутствует до установки двигателя и содержит несколько критических систем. ^[87] К ним относятся некоторые двигатели для кормовых закрылков, интерфейс быстрого отсоединения и по крайней мере одна батарея . ^[87] Внутри этого отсека установлена ​​камера, позволяющая делать снимки двигателей во время полета. ^{[87] [83]} До летных испытаний Starship 3 в этой секции находился гидравлический силовой агрегат, который обеспечивал три двигателя на уровне моря возможностью управления вектором тяги. ^[87] Первый аппарат Block 1, S20, также имел несколько композитных сосудов высокого давления с внешней оболочкой (COPV), установленных в этой области. ^[87] Все эти компоненты защищены защитой двигателя. ^[89]

Три Rvac, расположенные в одном кольце, находятся в фиксированном положении. ^[87] Дополнительные три RVac будут добавлены в конструкцию корабля Block 3. ^[39] Внутренние три двигателя прикреплены к адаптеру, который опирается непосредственно на узел упорной шайбы/кормового купола. ^[40] Эти двигатели оснащены приводами карданного подвеса и повторно запускаются для посадочных импульсов. ^[90] После второго летного испытания Starship эта система карданного подвеса была переключена с гидравлической системы на электрическую, что позволило снять гидравлические силовые агрегаты. ^[27] Это изменение было внесено в ускоритель после первого летного испытания . ^[45] Во время импульсов подъема двигатели потребляют топливо из основных баков, а все последующие импульсы потребляют топливо из специальных коллекторных баков. ^[31]

Защита двигателя, которая изолирует отдельные двигатели в случае отказа, была модернизирована после первого летного испытания Starship, наряду с системой пожаротушения . ^[45] Эта система использует баки с CO2 _для продувки отдельных отсеков двигателя во время полета, а также продувку азотом на стартовой площадке. ^[46] В кормовом отсеке имеется десять вентиляционных отверстий для предотвращения избыточного давления в отсеке защиты двигателя. ^[91] Начиная с S25, ^[45] конструкция Block 1 имела от 14 до 16 таких отверстий. ^{[91] [92]}

Двигатель Raptor использует полнопоточный цикл ступенчатого сгорания, в котором используются как кислородные, так и метановые турбонасосы. ^{[93] [94]} До 2014 года только два проекта полнопоточных ракетных двигателей ступенчатого сгорания были достаточно продвинуты, чтобы пройти испытания: советский проект РД-270 в 1960-х годах и Aerojet Rocketdyne Integrated Powerhead Demonstrator в середине 2000-х годов. ^[95] Для улучшения производительности двигатели сжигают переохлажденное топливо. ^[96]

Версия корабля Block 1 (используемая до ноября 2024 года) производит в общей сложности 12,25 МН (2 750 000 фунт- _сил ) ^[39] , что почти в три раза больше тяги второй ступени Saturn V , причем ожидается, что эта общая мощность увеличится до 15,69 МН (3 530 000 фунт _-сил ) для ускорителей Block 2, а затем до 26,48 МН (5 950 000 фунт _-сил ) с носителем Block 3. ^[39]

Во время полета на орбите без двигателя управление осуществляется двигателями на холодном газе, питаемыми остаточным газом . ^{[56] [97]} Четыре из этих двигателей расположены на метановом баке. ^[81] Еще четыре расположены чуть ниже грузового отсека, ^[81] и два на кислородном баке. ^[81] Около верхней части носового обтекателя есть четыре вентиляционных отверстия, соединенных с коллекторными баками, а также два других, расположенных на кончике грузового отсека. ^[98] В кормовом отсеке две линии охлаждения двигателя дублируют двигатели около основания транспортного средства. ^[91] Наконец, три больших вентиляционных отверстия для жидкого кислорода (LOX) расположены в кормовом отсеке транспортного средства, что позволяет кораблю сбрасывать LOX по мере необходимости. ^[91] Для кораблей Block 1 эти отверстия заканчивались одним большим соплом, в транспортных средствах Block 2 каждое отверстие разделяется на два меньших сопла. ^[91]

В грузовом отсеке размещаются носовой обтекатель, коллекторные баки, передние закрылки, несколько COPV и «распределитель Pez». Коллекторные баки обеспечивают топливо для всех сжиганий после SECO и устанавливаются на конце грузового отсека. ^[99] Эти баки подключаются только к двигателям на уровне моря. ^[81] Коллекторный бак LOX образует верхнюю часть носового обтекателя, а коллекторный бак метана прикреплен непосредственно под ним. ^[85] Эти баки заканчиваются коническим отстойником , который прикреплен к сливным трубам. ^{[99] [85]} У транспортных средств блока 1 этот отстойник отсутствовал, что уменьшало емкость топлива. ^[99] Четырнадцать COPV установлены в пространстве вокруг коллекторного бака метана, обеспечивая пусковой газ для двигателей, ^[100] а также шесть рядом с распределителем Pez. ^[98]

Носовой обтекатель имеет существенное внутреннее усиление, в основном вокруг точек крепления переднего закрылка и точек подъема палочек для еды. ^[98] Количество внутренних стрингеров было увеличено между транспортными средствами Block 1 и Block 2. ^[98] Дополнительные усиления используются для поддержки дозатора Pez на кораблях, оборудованных одним. ^[98] По бокам носового обтекателя расположены две антенны Starlink . ^[77] Еще две размещены в нижней части грузового отсека. ^[77] Они позволяют осуществлять связь с кораблем во время возвращения. ^[101]

Диспенсер Pez используется для развертывания спутников Starlink на низкой околоземной орбите. ^[102] Впервые он был добавлен к S24, хотя был постоянно запечатан до полета 3. Он состоит из механизма диспенсера и двери. ^[102] Дверь приводится в действие, складываясь в грузовой отсек для открытия и опускаясь для закрытия. ^[102] Его высота составляет приблизительно 0,8 м (2 фута 7 дюймов), а ширина — 7,3 м (24 фута). ^[102] Для учета двери вокруг нее добавлены значительные структурные усиления. ^[27] Во время сборки к двери добавляются дополнительные усиления. ^[102] Дверь имеет существенные усиления, добавленные к ее внутренней части, что помогает предотвратить деформацию. ^[102] Дверь способна сохранять герметичность во время полета, пока она не открыта. ^[102]

Сам дозатор крепится непосредственно к переднему куполу. ^[102] Он имеет ферменную конструкцию для своего основания, а в других местах используется прочная сталь. ^[102] В основании используется подвижная дорожка, позволяющая дозатору выталкивать спутник из транспортного средства. ^[102] После выдачи спутника следующая полезная нагрузка опускается на основание и развертывается. ^[102] Во время загрузки происходит обратное: дозатор поднимает свою полезную нагрузку, чтобы принять другой спутник. ^[102] Чтобы предотвратить выпадение спутника из механизма во время операций в условиях невесомости, дозатор фиксирует спутники в нужном положении с помощью «удерживающей рамы». Она опускается вместе со спутниками во время работы. ^[102] На транспортных средствах Block 1, начиная с S24, дозатор был изготовлен из нержавеющей стали, а SpaceX потенциально заменила ее на алюминий на Block 2. ^[103]

Starship управляет своим возвращением с помощью четырех закрылков, два задних закрылка установлены по бокам отсека двигателя и бака LOX и два передних закрылка на грузовом отсеке. ^[27] Значительное структурное усиление добавлено к точке крепления закрылка и внутри самих закрылков. ^[98] По данным SpaceX, закрылки заменяют необходимость в крыльях или хвостовом оперении , уменьшают топливо, необходимое для посадки, и позволяют приземляться в местах назначения в Солнечной системе, где нет взлетно-посадочных полос (например, на Марсе). Шарниры закрылка запечатаны в аэрочехлы, поскольку в противном случае они были бы легко повреждены во время возвращения. ^[8]

Несмотря на это, повреждения передних закрылков наблюдались на рейсах четыре , ^[104] пять , ^[90] и шесть , ^{[105] [98]} , а почти полная потеря произошла на рейсе 4. ^[106] Начиная с блока 2, конструкция этих передних закрылков была значительно изменена, став тоньше и наклонной. ^[82] Это устанавливает их под углом приблизительно 140 градусов между передними закрылками, по сравнению со 180 градусами у задних закрылков. ^[98] На транспортных средствах блока 1 передние закрылки также были параллельны друг другу. ^[98] Это изменение было сделано, чтобы предотвратить повреждения, наблюдаемые на последних трех полетах корабля блока 1. ^{[100] [98]} В нижней части закрылков расположены две камеры, а еще одна обеспечивает изображения самого закрылка. ^[77] Оба набора закрылков также оснащены камерами в своих шарнирах. ^[77] Все четыре закрылка имеют небольшие статические фитили , которые позволяют аппарату разряжать статическое электричество во время полета. ^[107]

Raptor — это семейство ракетных двигателей, разработанных SpaceX для использования в космических кораблях Starship и сверхтяжелых транспортных средствах. Он сжигает жидкий кислород и метан в эффективном и сложном цикле полного ступенчатого сгорания . Двигатель Raptor использует в качестве топлива метан, а не керосин, поскольку метан обеспечивает более высокую производительность и предотвращает образование отложений в двигателе из- за коксования . ^{[108] [109]} Метан также может быть получен из углекислого газа и воды с использованием реакции Сабатье . ^[110] Двигатели предназначены для многократного повторного использования с минимальным обслуживанием. ^[111]

Raptor работает с соотношением смеси кислорода и метана около 3,6:1 , что ниже стехиометрического соотношения смеси 4:1, необходимого для полного сгорания, поскольку работа при более высоких температурах расплавила бы двигатель. ^[8] Топливо покидает предварительные горелки и впрыскивается в основную камеру сгорания в виде горячих газов, а не жидких капель, что обеспечивает более высокую плотность мощности, поскольку топливо быстро смешивается посредством диффузии . ^[108] Метан и кислород находятся при достаточно высоких температурах и давлениях, чтобы воспламеняться при контакте , что устраняет необходимость в воспламенителях в основной камере сгорания. ^[112] Сама конструкция двигателя в основном состоит из алюминия, меди и стали; турбонасосы со стороны окислителя и коллекторы, подверженные воздействию коррозионного пламени, богатого кислородом, изготовлены из суперсплава SX500, похожего на Inconel . ^[112] Некоторые компоненты напечатаны на 3D-принтере . ^[113]

Двигатель Raptor 2 развивает 2,3  МН (520 000 фунтов силы) при удельном импульсе 327 секунд (3,21 км/с) на уровне моря и 350 секунд (3,4 км/с) в вакууме. ^[112] Вакуумный двигатель Raptor , используемый на верхней ступени Starship, модифицирован с помощью регенеративно охлаждаемого соплового удлинителя, изготовленного из паяных стальных труб, что увеличивает его степень расширения примерно до 90, а его удельный импульс в вакууме — до 380 секунд (3,7 км/с). ^[8] Основная камера сгорания работает при давлении 350 бар (5100 фунтов на квадратный дюйм), что превышает давление любого предыдущего эксплуатируемого ракетного двигателя. ^{[108] Диапазон} карданного подвеса Raptor составляет 15°, что выше, чем 12,5° у RS-25 и 5° у Merlin. SpaceX заявила, что они намерены достичь себестоимости единицы продукции в размере 250 000 долларов США после начала массового производства. ^[112]

4 апреля 2024 года Илон Маск представил обновленную информацию о Starship на Starbase , где были анонсированы две новые версии Starship: Block 2 и Block 3. ^{[114] [115]}

Разгонные блоки блока 1 были сняты с вооружения, но использовались в первых 6 летных испытаниях . ^{[116] [117]} По состоянию на январь 2025 года ускорители блока 1 все еще используются. ^[118]

Верхние ступени Block 2 имеют более тонкую конструкцию передних закрылков, их закрылки расположены более подветренно, на 25% увеличен запас топлива, интегрированную вентилируемую межступенчатую камеру, переработанную авионику, ^[119] два «канатока», ^[120] и увеличенную тягу. ^{[121] [122]} Интегрированный корабль будет в общей сложности на 3,1 м (10 футов) выше предыдущего корабля Block 1 и, как планируется, будет иметь грузоподъемность не менее 100 тонн на орбите при повторном использовании. ^[121] Кроме того, корабли Block 2 будут использовать Raptor 3 , что устраняет необходимость во вторичной защите двигателя. ^[123] Однако первый корабль Block 2, S33, получил модернизированные двигатели Raptor 2, ^[124] с неизвестным увеличением тяги. ^[125] Первоначальные корабли Block 2 верхней ступени будут использовать ускоритель Block 1. ^[126] Корабль Block 2 впервые поднялся в воздух во время седьмого испытательного полета . ^[127]

По состоянию на июнь 2024 года ^{[обновлять]}окончательная конфигурация Block 3 неизвестна. Самая последняя конфигурация, описанная в нормативных документах, поданных в FAA, имеет высоту 150 м (490 футов). ^[54] Вторая ступень Starship будет оснащена 9 двигателями Raptor, в то время как ускоритель Super Heavy будет иметь до 35. ^[54] Планируется, что полезная нагрузка на орбиту при повторном использовании составит не менее 200 тонн. ^[128]

Полезные грузы будут интегрированы в Starship на отдельном объекте, а затем вывезены на стартовую площадку . ^{[129] Затем} Super Heavy и Starship будут установлены на их стартовом креплении и загружены топливом с помощью рычага быстрого отсоединения корабля (SQD) и быстрого отсоединения ускорителя (BQD). ^[62] SQD и BQD убираются, все 33 двигателя Super Heavy зажигаются, и ракета взлетает. ^[62]

Примерно через 159 секунд после запуска ^[130] на высоте около 64 км (40 миль) Super Heavy отключает все, кроме трех центральных ракетных двигателей. ^{[131] : 58} Затем Starship включает свои двигатели, все еще прикрепленные к ускорителю, и отделяется. ^[67] Во время горячей ступени ускоритель снижает обороты своих двигателей. ^[67] Затем ускоритель вращается, прежде чем включить десять дополнительных двигателей для «возвратного импульса» ^[132] , который останавливает всю поступательную скорость. После возвратного импульса двигатели ускорителя отключаются, а Super Heavy находится на траектории для контролируемого спуска к месту старта, используя свои решетчатые рули для незначительной коррекции курса. Примерно через шесть минут после запуска, незадолго до посадки, ^[133] он включает свои внутренние 13 двигателей, затем выключает все, кроме внутренних 3, ^[134] чтобы выполнить посадочный импульс , который замедляет его достаточно, чтобы его поймала пара гидравлических приводных рычагов, прикрепленных к стартовой башне. ^{[135] [136]} Посадка и захват ускорителя были успешно продемонстрированы впервые 13 октября 2024 года при посадке ускорителя 12. ^{[137] [138]}

Тем временем космический корабль Starship продолжает разгоняться до орбитальной скорости с помощью своих шести двигателей Raptor. ^[139] Планируется, что после выхода на орбиту космический корабль сможет заправляться другим вариантом заправщика Starship. ^[140] Маск подсчитал, что для полной заправки Starship на низкой околоземной орбите потребуется 8 запусков. ^[141] НАСА подсчитало, что для частичной заправки Starship для одной посадки на Луну потребуется 16 запусков подряд (из-за испарения криогенного топлива). ^[142] Чтобы приземлиться на тела без атмосферы, такие как Луна, Starship включит свои двигатели для замедления. ^[143] Чтобы приземлиться на тела с атмосферой, такие как Земля и Марс, Starship сначала замедляется, входя в атмосферу с помощью теплового щита . ^[18] Затем космический корабль должен был выполнить маневр «флоп-поворот», нырнув в атмосферу под углом 60° к земле, ^[144] контролируя свое падение с помощью четырех закрылков спереди и сзади космического корабля. ^[145] Незадолго до посадки двигатели Raptor включаются, ^[145] используя топливо из распределительных баков, ^[146] чтобы выполнить маневр «переворот при посадке» для возвращения в вертикальное положение, при этом подвеска двигателей Raptor помогала маневрировать кораблю. ^[145] HLS и депо не могут повторно войти в атмосферу, так как у них отсутствует система тепловой защиты .

Если вторая ступень Starship приземлится на площадку, мобильный гидравлический подъемник переместит ее на транспортное средство. Если она приземлится на плавающую платформу , ее перевезут на барже в порт, а затем перевезут по дороге. Восстановленный Starship будет либо установлен на стартовой установке для другого запуска, либо отремонтирован на предприятии SpaceX . ^{[129] : 22}

В ноябре 2005 года, ^[147] до того, как SpaceX запустила свою первую ракету Falcon 1 , ^[148] генеральный директор Илон Маск впервые упомянул концепцию ракеты большой грузоподъемности, способной выводить 100 тонн (220 000 фунтов) на низкую околоземную орбиту , получившую название BFR . ^[147] Позже в 2012 году Илон Маск впервые публично объявил о планах по разработке ракеты, превосходящей возможности существующей Falcon 9 компании Space X. ^[149] SpaceX назвала ее Mars Colonial Transporter , поскольку ракета должна была доставлять людей на Марс и обратно. ^[150] В 2016 году описание было изменено на Interplanetary Transport System , поскольку ракета также планировалось совершить полет за пределы Марса. ^[151] Концептуальный проект предусматривал конструкцию из углеродного волокна , ^[152] массу более 10 000 тонн (22 000 000 фунтов) при полной заправке, полезную нагрузку 300 тонн (660 000 фунтов) на низкую околоземную орбиту, при этом она была полностью многоразовой. ^[152] К 2017 году концепция была снова переименована в BFR . ^[153]

В декабре 2018 года конструкционный материал был изменен с углеродных композитов ^{[154] [152]} на нержавеющую сталь, ^{[155] [156]} ознаменовав переход от ранних концепций дизайна Starship. ^{[155] [144] [157]} Маск привел многочисленные причины смены материала: низкая стоимость и простота производства, повышенная прочность нержавеющей стали при криогенных температурах , а также ее способность выдерживать высокие температуры. ^{[158] [144]} В 2019 году SpaceX начала называть весь корабль Starship, при этом вторая ступень также называлась Starship , а ускоритель Super Heavy . ^{[159] [160] [161]} Они также объявили, что Starship будет использовать многоразовые теплозащитные плитки, аналогичные тем, что используются в космическом шаттле . ^{[162] [163]} К 2019 году конструкция второй ступени также остановилась на шести двигателях Raptor: три оптимизированы для уровня моря и три оптимизированы для вакуума . ^{[164] [165]} В 2019 году SpaceX объявила об изменении конструкции второй ступени, сократив количество кормовых закрылков с трех до двух для снижения веса. ^[166] В марте 2020 года SpaceX выпустила Руководство пользователя Starship, в котором они заявили, что полезная нагрузка Starship на низкой околоземной орбите составит более 100 тонн (220 000 фунтов), а полезная нагрузка на геопереходной орбите — 21 тонну (46 000 фунтов). ^[23]

Первые испытания начались со строительства первого прототипа в 2018 году, Starhopper , который выполнил несколько статических огней и два успешных полета на малой высоте в 2019 году. ^[167] SpaceX начала строительство первых полноразмерных прототипов верхней ступени Starship MK1 и Mk2 до 2019 года на объектах SpaceX в Бока-Чика , штат Техас , и Коко, штат Флорида , соответственно. ^[168] Ни один из прототипов не летал: Mk1 был разрушен в ноябре 2019 года во время испытания на прочность под давлением , а объект Mk2 во Флориде был разобран в течение 2020 года. [ ^{169] [75]} Прототипы были построены с использованием нержавеющей стали 301. ^[170] Она была известна своей коррозионной стойкостью и более низкой стоимостью по сравнению с углеродным волокном, но столкнулась с некоторыми проблемами, особенно с межслойной прочностью при криогенных температурах.

Затем SpaceX начала называть свои новые прототипы верхней ступени Starship префиксом «SN», сокращением от « серийный номер ». ^[171] Ни один прототип между SN1 и SN4 также не летал — SN1 и SN3 разрушились во время испытаний на прочность под давлением, а SN4 взорвался после запуска пятого двигателя. ^[172]

В июне 2020 года SpaceX начала строительство стартовой площадки для орбитальных полетов Starship. ^[62] Первый прототип, способный к полету, SN5 , имел цилиндрическую форму , поскольку у него не было закрылков или носового обтекателя: только один двигатель Raptor, топливные баки и имитатор массы . ^[173] 5 августа 2020 года SN5 выполнил полет на высоте 150 м (500 футов) и успешно приземлился на соседней площадке. ^[174] 3 сентября 2020 года похожий на него Starship SN6 повторил прыжок; ^[175] позже в том же месяце вакуумный двигатель Raptor прошел свой первый полноценный запуск в Макгрегоре, штат Техас . ^[176]

Starship SN8 был первым полноразмерным прототипом верхней ступени, хотя у него не было теплозащитного экрана. ^[177] Он прошел четыре предварительных статических огневых испытания в период с октября по ноябрь 2020 года. ^[172] 9 декабря 2020 года SN8 полетел, медленно выключая три своих двигателя один за другим, и достиг высоты 12,5 км (7,8 миль). После того, как SN8 нырнул обратно на землю, его двигатели были затруднены низким давлением в баке с метаном во время попытки посадки, что привело к жесткому удару о посадочную площадку и последующему взрыву транспортного средства. ^[145] SN7 использовал нержавеющую сталь 304L , которая менее хрупкая и более свариваемая. ^[178] Более поздние транспортные средства использовали запатентованный сплав 30X, состав которого является запатентованным и стоит чуть более 3,6 евро/кг. ^[179]

Поскольку SpaceX нарушила свою лицензию на запуск и проигнорировала предупреждения об ухудшении повреждений от ударной волны , Федеральное управление гражданской авиации расследовало инцидент в течение двух месяцев. ^[180] Во время запуска SN8 SpaceX проигнорировала предупреждения FAA о том, что профиль полета представляет опасность взрыва. ^{[180] [181] [182]} Руководитель космического подразделения FAA Уэйн Монтейт сказал, что нарушение SpaceX «несовместимо с сильной культурой безопасности», и раскритиковал компанию за то, что она приступила к запуску «на основе «впечатлений» и «предположений», а не процедурных проверок и позитивных утверждений». ^[180]

2 февраля 2021 года Starship SN9 стартовал на высоту 10 км (6,2 мили) по траектории полета, аналогичной SN8. Прототип разбился при приземлении, потому что один двигатель не загорелся должным образом. ^[183] ​​Месяц спустя, 3 марта, Starship SN10 стартовал по той же траектории полета, что и SN9. ^[184] Аппарат жестко приземлился и сломал посадочные опоры, наклонившись на одну сторону. ^[185] У основания аппарата был замечен пожар, и он взорвался менее чем через десять минут, ^[186] возможно, из-за разрыва топливного бака. ^[185] 30 марта Starship SN11 влетел в густой туман по той же траектории полета. ^[187] Аппарат взорвался во время спуска, ^[187] возможно, из-за избытка топлива в метановом турбонасосе Raptor. ^[188]

В марте 2021 года компания обнародовала план строительства двух суборбитальных стартовых площадок, двух орбитальных стартовых площадок, двух посадочных площадок, двух испытательных стендов и большого топливного резервуарного парка. ^[189] Вскоре компания предложила превратить окружающую деревню Бока-Чика, штат Техас , в город компании под названием Starbase . ^[189] Местные жители выразили обеспокоенность по поводу полномочий, власти и потенциальной угрозы выселения SpaceX через принудительное отчуждение собственности . ^[190]

В начале апреля началась установка топливных баков для хранения на орбитальной стартовой площадке. ^[62] SN12–SN14 были списаны до завершения; вместо них для полета был выбран SN15 ^[191] из-за улучшенной авионики , конструкции и двигателей. ^[186] 5 мая 2021 года SN15 был запущен, выполнил те же маневры, что и старые прототипы, и благополучно приземлился. ^[191] После приземления у SN15 возник пожар в районе двигателя, но его удалось потушить. ^[186] Согласно более позднему отчету SpaceX, у SN15 возникло несколько проблем при посадке, включая потерю давления в баке и двигателя. ^{[192] : 2}

В июне 2022 года Федеральное управление гражданской авиации постановило, что SpaceX должна решить более 75 проблем, выявленных в ходе предварительной оценки воздействия на окружающую среду, прежде чем можно будет начать комплексные летные испытания. ^[193]

В июле 2022 года Booster 7 испытал турбонасосы жидкого кислорода на всех 33 двигателях Raptor, что привело к взрыву у основания корабля, который разрушил напорную трубу и нанес незначительные повреждения стартовой площадке. ^[194] К концу ноября Ship 24 выполнил 2 статических испытательных огневых испытания, ^{[195] : 20} , в то время как Booster 7 выполнил 6 статических испытательных огневых испытаний ^{[196] [195] : 20} и, наконец, 9 февраля 2023 года статический огневой испытания с 31 двигателем при 50% дроссельной заслонке. ^[197] В январе 2023 года весь стек Starship прошел полную генеральную репетицию . ^[198]

После попытки запуска, прерванной 17 апреля 2023 года, ^[199] ракета-носитель 7 и корабль 24 стартовали 20 апреля в 13:33 UTC в ходе первого испытательного орбитального полета. ^[200] Три двигателя были отключены во время последовательности запуска, а еще несколько отказали во время полета. ^[201] Позже ракета-носитель потеряла управление вектором тяги двигателей Raptor, что привело к выходу ракеты из-под контроля. ^[201] Аппарат достиг максимальной высоты 24 мили (39 км). ^[202] Примерно через 3 минуты после старта была активирована автономная система прекращения полета ракеты , хотя аппарат кувыркался еще 40 секунд, прежде чем распался. ^{[203] [204] [205]} В ходе первого испытательного полета в воздух было выброшено большое количество песка и почвы, достигнув населенных пунктов в радиусе 10,7 км (6,6 миль). ^{[206] [207] [208]} Также произошел лесной пожар в близлежащем государственном парке, в результате которого сгорело 3,5 акра государственного парка. ^[209]

После первого испытательного полета SpaceX начала работу над стартовой установкой, чтобы устранить повреждения, полученные во время испытаний, и предотвратить будущие проблемы. Фундамент стартовой башни был укреплен, а под стартовой установкой был построен водоотражатель . ^{[210] В мае} Ship 25 и Booster 9 были доставлены на суборбитальные и орбитальные стартовые площадки для проведения многочисленных испытаний. ^{[211] [212]}

18 ноября 2023 года ракета-носитель 9 и корабль 25 поднялись с площадки. ^[213] Все 33 двигателя продолжали работать до разделения, где вторая ступень отделилась, оттолкнувшись от первой ступени с использованием метода горячего разделения . ^[132] После разделения ракета-носитель Super Heavy завершила маневр переворота и инициировала включение обратного ускорителя, прежде чем взорвалась после нескольких последовательных отказов двигателей. ^{[132] [214] [215]} Через три с половиной минуты полета на высоте ~90 км над Мексиканским заливом засорение фильтра жидкого кислорода привело к отказу одного из двигателей, что привело к разрушению ракеты-носителя. ^[216]

Вторая ступень продолжалась до тех пор, пока не достигла высоты ~149 километров (93 мили) после более чем восьми минут полета; перед отключением двигателя телеметрия на второй ступени была потеряна. ^[132] SpaceX заявила, что безопасная команда, основанная на данных о летных характеристиках, запустила систему прекращения полета и уничтожила вторую ступень, ^[132] прежде, чем она достигла запланированной орбиты или попыталась вернуться. ^[217] По данным метеорологического радара NOAA, она, по-видимому, вернулась в атмосферу в нескольких сотнях миль к северу от Виргинских островов . ^[218]

После второго летного испытания (в ходе которого были потеряны обе ступени) были реализованы значительные изменения, включая модернизацию системы управления вектором тяги Starship до электрической системы управления вектором тяги (TVC) ^[219] и меры по задержке выпуска жидкого кислорода (LOX) ^[219] до момента выключения двигателя Starship (SECO).

Flight 3 был запущен с базы SpaceX Starbase вдоль побережья Южного Техаса около 8:25 CDT 14 марта 2024 года, что совпало с 22-й годовщиной его основания. ^{[220] [221]} Как и IFT-2, все 33 двигателя на ускорителе зажглись, и разделение ступеней прошло успешно. ^[222] B10 выполнил включение обратного ускорителя , однако запланированная посадка в Мексиканском заливе не увенчалась успехом, поскольку он взорвался на высоте 462 м (1516 футов) над поверхностью. ^[134]

Сам космический корабль Starship — после достижения космической и орбитальной скорости — провел несколько испытаний после выключения двигателя, включая запуск демонстрации перекачки топлива и испытания распределителя полезной нагрузки. ^{[223] [224]} Он попытался повторно войти в атмосферу , ^{[134] [225]} и на высоте около 65 км (40 миль) вся телеметрия с корабля 28 прекратилась, что указывает на потерю корабля. ^[226] Этот летный тест продемонстрировал криогенную перекачку топлива путем перекачки топлива из головных баков корабля в его основные баки во время нахождения в космосе, технология, которая необходима для выхода Starship HLS с низкой околоземной орбиты (LEO). Результат этого испытания был объявлен успешным NASA и SpaceX. Проводится дополнительный анализ данных по динамике жидкости , такой как выплескивание и выкипание топлива. ^{[227] [228] [229]}

Четвертый летный тест полной конфигурации Starship стартовал 6 июня 2024 года в 7:50 утра по центральному поясному времени. ^[230] Целями испытательного полета были приземление ускорителя Super Heavy на «виртуальную башню» в океане и выдерживание кораблем пикового нагрева во время входа в атмосферу. ^[128] Летный тест был успешным в обоих отношениях: Super Heavy достиг мягкого приводнения, а корабль пережил вход в атмосферу и контролируемое приводнение. ^[231]

В апреле 2024 года Маск заявил, что одной из целей является попытка посадки на башню-носитель на основе успешных показателей ускорителя в полете 4. Испытания транспортного средства начались в мае 2024 года. ^[232] SpaceX заявила, что B12 и S30 были готовы к запуску в начале августа, до получения одобрения регулирующих органов. ^[233] SpaceX запустила S30 и B12 13 октября 2024 года, при этом B12 впервые вернулся на стартовую площадку для успешного захвата, а S30 успешно приводнился в Индийском океане. ^[234]

Корабль 31 успешно завершил криогенные испытания в июле 2024 года и статический пожар в сентябре. ^{[235] [236]} Ракета-носитель 13 завершила аналогичные испытания в апреле и октябре. ^[237] Полет 6 был запущен 19 ноября 2024 года с посадкой ускорителя на воду вместо захвата. ^[238] Полет 6 был первым, в котором успешно провели повторный запуск двигателя Raptor в вакууме космоса, что проложило путь для развертывания полезной нагрузки в будущих полетах. ^[238] Мягкая игрушка банан служила индикатором невесомости, став первым полезным грузом Starship, хотя он оставался внутри транспортного средства на протяжении всего полета. ^[238] Эрик Бергер утверждал, что из-за успеха повторного запуска в космосе Starship, вероятно, будет «разрешен выход на орбиту». ^[239]

Ship 33 успешно завершил криогенные испытания в октябре 2024 года ^[240] и статический пожар в конце декабря. ^{[241] [242]} Его аналог, Booster 14, также прошел криогенные испытания в октябре. ^[243] Booster 14 выкатился на OLP-1 и провел успешные испытания на вращение и статический пожар в начале декабря. ^[244] Полет 7 был запущен 16 января 2025 года, профиль миссии для летного испытания 7, как ожидалось, был аналогичен предыдущему запуску, нацеленному на приводнение в Индийском океане после попытки повторного запуска двигателя в космосе. Ship 33 также должен был развернуть десять «имитаторов» Starlink, которые также должны были вернуться над Индийским океаном. ^[245] Контакт с Ship 33 был потерян незадолго до того, как его двигатели должны были отключиться. ^[39] Впоследствии было замечено, что Ship 33 взорвался, пролетая над островами Теркс и Кайкос . Ракета-носитель успешно вернулась на место запуска и была поймана палочками для еды на OLP-A. ^[39] В результате взрыва многочисленные рейсы коммерческих авиакомпаний были перенаправлены или задержаны. ^{[246] [247]}

SpaceX разрабатывает Starship в основном за счет частного финансирования . ^{[248] [161] [1]} Финансовый директор SpaceX Брет Джонсен сообщил в суде, что SpaceX инвестировала более 3 миллиардов долларов в объект Starbase и системы Starship с июля 2014 года по май 2023 года. ^[1] Илон Маск заявил в апреле 2023 года, что SpaceX рассчитывает потратить около 2 миллиардов долларов на разработку Starship в 2023 году. ^{[249] [250]} В ответе на иск в 2024 году SpaceX заявила, что стоимость программы Starship составляет приблизительно 4 миллиона долларов в день. ^{[251] : 25–26} Добавив, что любой день задержки программы Starship представляет собой потерю в размере 100 000 долларов. ^{[251] : 25–26}

Маск предположил, что запуск орбитального корабля Starship в конечном итоге может обойтись SpaceX всего в 1 миллион долларов. ^{[252] Директор по исследованиям} Eurospace Пьер Лионне заявил в 2022 году, что цена запуска Starship для клиентов, вероятно, будет выше из-за стоимости разработки ракеты. ^[253]

В рамках разработки системы высадки человека для программы Artemis в апреле 2021 года SpaceX получила от NASA контракт с фиксированной ценой на сумму 2,89 миллиарда долларов на разработку лунного посадочного модуля Starship для Artemis III . ^{[254] [255]} Blue Origin , конкурент SpaceX на торгах, оспорила это решение и начала судебное разбирательство против NASA и SpaceX в августе 2021 года, в результате чего NASA приостановило действие контракта на три месяца, пока дело не было отклонено в Федеральном суде по претензиям . ^{[256] [257] [258]} Два года спустя Blue Origin получила контракт с фиксированной ценой на сумму 3,4 миллиарда долларов на свой лунный посадочный модуль . ^[259]

В 2022 году NASA заключило с SpaceX контракт с фиксированной ценой на сумму 1,15 миллиарда долларов на второй лунный посадочный модуль для Artemis IV . ^[255] В том же году SpaceX получила пятилетний контракт на сумму 102 миллиона долларов на разработку программы Rocket Cargo для Космических сил США . ^[260]

Ракеты Starship запускались 7 раз, из которых 4 были успешными ( 57,14%) и 3 неудачными. Starship Block 1 запускался шесть раз в период с апреля 2023 года по ноябрь 2024 года, после чего корабль был выведен из эксплуатации перед седьмым полетом. ^[261] Ожидается, что ускорители Block 1 полетят и дальше в будущем. ^[262]

SpaceX планирует использовать Starship для запуска второго поколения спутников для системы Starlink от SpaceX , которая в настоящее время обеспечивает высокоскоростной интернет в более чем 70 странах. ^[263] Аналитик финансовой компании Morgan Stanley заявил, что разработка Starship и Starlink взаимосвязана, при этом запланированные пусковые мощности Starship позволяют осуществлять более дешевые запуски Starlink, а прибыль Starlink финансирует расходы на разработку Starship. ^[264] Starlink , находившаяся в дефиците с момента своего создания и до конца 2022 года, ^[265] впервые сообщила о положительном денежном потоке в первом квартале 2023 года, ^{[266] [267]} хотя Илон Маск сказал, что Starlink достигла «безубыточного денежного потока» только в 2023 году. ^[268] В декабре 2023 года FCC окончательно отклонила субсидию Starlink RDOF в размере 885 млн долларов из-за «продолжающейся неспособности Starlink успешно запуститься на ракете Starship». ^[269]

Первоначально Starship HLS был выбран NASA в качестве единственной системы высадки людей на Луну для запланированных пилотируемых миссий Artemis III и Artemis IV в рамках программы Artemis . ^{[270] [271]} Starship HLS должен быть запущен на низкую околоземную орбиту и дозаправлен несколькими космическими кораблями-заправщиками Starship. ^{[272] : 4, 5} После заправки он выполнит транслунное инъекционное включение и выйдет на почти прямолинейную гало-орбиту ^[273] вокруг Луны с периселением 1500 км (930 миль), расположенным над северным полюсом, и апоселением 70 000 км (43 000 миль), расположенным над южным полюсом. ^{[273] [272] : 4, 5} Затем космический корабль Orion состыкуется со Starship HLS, и двое из его четырех членов экипажа пересядут в Starship HLS. ^{[274] [272] : 4, 5} Затем звездолет HLS будет использовать свои двигатели для осуществления активного спуска и приземления вблизи южного полюса Луны . ^{[272] : 4, 5} После того, как экипаж выполнит наземную часть своей миссии, HLS поднимется вместе с экипажем. ^{[272] : 4, 5} Затем экипаж пересядет в космический корабль Orion и вернется на Землю. ^{[272] : 4, 5}

Астрономы призвали учесть большую массу Starship для вывода на орбиту и более широкий грузовой отсек для предлагаемых космических телескопов, таких как LUVOIR , и разработать более крупные телескопы, чтобы воспользоваться этими возможностями. ^{[275] [276]} Ширина обтекателя Starship в 9 м (30 футов) могла бы вместить зеркало космического телескопа шириной 8 м (26 футов) в одну деталь, ^[275] устраняя необходимость в сложном развертывании, таком как 6,5 м (21 фут) зеркала JWST , что увеличивало стоимость и задержки. ^[276] Ariane 5 налагал ограничение на вес телескопа в ~6500 кг. ^[277] Низкая стоимость запуска Starship также могла бы позволить зондам использовать более тяжелые, более распространенные и дешевые материалы, такие как стекло вместо бериллия для больших зеркал телескопа. ^{[276] [253]} С зеркалом весом 5 тонн (11 000 фунтов), построенным с использованием тех же методов, что и зеркало космического телескопа Хаббл , JWST будет представлять собой всего 10% массы, доставляемой (заправленным) звездолетом к точке L2 системы Солнце-Земля , и поэтому минимизация веса телескопа не была бы доминирующим соображением при проектировании. ^[276]

В обзоре Национальной академии наук за 2020 год рекомендована Обсерватория обитаемых миров ( HWO); космическая обсерватория, для которой требуется сверхтяжелая ракета-носитель, будет искать признаки жизни на экзопланетах . ^[277] Команда HWO надеется на успех больших пусковых установок из-за их критической важности для миссии HWO. ^[277] Ли Файнберг, ведущий архитектор NASA HWO ^[277] и менеджер JWST ^[278] , поддерживает связь со SpaceX, чтобы отслеживать прогресс Starship, и посетил их в 2024 году с той же целью. ^[277] На данный момент Обсерватория обитаемых миров NASA будет иметь зеркало размером 6–8 метров, но ее конструкция должна быть гибкой, чтобы использовать пусковые установки с потенциально удвоенной массой и объемом к моменту запуска в 2040-х годах. ^{[277] Бывший архитектор} JPL НАСА Кейси Хэндмер считает, что HWO слишком консервативен по сравнению с тем, что возможно с помощью Starship. ^[277] Хэндмер утверждает, что Starship позволяет телескопам масштабироваться до точки получения изображений экзопланет на уровне поверхности , возможно, достаточно больших, чтобы обнаруживать сезонные миграционные закономерности . ^[277]

В январе 2022 года SpaceX получила пятилетний контракт на сумму 102 миллиона долларов на разработку программы Rocket Cargo для Космических сил США . ^[260] Пятилетний контракт призван «точно определить, чего может достичь ракета при использовании для перевозки грузов» ^[279] и позволит Исследовательской лаборатории ВВС собирать данные во время коммерческих запусков Starship. ^[279] Контракт включает в себя возможную демонстрационную миссию с запуском и посадкой грузового Starship в полете из точки в точку.

Министерство обороны запланировало испытание Starship в рамках своей программы, чтобы продемонстрировать способность быстро доставлять до 100 тонн грузов и поставок, способность, которую оно называет доставкой из точки в точку (P2PD). Испытание предполагается провести в 25-м или 26-м финансовом году. ^[280]

В 2024 году проект NASA-ESA Mars Sample Return , один из самых приоритетных флагманских проектов NASA , потерпел неудачу, когда независимая комиссия по оценке осуществимости проекта пришла к выводу, что проект не может быть завершен в рамках его профиля миссии. В апреле 2024 года администратор NASA объявил, что для проекта необходим новый профиль миссии и что NASA обратится к промышленности за предложениями, ответы на которые должны быть получены осенью 2024 года, и особое внимание будет уделяться более низкой общей стоимости и более низкому риску. ^[281] Starship широко рассматривался как ведущий кандидат на роль центрального компонента новой архитектуры профиля миссии. ^{[282] [283] [284]}

SpaceX предложила использовать Starship для перелетов из одной точки в другую (так называемые перелеты «Земля-Земля» в SpaceX), которые позволят добраться в любую точку Земли менее чем за час. ^{[285] [279]} Маск заявил, что SpaceX выполнит сотни грузовых рейсов, прежде чем начнет запуск с пассажирами. ^[286]

Согласно SpaceX, конструкция Starship обусловлена ​​его требованием иметь возможность высаживать экипажи на Марс, ^{[287] : 120} хотя SpaceX не опубликовала технические планы или проекты систем жизнеобеспечения Starship , радиационной защиты , системы стыковки или системы дозаправки на орбите для Марса. ^[288] Космический корабль будет запущен на низкую околоземную орбиту и заправлен на орбите перед отправкой на Марс. ^[289] После приземления на Марс реакция Сабатье может быть использована для синтеза жидкого метана и жидкого кислорода, топлива Starship, на заводе по производству энергии в газ . ^[290] Сырьевыми ресурсами завода будут марсианская вода и марсианский углекислый газ . ^[110] На Земле аналогичные технологии могут быть использованы для производства углеродно-нейтрального топлива для ракеты. ^[291] На сегодняшний день был проведен один концептуальный эксперимент ( MOXIE ), демонстрирующий извлечение кислорода из марсианского углекислого газа, при этом Джордж Дворски , писавший для Gizmodo, прокомментировал, что мы «даже отдаленно не близки» к тому, чтобы превратить это «во что-то практическое». ^{[292] [293]}

SpaceX и Маск заявили о своей цели колонизировать Марс , чтобы обеспечить долгосрочное выживание человечества , ^{[253] [294]} с амбициями отправить один миллион человек на Марс к 2050 году. ^[295] В марте 2022 года он подсчитал, что первая высадка экипажа на Марс может произойти в 2029 году. ^[296] Эти сроки были раскритикованы как нереалистичные Кевином Олсеном, физиком из Оксфордского университета , Англия, который сказал, что «колония должна стать фабрикой» по производству воздуха, топлива и воды, поскольку «принципиально невозможно создать полностью закрытую среду в космосе», и что технологии для этого «намного, намного отстают от технологий космических полетов и строительства жилья». ^[292] Серкан Сайдам, профессор горного дела из Университета Нового Южного Уэльса , Австралия, заявил, что в настоящее время у человечества нет необходимых технологий для создания марсианской колонии, и, скорее всего, к 2050 году у него не будет возможности основать марсианский город с населением в один миллион человек. ^[292]

Одной из будущих полезных нагрузок является спутник связи Superbird-9 , который стал первым контрактом Starship на внешние коммерческие спутники. ^[297] Другой запланированной полезной нагрузкой является космическая станция Starlab , которую Starship запустит как единое целое. ^[298]

В будущем пилотируемая версия космического корабля может быть использована для космического туризма , например, для третьего полета программы Polaris . ^[299]

Исследования, проведенные в рамках проекта «Лира», показали, что при дозаправке на низкой околоземной орбите Starship может отправить космический корабль к Оумуамуа, при этом путешествие займет 20 лет. ^[300] На Юпитере потребуется гравитационный маневр. ^[300]

Starbase состоит из производственного объекта и стартовой площадки, ^[301] и находится в Бока-Чика, штат Техас. Оба объекта работают 24 часа в сутки. ^[22] На площадке могут находиться максимум 450 штатных сотрудников. ^{[129] : 28} Планируется, что площадка будет состоять из двух стартовых площадок, одного объекта обработки полезной нагрузки, одной солнечной фермы площадью семь акров и других объектов. ^{[129] : 34–36} Компания арендует землю Starbase для исследовательского центра STARGATE , принадлежащего Техасскому университету долины Рио-Гранде . Часть ее она использует для разработки Starship. ^[302]

Двигатели Raptor испытываются на объекте Rocket Development в Макгрегоре, штат Техас. На объекте есть два основных испытательных стенда: один горизонтальный стенд для обоих типов двигателей и один вертикальный стенд для ракетных двигателей, оптимизированных для работы на уровне моря. ^[303] В будущем на соседнем заводе, который по состоянию на сентябрь 2021 года ^{[обновлять]}находился в стадии строительства, будет производиться новое поколение Raptor для работы на уровне моря, в то время как штаб-квартира SpaceX в Калифорнии продолжит строительство Raptor Vacuum и тестирование новых конструкций. ^[303]

Во Флориде предприятие в Кокоа очищает кремний для теплозащитных плиток Starship, производя суспензию , которая затем отправляется на предприятие на мысе Канаверал. В прошлом рабочие построили прототип Starship MK2 , конкурируя с экипажами Starbase. ^[75] Космический центр Кеннеди , также во Флориде, планирует разместить другие объекты Starship, такие как стартовая площадка Starship в стартовом комплексе 39A и производственный объект на Робертс-роуд. Этот производственный объект расширяется из «Ангара X», хранилища и объекта по обслуживанию ракетных ускорителей Falcon. Он будет включать здание площадью 30 000 м ² (320 000 кв. футов), погрузочный док и место для строительства секций интеграционной башни. ^[304] Рядом с Космическим центром Кеннеди будет находиться дополнительная стартовая площадка в космическом стартовом комплексе 37 на мысе Канаверал , вероятно, для обслуживания миссий владельца комплекса, Космических сил США .

Планируется, что на Звездной базе будут размещены две стартовые площадки, названные Pad A и Pad B. ^{[129] : 34} Стартовая площадка на Звездной базе имеет крупные объекты, такие как резервуарный парк , орбитальная стартовая установка и интеграционная башня. ^[129] На стартовой площадке присутствуют меньшие объекты: резервуары, окружающие территорию, содержащие метан, кислород, азот, гелий, гидравлическую жидкость и т. д.; ^{[129] : 161} переохладитель около резервуарного парка охлаждает топливо с помощью жидкого азота; и различные трубы установлены на крупных объектах. ^[62] Каждая резервуарная ферма состоит из восьми резервуаров, что достаточно для поддержки одного орбитального запуска. ^[62] Текущая стартовая установка на Площадке A имеет водоотводящий пламегаситель , 20 зажимов, удерживающих ускоритель, и быстроразъемное крепление, обеспечивающее жидкое топливо и электричество для сверхтяжелого ускорителя перед его взлетом. ^[62]

Интеграционная башня или пусковая башня состоит из стальных ферменных секций, громоотвода наверху ^[305] и пары механических рычагов, которые могут поднимать, ловить и возвращать ускоритель. ^[62] Решение ловить ускоритель рычагами было принято для уменьшения массы ракеты и механической сложности за счет устранения необходимости в посадочных опорах, а также для обеспечения более быстрого повторного использования путем помещения ракеты непосредственно обратно на стартовую площадку. ^{[192] : 2} Механические рычаги прикреплены к каретке и управляются шкивом в верхней части башни. ^[62] Шкив соединен с лебедкой и катушкой в ​​основании башни с помощью кабеля. ^[62] Используя лебедку и каретку, механические рычаги могут перемещаться вертикально, при поддержке подшипников, прикрепленных по бокам каретки. ^[62] Линейный гидравлический привод перемещает рычаги горизонтально. Сверху рычагов находятся гусеницы, которые используются для позиционирования ускорителя или космического корабля. ^[62] Башня установлена ​​с помощью быстроразъемного рычага, который выдвигается к космическому кораблю Starship и сужается от него; его функции аналогичны быстроразъемному креплению, которое питает ускоритель. ^[62]

SpaceX строит стартовую площадку Starship на стартовом комплексе 39A Космического центра Кеннеди (LC-39A) с 2021 года. Площадка была сдана компании в аренду в 2014 году и используется для запуска ракет Falcon 9. ^{[304] [306]} В 2024 году Федеральное управление гражданской авиации начало процесс подготовки заявления о воздействии на окружающую среду (EIS), оценивающего потенциальное воздействие новой инфраструктуры и более высокой частоты запусков до 44 в год на LC-39A. ^[307]

В июне 2024 года Blue Origin и United Launch Alliance (ULA) предоставили комментарии в рамках процесса EIS, возражая против влияния, которое операции по запуску Starship могут оказать на их собственную деятельность на площадке. ^[308] Blue Origin предложила несколько мер по смягчению последствий, включая разрешение другим операторам возражать против запуска Starship, который будет конфликтовать с одним из ее собственных, ограничение операций Starship определенным временем или увеличение количества стартовых площадок в этом районе, чтобы уменьшить влияние конфликтующих запусков. ^[309] ULA предложила регулирующим органам вообще запретить запуск Starship во Флориде, поскольку для полностью заправленного Starship потребуется настолько большая зона эвакуации, что это помешает другим операторам использовать их объекты, а шум, создаваемый повторяющимися запусками, может быть вредным для тех, кто живет или работает поблизости. ^{[310] [311]} Илон Маск предположил, что комментарии двух компаний были неискренними и что их истинной мотивацией было помешать прогрессу SpaceX с помощью закона . ^[308]

Компания также предложила построить еще одну стартовую площадку Starship на близлежащем космическом стартовом комплексе Cape Canaveral 37 (SLC-37), который освободился в 2024 году после вывода из эксплуатации ракеты Delta IV . В том же году Космические силы США начали процесс подготовки EIS, оценивающей потенциальное воздействие новой инфраструктуры и частоты запусков до 76 раз в год на SLC-37. ^{[311] [312] [313]}

Оба процесса EIS должны быть завершены до того, как SpaceX получит разрешение на запуск Starship из Флориды, что, скорее всего, произойдет не раньше конца 2025 года. ^[308] Башни и механические рычаги на площадках должны быть похожи на те, что на Starbase, с улучшениями, полученными на основе опыта в Бока-Чика. ^[304]

Чтобы конкурировать со SpaceX и сократить технологический разрыв с компанией, Китайская корпорация аэрокосмической науки и технологий и другие участники аэрокосмической отрасли в Китае, как сообщается, работают над собственным эквивалентом Starship — сверхтяжелой ракетой-носителем Long March 9 , ^[314] которая также спроектирована так, чтобы в конечном итоге стать полностью многоразовой. ^[315] В 2021 году Китайская академия технологий ракет-носителей (CALT) показала рендеринговое видео ракеты, которая, как было отмечено, «поразительно» похожа на Starship по внешнему виду и функциям. ^[316] На мероприятии 2022 года, организованном Международной федерацией астронавтики и Китайским обществом астронавтики , CALT сообщила о проведении исследований по пилотируемой ракете-носителю, работающей на топливе LOX-метан, со второй ступенью, которая очень похожа на Starship. ^[317]

SpaceNews отметил, что китайский стартап Space Epoch и производитель двигателей Jiuzhou Yunjian разрабатывают меньшую ракету, похожую на Starship, с двигателем на метане-жидком кислороде, похожим на Raptor, баками из нержавеющей стали и итеративной конструкцией. ^[318] Возможность повторного использования Starship и конструкция из нержавеющей стали также могли вдохновить на проект Jarvis — многоразовую верхнюю ступень для тяжелой ракеты-носителя New Glenn компании Blue Origin , предназначенную для замены одноразовой верхней ступени New Glenn в будущем. ^[319]

В 2021 году члены Конгресса выразили обеспокоенность по поводу реакции FAA на нарушения лицензии SpaceX на запуск после взрыва SN8, призвав FAA «противостоять любому потенциальному неправомерному влиянию на принятие решений по безопасности запуска». ^[182] В 2023 году, перед вторым испытательным полетом Starship , вице-президент SpaceX и бывший инженер NASA Билл Герстенмайер выступил с заявлениями в Сенате США о важности инноваций в свете «стратегической конкуренции со стороны государственных субъектов, таких как Китай». ^{[320] [321] [322]} Он сказал, что SpaceX заключила контракт с NASA на использование Starship для высадки американских астронавтов на Луну до того, как это сделает Китай, ^{[323] [320]} и что кампания испытательных полетов Starship сдерживается «регулирующими препятствиями и ненужной бюрократией», не связанной с общественной безопасностью. ^{[321] [324]}

После второго комплексного летного испытания Starship Счетная палата США (GAO) дала рекомендации FAA «улучшить процесс расследования несчастных случаев», отметив, что исторически они позволяли оператору запуска проводить расследование под надзором FAA. ^[325]

Несколько экологических групп подали иски против FAA и SpaceX, утверждая, что экологические экспертизы были проигнорированы из-за политического и финансового влияния Маска. ^[326]

• Сравнение орбитальных систем запуска
• Сравнение семейств орбитальных ракет-носителей
• Программа разработки многоразовой пусковой системы SpaceX