Внутри SpinLaunch, необычная задумка космической индустрии 🚀
Прошлым летом необычная космическая компания поселилась на огромном складе в залитом солнцем Промышленном районе, окружающем аэропорт Лонг-Бич. Отражения турбовинтовых самолетов мелькают на зеркальных стеклах зданий. На другой стороне улицы на бывшей фабрике аэрокосмического гиганта возвышается ретро-вывеска McDonnell Douglas, а сразу за углом Virgin Orbit разрабатывает свою ракету.
Это подходящая штаб-квартира для SpinLaunch, компании, давшей новую жизнь десятилетней идее использования гигантских механических ускорителей для запуска ракет на орбиту. Человек, стоящий за этим дерзким планом, - серийный предприниматель Джонатан Яни (Jonathan Yaney). В течение многих лет он управлял микропроцессорным заводом рядом с Google. Теперь компания готова открыть настоящий ракетный завод, где будут штамповать ракеты-носители, и, если всё пойдет хорошо, делать первые шаги в космос.
Когда я посетил его прошлой осенью, сотрудники SpinLaunch все еще распаковывали вещи с переезда. Пока мы шли среди гигантских стальных листов, Яни объяснял, как будет работать его пусковая установка.
Центрифуга размером с футбольное поле будет вращать ракету по кругу примерно в течение часа, и ее скорость неуклонно будет возрастать до более чем 8000 км/ч. Корабль и его полезная нагрузка весом до 90 кг будут испытывать перегрузки, которые на пике будут в десять тысяч раз больше привычной гравитации. Как только ракета достигнет стартовой скорости центрифуга выпустит ее в стратосферу. На пороге космоса она запустит свой двигатель для последнего рывка на орбиту.
Схема вращающейся ракеты 🚀
Мысль, что объект весом в сотни килограмм может быть выведен в космос таким способом, звучит безумно! И компания должна доказать, что эта технология работает. На данный момент удавалось раскрутить 11-фунтовый муляж полезной нагрузки на скорости более 4000 миль/ч и отправить его в стальную стену. Между этими испытаниями и высотой космоса, однако, примерно 160 км и огромное сопротивление воздуха. Не говоря уже об инженерных работах, необходимых для постройки центрифуги шириной 100 метров с "ногой", достаточно сильной, чтобы поддерживать ракету размером примерно с внедорожник.
Компания планирует провести свои первые суборбитальные запуски этой зимой на новом полигоне в Нью-Мексико. Предполагая, что если система окажется рабочей, Spinlaunch снизит стоимость отправки небольших спутников в космос почти в 20 раз. Но гораздо важнее может быть количество запусков в день. Яни предсказывает, что массовый ускоритель сможет делать пять запусков в день; большинство ракетных компаний не могут делать столько запусков и в месяц. В эпоху мегагруппировок, когда в течение следующего десятилетия тысячи малых спутников будут выведены на низкую околоземную орбиту, Яни считает, что время Spinlaunch пришло.
$4 млн и cумасшедшая идея 💰
Пока они получили одно предложение с ценой в $20 млн.
Имея опыт сварки под водой, Райан Хэмптон (Ryan Hampton) стал экспертом по изготовлению герметичных уплотнений, что вполне соответствовало его новой задаче. Яни заказал несколько вакуумных насосов на eBay, сталь стоимостью $500 000, и команда приступила к строительству шестой по величине вакуумной камеры в мире по диаметру. Это заняло у них восемь месяцев. Яни продемонстрировал свою настольную центрифугу и поделился своими электронными таблицами, полными вычислений. Но Хэмптон понял, что SpinLaunch “будет адским проектом", и записался в качестве сотрудника номер один.
У Яни были идеи, а у Хэмптона - строительные навыки, но им все равно требовались инженеры. Итак, тёплым весенним днём, несколько месяцев спустя они забрались в самолёт Яни и полетели на край пустыни Мохаве, где собрались десятки студентов колледжа, чтобы испытать свои ракеты. Ребята надеялись завербовать нескольких из них.
Одной из их целей был Дэвид Ренн (David Wrenn), студент младших курсов Университета штата Сан-Диего. После переговоров Ренн взял отпуск в колледже и вылетел в Сан-Франциско, чтобы присоединиться к SpinLaunch, где он теперь работает в качестве старшего инженера-механика.
Худшая Ракета из когда-либо деланных 👻
В центре склада SpinLaunch Яни откидывает защитный брезент и с гордостью говорит: "Это самая худшая ракета из когда-либо сделанных".
Около 7,6 м длиной сплошного черного цвета с блестящим серебряным наконечником ракета выглядит громоздкой по сравнению с утонченными формами типичной ракеты. В общем, только крошечная часть массы ракеты может быть ее полезной нагрузкой; большая часть остального - это топливо. Поэтому ракеты гигантских размеров! В аэрокосмических кругах это называется "тиранией ракетного уравнения".
Но, как объясняет Яни, если вы можете запустить ракету в космос, не имея при себе всего топлива, чтобы добраться туда, ракета может быть небольшой, и основная её масса может быть выделена для полезной нагрузки. Более того, ракетный двигатель не обязательно должен быть очень эффективным. Принимая во внимание, что обычная ракета орбитального класса спроектирована так, чтобы выжать каждую последнюю каплю эффективности из своих двигателей, здесь можно сэкономить, большая часть работы полёта ракеты SpinLaunch выполняется центрифугой.
Ракета благодаря ускорению поднимается около минуты, двигатель включается на высоте 60 км. На этой высоте практически нет атмосферы, так что для разгона до орбитальных скоростей (27000км/ч) требуется всего лишь минутное включение двигателя. Еще один запуск двигателя длится всего 10 секунд, помогает ракете окончательно выйти на орбиту Земли.
Когда я посетил компанию, прототип центрифуги всё еще выглядел ужасно. Крупные инвесторы, в том числе Airbus Ventures, Kleiner Perkins и GV (часть Alphabet), тоже сделали своё дело, вложив в компанию $80 млн. А в прошлом году министерство обороны США заключило контракт с SpinLaunch на разработку центрифуги.
Хуан Алонсо, авиационно-космический инженер в Стэнфорде, не верил в реальность технологии: "Это экзотическая технология, и когда вы впервые слышите об этом, вы думаете, что нет никакого способа, который мог бы сработать", - говорит он. Но после того, как он увидел расчёты, Алонсо дал зеленый свет проекту.
Скептики 😇
Конечно, многие относятся к компании скептично.
Самая большая критика идёт в сторону нагрузок на ракету.
"Обычная ракета имеет дело перегрузки примерно в пять-семь раз превышающей гравитацию. Ни одна ракета не сможет выжить, равно как и электроника внутри ракеты при нагрузках при запуске ракеты SpinLaunch", - говорит Дэн Эрвин.
Яни не переживает по этому поводу, он слышал критику и раньше.
Можно признать что технология не является новой, в Армии США делают ракеты, которые испытывают огромные перегрузки.
Физика - не единственное препятствие для компании.
Чтобы запустить ракеты в космос нужен участок для космодрома.
В конечном счете, SpinLaunch понадобится прибрежная стартовая площадка, чтобы ракеты не представляют угрозы для гражданского населения. Найти подходящее место оказалось сложнее, чем ожидал Яни. В апреле 2018 года Хэмптон и Рафаэль Фельдман, менеджер проекта, отправились на Гавайи, чтобы получить разрешение на строительство такого объекта на Большом острове. Поначалу штат оказывал поддержку, даже разрабатывая законопроект о финансировании в размере $25 млн, который позволит гавайцам инвестировать в компанию через облигации, поддерживаемые государством. Но позже возникли вопросы по влиянию строительства на экологию.
Несмотря на трудности испытания аппаратуры идут полным ходом.
Стоимость запуска планируется около $500 000, что может сделать её серьезным конкурентом в запусках кубсатов и малых аппаратов на орбиту.
#newspace@spacex #SpinLaunch
