Решение пришло с полным просмотром самой концепции второй ступени, куда для экономии все производящие такие ракеты ставят один двигатель с хрупкими соплами. Во второй ступени Stoke Space двигателей будет 30. Плюс регенеративное охлаждение корпуса.
Не пропустите Миллиардер приобрел путешествие вокруг Луны для себя и жены на корабле Starship
Кратко об истории стартапа Stoke Space
Разработчик двигателя BE-4 и директор программы BE-3 компании Blue Origin Энди Лапса разделяет видение своего бывшего босса Джеффа Безоса и главы SpaceX Илона Маска – современная космонавтика должна прийти к дешевым многоразовым ракетам, которые можно отправлять в космос хоть ежедневно. Однако методы и темпы работы крупных частных компаний его не устраивали. Поэтому три года назад он с небольшой группой единомышленников основал Stoke Space – стартап, который поставил цель построить полностью многократную систему запуска нового типа.
Получив первоначальное финансирование в 2020 году, Stoke сосредоточилась на второй ступени ракеты и разработала прототип двигателя, турбонасоса и построила производственный цех. Штат был увеличен до 72 человек. В итоге был утвержден финальный проект полностью многоразовой ракеты с грузоподъемностью 1,65 тонн.
Испытание прототипа
В сентябре компания приступила к испытанию первого прототипа: кольца диаметром 4 метра, на котором закреплены 15 отдельных двигателей. Эта необычная конструкция и стала ответом на главные проблемы, возникающие при возвращении вторых ступеней с орбиты.
Обычно верхняя степень ракеты оснащена единственным двигателем с увеличенным соплом для оптимизации потока выхлопных газов в вакууме. Поскольку все части ракеты становятся как можно легче, сопла оказываются слишком хрупкими и не выдерживают входа в атмосферу.
Прототип для тестирования концепции / Фото Stoke Space
Если защитить их тепловым экраном, конструкция станет слишком тяжелой и объемной. Инженеры Stoke нашли другое решение: кольцо из 30 небольших маневровых двигателей. В вакууме они работают синхронно как один, а при входе в атмосферу включаются попеременно. Обеспечить защиту сопла меньшего размера становится проще.
Читайте на сайте Притворился космонавтом: мошенник выманил у женщины деньги, чтобы вернуться с МКС на Землю
Возвращение второй ступени
Вторая важная проблема – защита всего космического корабля от температуры при посадке. В шаттле NASA решала эту задачу с помощью хрупких теплозащитных плиток, инспекция которых требовала 30 000 человеко-часов. SpaceX применяет другой тип керамического покрытия. А команда Лапса решила прибегнуть к регенеративному охлаждению тепловых щитов. Пластическая наружная металлическая оболочка ракеты пронизана небольшими полостями, через которые течет охлаждающая жидкость.
Если испытания покажут, что Stoke в состоянии посадить такую необычную верхнюю степень, команда сможет перейти к разработке первой ступени и проблеме превращения ракеты в орбитальный космический аппарат.