Der Erfolg von New Shepard: wiederverwendbare Medien und suborbitaler Tourismus

Letzte Woche fand ein wahrhaft historisches Ereignis statt - Blue Origin, angeführt von Jeff Bezos, machte die erste erfolgreiche sanfte Landung der ersten Stufe der Rakete. Es ist merkwürdig, dass Bezos diesen Erfolg nicht umgangen hat, nicht nur Elon Musk, dessen Versuche, den ersten Schritt auf dem Lastkahn zweimal zu landen, bereits gescheitert sind, sondern auch Richard Branson mit seinem suborbitalen SpaceShipTwo, das im Herbst 2014 abgestürzt ist und immer noch nicht zum Fliegen zurückgekehrt ist. Blue Origin verfolgt keine PR, daher ist es interessanter zu sehen, welche Technologien es hat und was es uns in naher Zukunft gefallen kann.

Zuerst erfolgreich

Am 23. November fand ein unbemannter Teststart des New Shepard-Komplexes statt, einer einstufigen Trägerrakete und eines Raumfahrzeugs für den suborbitalen Weltraumtourismus. Die Kapsel erreichte eine Höhe von 100,5 km und landete erfolgreich mit dem Fallschirm. Zum ersten Mal landete eine Trägerrakete erfolgreich auf Motoren:

Der Erfolg kam nicht sofort - beim ersten Teststart am 29. April 2015 wurde eine Höhe von 93,5 km erreicht, aber die Rakete stürzte aufgrund eines Druckverlusts im Hydrauliksystem ab.

Plötzlicher Motor

Wenn Sie etwas tiefer graben, wird die Hauptüberraschung von New Shepard der Motor sein. Tatsächlich gelang es dem Startup bis 2015, einen wiederanlauffähigen Gasmotor BE-3 auf einem Paar "Wasserstoff-Sauerstoff" mit einem Schub von 1 bis 50 Tonnen zu schaffen. Der Motor erschien nicht sofort - die Ingenieure trainierten Katzen und entwickelten die BE-1- und BE-2-Motoren mit Wasserstoffperoxid, aber das Ergebnis ist immer noch beeindruckend.


Testen des BE-3-Motors auf einer Bank Die

Möglichkeit, über einen weiten Bereich neu zu starten und zu drosseln, bedeutet, dass dieser Motor auf den oberen Stufen von Weltraumraketen sehr nützlich ist. Und die Verwendung eines Wasserstoff-Sauerstoff-Kraftstoff-Paares mit einem maximalen spezifischen Impuls bedeutet, dass BE-3 in dieser Rolle sehr effektiv ist. Ja, die Tatsache, dass ein offener Stromkreis mit einem Phasenübergang verwendet wirdbedeutet, dass der spezifische Impuls unter den maximal möglichen 450 Sekunden liegt (der genaue Wert des spezifischen Impulses BE-3 wurde nicht in offenen Quellen veröffentlicht), aber Leerlaufmotoren sind einfacher und billiger, was für ein privates Raumfahrtunternehmen wichtig ist.
Theoretisch ist es nun auf der Grundlage der ersten Stufe von New Shepard möglich, eine leichte Trägerrakete zu schaffen, die mehrere hundert Kilogramm in eine niedrige Umlaufbahn bringen würde. Die Pläne von Blue Origin sind jedoch mutiger: Der BE-4-Motor wird derzeit mit einem Methan-Sauerstoff-Kraftstoffpaar mit einem Schub von 250 Tonnen entwickelt. Mit einem solchen Motor wird es möglich sein, eine Trägerrakete der Mittelklasse mit einer Tragfähigkeit im Bereich von 8 Tonnen in die erdnahe Umlaufbahn zu bringen. Es wird davon ausgegangen, dass die erste Stufe dieser Rakete ebenfalls wiederverwendbar sein wird.

Vergleich mit Maske

Fast erfolgreiche Landung der ersten Stufe von Falcon 9. Leider wird „fast“ nicht berücksichtigt ...

Bei Geektimes gab es Material , das behauptete, es sei falsch, New Shepard und Falcon 9 zu vergleichen, und sagte, was Bezos erreicht habe, habe Mask bereits bei Grasshopper getan . Ich bin nicht einverstanden. Ja, der New Shepard ist kleiner, kürzer und leichter als die erste Stufe des Falcon 9 und bringt die Nutzlast nicht in die Umlaufbahn. Beide Schritte kehren jedoch von einem suborbitalen Flug zurück und landen exakt auf einem begrenzten Gebiet. Grasshopper war ein Prüfstand, der den Motor nicht neu startete und nicht über einen Kilometer stieg. Wenn wir über die Komplexität der Aufgabe sprechen, dann hat niemand Musk gezwungen, mit der Landung der Trägerrakete unmittelbar der Mittelklasse zu experimentieren, zumal er mit der Falcon 1-Leichtrakete angefangen hat.
Außerdem sollten beide Raketen in der Praxis den wirtschaftlichen Nutzen (oder das Fehlen davon) von wiederverwendbaren Trägerraketen testen, daher ist ihr Vergleich trotz der unterschiedlichen Aufgaben korrekt. Kenntnis negativer Erfahrungender Menschlichkeit mit dem Space Shuttle hat mich skeptisch gegenüber wiederverwendbaren Trägerraketen gemacht. Aber jetzt, da wir zwei potenziell wiederverwendbare Trägerraketen haben, insbesondere in verschiedenen Klassen, ist es sehr interessant, ihren Zeittest zu betrachten. Ich erinnere Sie daran, dass wir uns Jahre nach Beginn des Serienbetriebs über die Wirtschaftlichkeit (oder das Fehlen) wiederverwendbarer Raketen informieren können, die weder SpaceX noch Blue Origin bisher erreichen konnten. Wir erleben jedoch ein interessantes Experiment: Die Falcon 9 ist eine Mittelklasse-Rakete, und die geophysikalische (suborbitale) Rakete von New Shepard ermöglicht es uns, die Möglichkeit der Skalierbarkeit eines wiederverwendbaren Schaltkreises zu untersuchen. Es kann sich herausstellen, dass die Komplexität und die Kosten für die Wartung eines wiederverwendbaren Systems mit abnehmender Größe sinken werden.und in diesem Fall hat New Shepard die besten Chancen, wirtschaftlich erfolgreich zu werden.

Vergleich mit Branson

Beim Vergleich des Erfolgs von Blue Origin mit SpaceX war die Tatsache unsichtbar, dass Bezos zu einem sehr gefährlichen Konkurrenten im Bereich des suborbitalen Weltraumtourismus wurde, in dem in den vergangenen Jahren alle mit dem SpaceShipTwo-Schiff über Richard Branson sprachen. Und der Erfolg von Blue Origin hat deutlich gezeigt, dass das Design von New Shepard in mehrfacher Hinsicht besser ist.
Erstens kann Blue Origin sechs Monate nach dem Unfall mit der Trägerrakete eine neue Etappe erleben. Nach dem Absturz von SpaceShipTwo fliegt die seit 2012 gebaute zweite Fluginstanz immer noch nicht. SpaceShipTwo-Flugtests wurden nicht abgeschlossen - das suborbitale Fahrzeug ist noch nie auf 100 km gestiegen , und festgestellte Triebwerksprobleme wurden möglicherweise nicht behoben. New Shepard hat SpaceShipTwo bereits in seiner Bereitschaft übertroffen.
Zweitens ist New Shepard sicherer als SpaceShipTwo. Bereits 2012 wurde ein Notfallrettungssystem getestet, das zusammen mit dem Standardlandesystem die Rettung von Passagieren in allen Flugphasen gewährleistet:

Auf SpaceShipTwo gibt es keine Rettungssysteme, die Passagieren bei der Zerstörung des Geräts helfen könnten, wie die Katastrophe von 2014 deutlich gezeigt hat. Wenn der Flug nach New Shepard in Höhenanzügen durchgeführt wird, die vor Druckentlastung schützen können, erreicht die Flugsicherheit das Niveau der Gewerkschaften. Aber jetzt, wenn ich zusätzliche hunderttausend Dollar hätte und den Wunsch hätte, einen suborbitalen Flug zu machen, würde ich mich definitiv für New Shepard entscheiden.

Fazit

Es ist eine Ironie des Schicksals, dass es einem Unternehmen, das sich nicht besonders mit PR beschäftigt, gelungen ist, ein vielversprechendes Design zu entwickeln, und tatsächlich zwei Unternehmen umgangen hat, die keine Newsfeeds hinterlassen. Das Motto von Blue Origin „Schritt für Schritt, gnadenlos“ wird überraschend umgesetzt.

Source: https://habr.com/ru/post/de387351/