मई 2002 में कंपनी की स्थापना के बाद से अंतरिक्ष तक पहुंच की लागत में कमी और मंगल ग्रह के उपनिवेश की संभावना के उद्भव को कंपनी के अस्तित्व के लक्ष्य के रूप में एलोन मस्क द्वारा घोषित किया गया था। हालांकि, इस तरह की महत्वाकांक्षी योजनाओं को मास्क के प्रारंभिक निवेश के साथ महसूस नहीं किया जा सकता है, जो लगभग 100 मिलियन डॉलर की राशि का था, इसलिए स्पेसएक्स ने अपने काम को शुरू करने के बजाय एक मामूली लॉन्च वाहन "फाल्कन 1" के विकास के साथ शुरू किया, जो कि कम पृथ्वी की कक्षा में केवल 420 किलोग्राम डालने में सक्षम था।
हालांकि, पहले से ही
नवंबर 2005 में , अपने पहले रॉकेट के लॉन्च से पहले, जब पूरी कंपनी में केवल लगभग 160 कर्मचारी थे, उन्होंने मंगल पर उड़ान भरने के लिए 100 टन के पेलोड को कक्षा में पहुंचाने के लिए एक अतिरिक्त भारी रॉकेट बनाने की योजना की घोषणा की। परियोजना को "बीएफआर" कहा जाता था, जिसे बाद में आधिकारिक तौर पर बिग फाल्कन रॉकेट के रूप में डिक्रिप्ट किया गया, और मूल अनौपचारिक नाम का अनुवाद "लानत बड़े रॉकेट" के रूप में किया गया। अपने पहले चरण में, मर्लिन 2 ऑक्सीजन-केरोसिन इंजन का एक विस्तृत संस्करण होना चाहिए था, जिसमें उन्होंने पुनर्योजी शीतलन के साथ दहन कक्ष के पृथक शीतलन को बदलने की योजना बनाई (पहले मामले में, कक्ष को ठंडा करने के लिए कक्ष की दीवारों पर विशेष सामग्री का उपयोग किया जाता है, जो धीरे-धीरे वाष्पित हो जाता है, और) दूसरे मामले में, कई मिल्ड चैनलों के माध्यम से ईंधन या ऑक्सीकरण एजेंट पंप करना इसके लिए उपयोग किया जाता है)। अपने जोर से, इस इंजन को केवल RD-170 तक निकलना चाहिए था, और रैप्टर ऑक्सीजन-हाइड्रोजन इंजन को दूसरे चरण में खड़ा होना चाहिए था।
लेकिन 2008 के अंत तक फाल्कन 1 के पहले 3 असफल प्रक्षेपणों ने कंपनी को बर्बादी के कगार पर खड़ा कर दिया था, इसलिए रणनीतिक योजनाओं को अस्थायी रूप से चल रही परियोजनाओं के कार्यान्वयन के लिए धन खोजने के पक्ष में रखना पड़ा। फिर भी, पहले से ही
30 जुलाई, 2010 को, टॉम मार्कसिक ने एआईएए संयुक्त प्रोपल्शन प्रस्तुति में परियोजना के तकनीकी विवरण प्रस्तुत किए।
उस समय, मिसाइल एक बड़ा फाल्कन 9 था, जिसके 3 संस्करण थे: फाल्कन एक्स / फाल्कन एक्स हैवी है जिसमें 6 मीटर का व्यास और 10 मीटर के व्यास के साथ फाल्कन एक्सएक्सएक्स है। उनके लिए इंजन की एक जोड़ी प्रदान की गई थी: पहला चरण केरोसिन इंजन द्वारा संचालित किया जाना था। मर्लिन 2 में 770 टन बल और समुद्र स्तर पर 285 सेकंड का एक विशिष्ट आवेग और वैक्यूम में 321 सेकंड, दोनों मामलों में 138 वायुमंडल के दहन कक्ष में एक दबाव के साथ। दूसरे चरण में 117 वायुमंडल के दबाव में 68 टन और 470 सेकंड के आवेग के साथ एक रैप्टर हाइड्रोजन-ऑक्सीजन इंजन स्थापित करना था। लॉन्च वाहनों को क्रमशः कम पृथ्वी की कक्षा में 38, 125 और 140 टन पेलोड लॉन्च करना था।
फाल्कन 9 और सैटर्न -5 (बाएं) के साथ मिसाइलों की नई लाइन के आकार की तुलना।हालांकि, लगभग तुरंत यह पता चला कि जाहिर है कि 2 प्रकार के ईंधन वाले सिस्टम को बनाना संभव नहीं होगा, जिनमें से एक हाइड्रोजन भी है। और स्पेसएक्स के काम में एक प्रमुख दृष्टिकोण के बाद से, एलोन मस्क ने महंगे समाधानों की अस्वीकृति की घोषणा की, इस विकल्प को लगभग तुरंत छोड़ने का निर्णय लिया गया।
नवंबर 2012 में, मस्क ने सार्वजनिक रूप से घोषणा की कि मीथेन-ऑक्सीजन इंजन उनके नए रॉकेट पर स्थापित किए जाएंगे। थोड़ी देर बाद उन्होंने अपने रहस्यमय संक्षिप्त नाम "MCT" की घोषणा की, जो "मार्स कॉलोनियल ट्रांसपोर्ट" नाम का एक संक्षिप्त नाम था, जो एक समय में 100 लोगों को मंगल पर ले जाने वाला था।
2013 की दूसरी तिमाही में, मस्क
ने घोषणा की कि स्पेसएक्स आईपीसी (स्टॉक की सार्वजनिक पेशकश) का संचालन नहीं करेगा, जब तक कि मंगल पर नियमित एमसीटी उड़ानें शुरू नहीं हो जातीं। उन्होंने इसका कारण यह बताया कि निवेशकों को उन परियोजनाओं में दिलचस्पी नहीं है जो कार्यान्वयन में इतनी लंबी हैं कि परिणामस्वरूप, कंपनी के प्रबंधन में संघर्ष हो सकता है।
साथ ही इस समय यह घोषणा की गई थी कि रैप्टर का जोर 300 टन तक बढ़ाया जाएगा। और 19 फरवरी 2014 को सांता बारबरा, कैलिफोर्निया में एक सम्मेलन में, स्पेसएक्स के इंजन निर्माण के उपाध्यक्ष थॉमस मुलर ने घोषणा की कि रैप्टर में ईंधन घटकों के लिए एक पूर्ण गैसीकरण योजना होगी। उस समय, दुनिया में केवल दो ऐसे इंजन थे - सोवियत 640-टन आरडी-270 और अमेरिकी 112-टन आईपीडी - विभिन्न कारणों से दोनों के परीक्षण कभी पूरे नहीं हुए।
इस तथ्य के कारण कि नासा के तत्वावधान में आईपीडी के विकास को अंजाम दिया गया था, और इस प्रकार एक ही बार में सभी अमेरिकी नागरिकों के थे, स्पेसएक्स ने उनका लाभ उठाया,
उपकरण तक पहुंच भी हासिल की और इस पर काम करने वाले कुछ विशेषज्ञों को भी लुभाया, क्योंकि यह परियोजना जारी नहीं थी। रैप्टर गैस जनरेटर का परीक्षण मई 2014 में शुरू हुआ, और
21 अप्रैल तक स्टैनिस स्पेस सेंटर (मिसिसिपी) में, सभी इंजन सबसिस्टम के परीक्षण के लिए एक परीक्षण बेंच पूरा हो गया। इसके तुरंत बाद, इंजन के एक छोटे संस्करण पर परीक्षण शुरू हुए, जिसमें लगभग 100 टन का जोर था।
28 सितंबर, 2016 को अंतर्राष्ट्रीय कांग्रेस ऑफ एस्ट्रोनॉटिक्स में, इलॉन मास्क ने पहली बार व्यक्तिगत रूप से मार्टियन परिवहन परियोजना प्रस्तुत की, जिसमें वास्तव में पागल विशेषताओं को माना जाता था। व्यास में 12 मीटर और ऊंचाई में 122 मीटर होने के कारण, यह 2-चरण "ITS" लॉन्च वाहन ("इंटरप्लेनेटरी ट्रांसपोर्ट सिस्टम के लिए खड़ा है") का कुल द्रव्यमान 10.5 हजार टन होना चाहिए था, एक इंजन का विकास 13 हजार का था टन और पुन: प्रयोज्य / डिस्पोजेबल संस्करणों में 300 और 550 टन कार्गो की कक्षा में डाल दिया। इन संकेतकों के संदर्भ में, ITS पिछले सभी लॉन्च किए गए वाहनों से कम से कम 3.5 गुना से अधिक होना चाहिए।
उस समय के रैप्टर इंजन को वायुमंडलीय संस्करण में 334 सेकंड के विशिष्ट आवेग के साथ 310 टन-बल का जोर विकसित करना था, और वैक्यूम में - 357 टन-बल और 382 सेकंड का आवेग। इंजन के दहन कक्ष में दबाव उस समय मौजूद सभी एनालॉग्स को पार करने के लिए था, जो 300 वायुमंडल तक पहुंच गया था।
पहले चरण में केवल 275 टन का सूखा द्रव्यमान होना चाहिए था, जिसमें 6975 टन का कुल द्रव्यमान था, और इसमें 42 वायुमंडलीय रैप्टर थे। जहाज और टैंकर में 150/90 टन का सूखा वजन, क्रमशः 300/380 टन का पेलोड और 1950/2500 टन का कुल वजन था। उन्हें इंजन के 3 वायुमंडलीय और 6 वैक्यूम संस्करणों पर स्थापित किया जाना चाहिए था, और उनकी लंबाई 49.5 मीटर होगी। उसी समय, जहाज के लिए केवल 43 मिलियन डॉलर और टैंकर के लिए $ 8 मिलियन की लॉन्च लागत प्राप्त करने की योजना बनाई गई थी, जो एक बार में 100 यात्रियों को भेजने के लिए ध्यान में रखते हुए, प्रति व्यक्ति केवल $ 140 हजार का टिकट मूल्य देता था।
यह समझने के लिए कि संकेतक इस प्रणाली में कितने पागल थे, यह इसकी द्रव्यमान पूर्णता (ईंधन के रिक्त द्रव्यमान के कुल रॉकेट चरणों के द्रव्यमान का अनुपात) को देखने के लिए पर्याप्त है: इसलिए पहले चरण के लिए यह 0.039 होना चाहिए, और एक टैंकर के लिए यह 0.036 होना चाहिए। तुलना के लिए, रूसी-यूक्रेनी ज़ेनिट -3 एम रॉकेट, यह आंकड़ा केवल 1 चरण के लिए 0.079 और 2 के लिए 0.094 है, और फाल्कन 9 ब्लॉक 5 लॉन्च वाहन के लिए, ये मूल्य क्रमशः 0.065 और 0.04 हैं। स्पेसएक्स ने एक संरचनात्मक सामग्री के रूप में कार्बन फाइबर के व्यापक उपयोग के कारण यह सब हासिल करने की योजना बनाई।
यह इस स्थिति में बिल्कुल भी आश्चर्यजनक नहीं है कि परियोजना को गंभीर तकनीकी समस्याओं का सामना करना पड़ा था।
29 सितंबर, 2017 को एस्ट्रोनॉटिक्स की अगली अंतर्राष्ट्रीय कांग्रेस में
, एलोन मस्क ने फिर से एक परियोजना पेश की जिसमें बड़े बदलावों की शुरुआत हुई है। प्रणाली का कुल वजन 4400 टन कम हो गया था, जिसमें 5400 टन कर्षण और 1 चरण में 31 इंजन थे। सिस्टम के आयाम भी कम हो गए: व्यास 9 मीटर होना शुरू हुआ, और कुल ऊंचाई - 106 मीटर। जहाज पर 3 वायुमंडलीय और 4 वैक्यूम इंजन बचे थे, जिसमें 1335 टन की संरचना का कुल द्रव्यमान और 48 मीटर की लंबाई थी। रैप्टर की विशेषताओं में भी गिरावट आई: 250 वायुमंडल का दबाव, वायुमंडलीय संस्करण के लिए वायुमंडल / निर्वात में 330/356 सेकंड के विशिष्ट आवेग के साथ 173 टन कर्षण बल और वैक्यूम संस्करण के लिए 375 सेकंड के आवेग के साथ 194 टन कर्षण बल।
हालांकि, अच्छी खबर थी: इस क्षण तक, रैप्टर का -100 टन-थ्रस्ट संस्करण पहले ही 42 परीक्षण पास कर चुका था, जिसकी कुल अवधि 20 मिनट से अधिक थी। उसी समय, दहन कक्ष में दबाव 200 वायुमंडल तक बढ़ा दिया गया था।
2018 में, सिस्टम
में बदलावों की प्रस्तुति को जहाज के पहले यात्री - अरबपति युसाकु मादेज़वा की प्रस्तुति के साथ जोड़ा गया था - इसलिए तकनीकी हिस्सा कम हो गया। शायद 17 सितंबर, 2018 को इस प्रस्तुति में घोषित किए गए मुख्य बदलावों में जहाज की लंबाई 55 मीटर और उस पर केवल वायुमंडलीय संस्करण में 7 रैप्टर इंजनों की स्थापना में वृद्धि थी। इस तरह के परिवर्तनों का कारण सिस्टम के वाणिज्यिक संचालन में जल्दी से स्विच करने की इच्छा थी।
अक्टूबर 2018 में, मस्क ने पुन: प्रयोज्य प्रणाली को संरचनात्मक सामग्री के रूप में स्टील में स्थानांतरित करने का फैसला किया, जिसे उन्होंने बाद में इस प्रणाली के लिए
सबसे अच्छा डिजाइन समाधान कहा, क्योंकि स्टील की लागत कार्बन फाइबर ($ 3 बनाम लगभग $ 200 प्रति 1 किग्रा) की लागत का केवल 2% है, और क्रायोजेनिक और उच्च तापमान पर भी बहुत ताकत है।
दिसंबर 2018 की शुरुआत में, बोका चिका (टेक्सास) में निजी स्पेसएक्स कॉस्मोड्रोम में, एक असामान्य उपकरण की असेंबली शुरू हुई, जिसने अंततः 10 जनवरी तक अपना रूप ले लिया। यह उपकरण Starhopper निकला - स्टारशिप का 39-मीटर कम संस्करण, इंजन की पहली उड़ान परीक्षणों के लिए डिज़ाइन किया गया, क्रायोजेनिक टैंकों के लिए विनिर्माण तकनीक और उनका ईंधन भरना।
स्टारहॉपर का परीक्षण करने के लिए, तरल ऑक्सीजन के लिए 432 मीटर
3 और तरल मीथेन के लिए 364 मीटर
3 की मात्रा वाले टैंक बोका चिका में
स्थापित किए
गए थे, जिन्हें पहले से गैस वाहक के साथ फिर से ईंधन भरा गया था। स्टारहोपर की सतह पर अंदर और बाहर का काम कई महीनों तक चलता रहा, और अंदर तक पहुंचने में आसानी के लिए, इसके धनुष को मजबूती से तय नहीं किया गया था, जिसके कारण 23 जनवरी को 80 किमी / घंटा की गति से एक तूफानी हवा चली और मेले को नुकसान पहुंचा। उन्होंने इसे बहाल नहीं करने का फैसला किया, लेकिन स्टारहॉपर को गोलार्ध के ढक्कन के साथ कवर करने के लिए।
हालांकि, परियोजना के बारे में अच्छी खबर
3 फरवरी की सुबह फिर से दिखाई दी: मैक्ग्रेगर (टेक्सास) में परीक्षण स्थल पर, पूर्ण आकार के रैप्टर का पहला परीक्षण शुरू हुआ, जो तुरंत एक बहुत ही आक्रामक गति से जाना शुरू हुआ।
7 फरवरी तक, रैप्टर ने "गर्म" ईंधन पर 257 वायुमंडल के दहन कक्ष में एक दबाव में
172 टन जोर विकसित किया था, जो एक लॉन्च वाहन और जहाज पर इसका उपयोग करने के लिए 170 टन-बलों की आवश्यक सीमा से अधिक था। 10 फरवरी को,
268.9 वायुमंडल का दबाव प्राप्त किया गया था, जो लगभग 180 टन जोर के अनुरूप था। और 21 फरवरी तक, इंजन नंबर 1 को उच्चतम संभव दबाव विकसित करने के लिए एक परीक्षण में
क्षतिग्रस्त होने की योजना बनाई गई थी।
स्टारहोपर को 8 मार्च, 2019 को टेक्सास के बोका चीका में लॉन्च साइट पर ले जाया गया।3 अप्रैल को, Starhopper ने इंजन # 2 के साथ पहला बर्न पूरा किया, इसके बाद 5 अप्रैल को पट्टा पर एक छोटी सी छलांग लगाकर लगभग 1 मीटर की ऊँचाई तक पहुँचा।
मई में, स्टारकास्ट Mk1 को बोका चिका में रखा गया था, और उसी समय, कोको, फ्लोरिडा में स्टारशिप Mk2 के समानांतर बिछाने की शुरुआत हुई! प्रोटोटाइप बनाने वाली टीमों ने विभिन्न निर्माण विधियों का उपयोग किया, इस प्रकार आपस में प्रतिस्पर्धा हुई, जिसके लिए उन्हें नाम दिया गया: बोका चीका में Mk1 को
"रेड" टीम द्वारा बनाया गया था, और कोको में एमके 2 का निर्माण करने वाली टीम "ब्लू" बन गई थी। इसने भुगतान किया, क्योंकि शुरू से ही कोको की नीली टीम निर्माण में तेजी से आगे बढ़ने में कामयाब रही, हालांकि उन्होंने थोड़ी देर बाद निर्माण शुरू कर दिया। लेकिन प्रस्तुति के समय तक एमके 1 के निर्माण को पूरा करने के लिए, उनकी टीम का हिस्सा अस्थायी रूप से बोका चीका में स्थानांतरित कर दिया गया था।
उसी समय, स्टारहॉपर के परीक्षण जारी रहे: 22 जुलाई को, उसने 22 सेकंड तक चलने वाली और 18 मीटर की ऊंचाई पर एक पूर्ण उड़ान भरी।
हालांकि, इंजन परीक्षण काफी आसानी से नहीं चला: इंजन नंबर 3 और 4 तकनीकी समस्याओं के खिलाफ लड़ाई में खो गए थे, और नंबर 5, डिजाइन खामियों के कारण, ऑक्सीजन टरबाइन
के स्टेटर को
विस्थापित कर दिया था, यही कारण है कि उन्होंने स्पेयर पार्ट्स के लिए डिसाइड करने का भी फैसला किया था।
यह सब, 600 हर्ट्ज की आवृत्ति पर खतरनाक कंपन की समस्याओं के साथ मिलकर, रैप्टर नंबर 6
को हराने में सक्षम था । और यद्यपि उसे अभी भी
लगभग 40% के जोर के साथ नुकसान का खतरा था, फिर भी यह स्टारहॉपर के लंबे परीक्षणों में हस्तक्षेप नहीं करता था, क्योंकि एक ही समय में जोर 50% से नीचे नहीं गिरना चाहिए।
27 अगस्त को, Starhopper की अंतिम उड़ान 150 मीटर की ऊंचाई पर नंबर 6 इंजन के साथ हुई, जो लगभग 57 सेकंड तक चली। उसके बाद, इसे केवल इंजन के परीक्षण जलने के लिए उपयोग करने का निर्णय लिया गया था।
यह ध्यान देने योग्य है कि परीक्षण प्रक्रिया में इंजनों का इतना बड़ा खर्च काफी सामान्य है: उदाहरण के लिए, आरडी-270 परीक्षणों में
22 टुकड़ों का उपयोग किया गया था, जबकि परीक्षणों के पूर्ण समापन के लिए उन्हें 200 टुकड़ों की आवश्यकता थी।
फिर भी, इंजन के थ्रॉटलिंग के साथ समस्याओं का नेतृत्व 28 जून को किया गया, इलोना मास्क
250 टन के निरंतर जोर के लिए इंजन का सरलीकृत संस्करण बनाने के विचार से। जून में भी, यह ज्ञात हो गया कि स्टारशिप ट्रायल की सफलता ने
3 दूरसंचार कंपनियों को 2021 में अपने उपग्रहों को कक्षा में पहुंचाने के साधन के रूप में चुनने के लिए आश्वस्त किया।
वर्तमान आंकड़ों के अनुसार, स्टारशिप Mk1 प्रोटोटाइप का वजन
50 मीटर की ऊंचाई पर
at200 टन है , लेकिन 4 या 5 वें जहाज द्वारा द्रव्यमान को 120 टन तक कम करने की योजना है। जहाज के द्रव्यमान को 1400 टन तक पहुंचना होगा, और सिस्टम का कुल द्रव्यमान - 5000 टन जितना।
फिलहाल, स्पेसएक्स ने पहले ही एक स्टारशिप एमके 1 परीक्षण उड़ान के लिए एफएए के लिए एक आवेदन
प्रस्तुत किया है, जो स्पेसएक्स राष्ट्रीय सुरक्षा अनुबंध निदेशक गैरी हेनरी के अनुसार, लगभग 2 महीने में होना चाहिए। और मास्क के अनुसार, स्टारशिप पहली बार 2020 में कक्षा में प्रवेश कर सकती है, जिसका तात्पर्य इस बिंदु पर असेंबली के प्रथम चरण - सुपर हेवी से भी है।
रैप्टर
हाल ही में, मस्क ने इंजन डिजाइन के बारे में कुछ विवरण प्रदान किए। इसके दहन कक्ष और नोजल
में मिल्ड कॉपर चैनलों से एक कूलिंग जैकेट होता है, जिसमें से लोड को अंडेल से आवरण में स्थानांतरित किया जाता है। और ईंधन घटकों के कुशल मिश्रण के लिए, कई समाक्षीय
केंद्रापसारक नलिका का उपयोग किया जाता है । यह भी उल्लेखनीय है कि एक रैप्टर में टरबाइनों की क्षमता
74 मेगावॉट जितनी होती है।
मस्क ने यह भी कहा कि वर्ष के अंत तक इसे प्रति वर्ष
500 रैप्टर की उत्पादन गति तक पहुंचने की योजना है। उनके अनुमानों के मुताबिक, बड़े पैमाने पर उत्पादन से उनकी लागत में 10 गुना से अधिक की कमी आएगी। भविष्य के संस्करणों में इसे 170 से अधिक के थ्रस्ट-वेट अनुपात के साथ
1.5 टन के रैप्टर द्रव्यमान को प्राप्त करने की योजना है। इसके अलावा,
पर्यावरण विश्लेषण के अनुसार, रैप्टर नोजल की विशेषताओं को ज्ञात किया गया है:
स्टारशिप के सभी संस्करणों की विशेषताओं की तुलना तालिका (एक बड़ा संस्करण है):
