![](https://habrastorage.org/files/1ac/551/514/1ac551514b5b4114846290c88ede161c.jpg)
В минувшее воскресенье состоялся уже четвертый пуск одной и той же ракеты New Shepard с суборбитальным кораблем. В этот раз в беспилотном корабле летели научные эксперименты, сам корабль тестировал успешность посадки в случае отказа одного из парашютов, и, главное, мы впервые увидели полную трансляцию пуска. Теперь мы мы смогли наблюдать полный цикл полета, крупные планы техники и можем сказать, как проходит полет, какие технические решения использовали конструкторы, и как они смешали идеи, реализованные в ракете-носителе «Энергия» и кораблях «Apollo» и «Союз».
Краткий ликбез
New Shepard — многоразовые ракета и корабль для суборбитального туризма. Ракета совершает «прыжок» в космос, поднимаясь вместе с кораблем выше 100 км, затем и корабль и ракета совершают мягкую посадку. Полет занимает примерно десять минут, при этом 3-4 минуты в корабле длится невесомость. Ракета и корабль названы в честь Алана Шепарда, совершившего в мае 1961 первый в мире суборбитальный полет в космос. Разработчиком является компания Blue Origin под руководством Джефа Безоса.
Полеты комплекса New Shepard начались в 2015, при этом первая успешная посадка состоялась 23 ноября. С тех пор одна и та же ракета совершила уже три успешных полета (и три мягких посадки), полет в воскресенье стал четвертым.
Научные эксперименты
В этот раз в полет была впервые взята полезная нагрузка из научных экспериментов, которые должны были проводиться в течение нескольких минут невесомости. Дело в том, что невесомость можно получить, подпрыгнув в машине/автобусе на ухабе (меньше секунды), в самолете (до 30 секунд), в суборбитальном полете (несколько минут) или в орбитальном полете (сколько нужно). Очевидно, каждый последующий вариант сильно дороже предыдущего. Некоторым экспериментам может хватить суборбитального полета, который дешевле орбитального. А участие в испытательном пуске дает дополнительную скидку.
На New Shepard летели следующие эксперименты:
Collisions Into Dust — изучение процессов столкновений твердых объектов с пылью. Университетский эксперимент может помочь понять процессы, которые происходили в формирующейся Солнечной системе, а сейчас происходят, например, в кольцах Сатурна. Судя по видео, университет проводил эксперименты в самолете — лаборатории невесомости, ну а тут они получили почти на порядок большее время.
3D Wetting — изучение процессов смачивания в невесомости. Версия этого эксперимента уже летала на МКС, а здесь в невесомости оказалась камера новой формы (сферическая). Исследование процессов смачивания в невесомости позволяет создавать более продвинутые космические агрегаты, в которых, например, топливо будет лучше попадать в двигатели, а еще благодаря накопленным в этой сфере знаниям теперь космонавты и астронавты могут пить кофе в невесомости из специальных чашечек, а не пластикового закрытого пакета.
Microgravity Experiment on Dust Environments in Astrophysics-B — немецкий эксперимент, в котором сталкивающиеся в невесомости шарики пыли могут помочь узнать больше о процессах, происходивших при формировании планет Солнечной системы из протопланетного диска.
Летные испытания
Кроме попутной полезной нагрузки, в этот раз в корабле намеренно выключили систему выбрасывания одного парашюта из трех. На New Shepard нет запасных парашютов, поэтому, в случае отказа одного из основных парашютов, корабль все равно должен совершить мягкую посадку. Что любопытно, дикторы говорили о том, что корабль должен совершить успешную посадку даже в случае отказа двух парашютов из трех, возможно, такой тест будет проведен в будущем.
Трансляция
Вот видео трансляции:
![](https://habrastorage.org/files/c8d/0d2/fc7/c8d0d2fc7848416ebb07d686da104313.jpg)
Интересные вещи начинаются практически с первых кадров. Оказывается, New Shepard вывозят на автоприцепе, в горизонтальном положении. Для небольшой ракеты использование обычного седельного тягача рационально, а горизонтальная транспортировка — самая простая. На верхней части ракеты видны верхние стабилизаторы, в условиях, когда в сервомеханизмах нет давления, они занимают положение под собственным весом, поэтому нижние стабилизаторы раскрыты.
![](https://habrastorage.org/files/f8f/05e/e54/f8f05ee548b44f67bc9c317b76d39efe.jpg)
Следующий сюрприз — оказывается, конструкторы Blue Origin вдохновлялись идеей стартово-стыковочного блока «Блок Я» ракеты-носителя «Энергия»:
![](https://habrastorage.org/files/578/417/569/5784175692e44e429d3a249614eddc89.jpg)
Стартово-стыковочный блок позволяет в комфортных условиях монтажно-испытательного комплекса соединить разъемы «ракета-блок» и затем уже установить ракету со стыковочным блоком в более грубые разъемы «блок-старт». Это решение может сэкономить человеко-часы на установку ракеты, тем самым упростив и удешевив пуск. Как видно из последующих кадров, стартовая команда составляет всего несколько человек.
На 07:05 слышны «пшики» от проверки газовых рулей ракеты. В целом у ракеты много различных управляющих агрегатов — нижние рули, верхние стабилизаторы, газовые двигатели, тормозные щитки. Для сравнения, у Falcon 9 есть только верхние решетчатые рули и газовые двигатели, а посадочные ноги открываются только перед самой посадкой и не успевают поработать ни стабилизаторами, ни тормозами.
![](https://habrastorage.org/files/058/a98/b46/058a98b46d3541ed9809efbeac4687c3.jpg)
Следующими проверяются тормозные щитки. Они будут использоваться для торможения при спуске, поэтому открываются снизу вверх. В этом случае гидравлике (или пневматике) не придется пересиливать поток набегающего воздуха, наоборот, он сам раскроет щитки.
![](https://habrastorage.org/files/fa5/ca5/0d2/fa5ca50d25fe4b22a9c4f006c9c05c2a.jpg)
Затем проверяются посадочные опоры. На нижней их части установлены амортизаторы, которые, как бампер у автомобиля, будут сминаться в случае слишком жесткой посадки. На Falcon 9 есть похожие амортизаторы, только они находятся внутри телескопических приводов ног:
![](https://habrastorage.org/files/bac/30e/ef0/bac30eef01c749c88cf5eb6298287d2f.jpg)
На фото также отлично видно стравливание газа из газовых двигателей
![](https://habrastorage.org/files/18c/1f1/eec/18c1f1eecba44762ad9e509d3cafd069.jpg)
Обратите внимание на башню недалеко от старта. В дальнейшем она будет видна левее и ниже ракеты и может показаться, что она совсем рядом. Об этой башне мы поговорим чуть позже.
![](https://habrastorage.org/files/e11/52f/d07/e1152fd0787647048202127361d14051.jpg)
Простое и красивое решение — кабели стартового стола после отстыковки просто повиснут на тросах. Это гораздо проще в разработке и сопровождении, чем отстыковка кабелей и шлангов некоторых других ракет.
Saturn V, для примера
Начиная примерно с Т-30 минут на площадке не видно ни одного человека, очевидно, подготовка к пуску с этого момента автоматизирована. Это уже привычное решение, позволяющее сэкономить деньги и человеко-часы.
![](https://habrastorage.org/files/bae/499/ed5/bae499ed52b24d02939cea32e6c73d25.jpg)
Заправка ракеты начинается примерно в Т-20 минут. Обратите внимание на дымок из башни. Почти наверняка (если нет еще одной такой же дальше, не попавшей в кадр) это башня дренажа жидкого водорода. Дело в том, что жидкий водород имеет очень низкую температуру кипения, поэтому необходимо до последних секунд перед пуском доливать его в баки и избавляться от испарившегося. Газообразный водород взрывоопасен, поэтому его обычно отводят подальше и поджигают:
![](https://habrastorage.org/files/b9a/214/973/b9a21497300746ec9377949a5d27398f.jpg)
Любопытно, что в случае New Shepard дренажная башня расположена близко от ракеты, и водород, похоже, просто сбрасывают в атмосферу. Он, конечно, легче воздуха и тут же устремится вверх, но с системой сжигания водорода обстановка на старте была бы безопасней.
![](https://habrastorage.org/files/ee4/8ca/4d4/ee48ca4d409a4a58bb9cbaca4dcd541c.jpg)
Ракета уже выглядит потрепанной, на ней облезает краска. Это — результат воздействия атмосферы при подъеме и спуске. Если многоразовые системы будут успешными, то вид облезлой ракеты станет привычным. Кстати, на ракете не видно инея. Если на кислородно-керосиновых ракетах можно обойтись без теплоизоляции баков, и, например, «Союзы» покрываются льдом и белеют:
![](https://habrastorage.org/files/0a7/451/202/0a7451202c104f2dbb4b9fb6f6800d36.jpeg)
То в случае кислородно-водородной ракеты без теплоизоляции водорода не обойтись, а кислород изолируют «за компанию». Поэтому, например, на Saturn-V иней при старте сыплется только с первой, кислородно-керосиновой ступени.
![](https://habrastorage.org/files/b57/c33/f09/b57c33f09eb543ff84098694a1ad2965.jpeg)
![](https://habrastorage.org/files/214/ac0/f12/214ac0f12b254dff97d2f346aa970128.jpg)
Процедура запуска двигателя начинается в Т-0, а ракета начинает подниматься в Т+07 секунд. Это нормально, жидкостной ракетный двигатель не может сразу выйти на полную тягу.
![](https://habrastorage.org/files/736/98f/8fc/73698f8fcf324ed79e8ebe7fdf9032c4.jpg)
Участок максимального скоростного напора. В этот момент ракета испытывает максимальную нагрузку от набегающего потока воздуха, который потом станет слабее из-за падающего давления. Обратите внимание, что выхлоп практически не видно — кислородно-водородные двигатели в результате сгорания топлива производят воду без сажи или других видимых частиц (исключение — двигатель RS-68 на РН Delta-IV, там сгорает теплоизоляция сопла, и пламя имеет отчетливо красный оттенок).
![](https://habrastorage.org/files/282/457/4a0/2824574a081d4f71a9b9beee4830f8ca.jpg)
139 секунда. Широкий шлейф за ракетой показывает, что двигатель выключился. Если не считать толчка при разделении ракеты и корабля, невесомость уже наступила.
![](https://habrastorage.org/files/edb/9ed/911/edb9ed911a964ed4bcefe4c9443e5bb3.jpg)
Апогей — 101 042 метра.
![](https://habrastorage.org/files/beb/c00/d74/bebc00d74d2e4e24be0f6bccddc5245f.jpg)
Обратите внимание — корабль дает импульс газовыми двигателями, чтобы уйти вбок от ракеты. Пуск производится вертикально, поэтому ракете и кораблю надо разойтись в стороны, чтобы гарантировано не столкнуться.
![](https://habrastorage.org/files/7fe/5de/9b0/7fe5de9b0f214e80be4d2a47540d2369.jpg)
Высота чуть меньше 9 км. Видны раскрытые верхние стабилизаторы и тормозные щитки.
На высоте 3 км отчетливо слышен хлопок от преодоления звукового барьера при торможении. Это совершенно нормальное явление.
Интересно, что двигатель начинает запускаться на полутора километрах, когда скорость составляет 600 км/ч.
![](https://habrastorage.org/files/fba/228/723/fba2287232764832a6e0f0e5a5963482.jpg)
На высоте нескольких метров ракета гасит скорость почти до нуля и с постоянной скоростью 8 км/ч идет на посадку.
![](https://habrastorage.org/files/8f0/a7b/962/8f0a7b96202d4c93a0993ebfe596d828.jpg)
Уже после успешной посадки ракеты, капсула раскрывает два тормозных парашюта, которые стабилизируют падение.
![](https://habrastorage.org/files/be6/d48/8ba/be6d488bab5e486db5d9fd98b47e332e.jpg)
И, как это предусмотрено программой, раскрываются два из трех основных парашютов. Вообще, технологическое решение «два тормозных и три основных парашюта» — это уже ставшая классикой парашютная система корабля «Apollo». И в его истории был случай, когда уже после успешного раскрытия всех трех парашютов один схлопнулся.
![](https://habrastorage.org/files/6d8/d83/a9e/6d8d83a9e5ae4f3e9719285960a8abd1.jpg)
Тогда астронавты «Аполлона-15» совершили успешную посадку, потому что этот вариант отказа предусматривался при проектировании. Но «Аполлон» садился на воду, которая смягчала удар. А тут, как мы видим, скорость снижения километров 30 в час.
![](https://habrastorage.org/files/3f0/1dc/ec2/3f01dcec20ea4ed89f2374d6f76d8b4c.jpg)
И тут, оказывается, инженеры Blue Origin вдохновились системой посадки «Союза» — специальные двигатели мягкой посадки включаются перед самым касанием и смягчают удар. На «Союзе» это выглядит еще красивей:
![](https://habrastorage.org/files/7c5/4ce/2ca/7c54ce2cab3e42f899123e94650fc8e0.jpg)
Любопытно, что New Shepard очень низко открывает парашют — корабль от раскрытия основных парашютов до касания земли снижался примерно минуту. Например, «Союз» снижается на парашюте минут пятнадцать. Но там нужно иметь запас времени на раскрытие запасного парашюта в случае отказа основного.
Заключение
В будущем, по словам дикторов, ожидается испытание системы спасения на участке максимального скоростного напора (max Q). Это будет очень красивое зрелище — на летящей ракете корабль озарится пламенем и улетит в сторону. По словам Безоса люди могут полететь на New Shepard уже в 2017 году. На многоразовую ракету Безоса действуют те же факторы, что и на многоразовую ракету Маска, и она может в итоге может оказаться убыточной, но, если у вас есть лишние $200 000 на космический туризм, то я бы посоветовал именно New Shepard, по уровню безопасности и продвинутости технологии среди суборбитальных туроператоров они лидируют.
Комментарии (26)
darkfire77
20.06.2016 09:13У неё только один двигатель? Система спасения экипажа, на случай неполадок на старте, во время взлёта существует? Сидеть на бочке с водородом пострашнее будет, чем на бочке с кислородом.
Или туристы, это не космонавт, в подготовку которого вбухано море денег. Страховая заплатит родственникам туристов и вперед, новая партия.
Увеличение систем безопасности, установка дублирующих двигателей и систем, наверняка приведет к увеличению стоимости запуска.lozga
20.06.2016 09:39+3Один маршевый двигатель первой ступени и много газовых двигателей ориентации на ракете и корабле.
Система спасения — это отдельный твердотопливный двигатель на корабле, обеспечивает спасение на всем диапазоне высот, может спасти при аварии на старте. В отличие от SpaceShipTwo здесь системы спасения космического уровня.
Forget
20.06.2016 09:40+2Второй двигатель у разгонной ступени был бы необходим, если бы стояла задача «вывести _на орбиту_ любой ценой», а тут на орбиту ничего не выводится. Если двигатель откажет — просто прервут запуск и потеряют первую ступень, а люди на парашютах спустятся, как и в штатном полете, просто чуть раньше и, возможно, с лишними перегрузками.
Систему спасения собираются проверять в будущем, причем на разгонном участке траектории, значит по-видимому эта система есть или по крайней мере планируется. Об этом написано в конце статьи.
По сравнению с детищем Virgin Galactic (см. geektimes.ru/post/259642 ) эта ракета кажется мне более безопасной.Rsa97
20.06.2016 10:44Это сработает, если двигатель откажет уже после набора 100-200 метров высоты. А если до того, то не факт, что парашюты успеют раскрыться. А если понадобится сразу со старта спасать, ещё до отрыва?
ArisTem
20.06.2016 09:45Если внимательней прочитать статью, то можно заметить:
«В будущем, по словам дикторов, ожидается испытание системы спасения на участке максимального скоростного напора (max Q). Это будет очень красивое зрелище — на летящей ракете корабль озарится пламенем и улетит в сторону.»
У корабля есть двигатели мягкой посадки, скорее всего их можно использовать для отделения от ракеты во время полета.lozga
20.06.2016 09:46+2Двигатель системы спасения и двигатели мягкой посадки — это разные двигатели. Иначе после аварийного ухода от ракеты будет больно садиться.
pnetmon
20.06.2016 09:50сообщение о тестировании на случай неполадок на старте
https://www.blueorigin.com/news/news/blue-origin-conducts-successful-pad-escape-test
19 октября 2012 года
и видео https://www.youtube.com/watch?v=5l8aQ3hQyVsdarkfire77
20.06.2016 10:15Ага, система спасения планируется. Интересно какая перегрузка будет при её срабатывании. Получается, что в капсуле туристам тоже придётся лежать в ложемётах, как в союзе. Иначе при резком ускорении будет фарш. А успеют ли туристы за 4 минуты из ложемётов вылезти, что-бы полюбоваться в невесомости землёй. Пока комфорта маловато получается.
Tyrel
20.06.2016 10:11корабль дает импульс газовыми двигателями, чтобы уйти вбок от ракеты. Пуск производится вертикально
Мне кажется, или есть довольно сильный поворот вбок после выключения двигателей и до разделения?
2PAE
20.06.2016 11:26Суборбитальный полёт это как бы даже и не космос. :( Если туризм, то хотя-бы пару витков сделать.
Nepherhotep
20.06.2016 11:52+1На высоте 3 км отчетливо слышен хлопок от преодоления звукового барьера при торможении.
Все-таки правильней сказать хлопок ударной волны, а не преодоления барьера, т.к. ударная волна присутствует все время при сверхзвуковой скорости.
dzikar
23.06.2016 13:21Приделать пару твердотопливных бустера и улетит на соседний континент, если при взлёте не развалиться.
Diaver
Шикарный разбор, спасибо!
Даже не догадывался что «penis rocket» настолько продвинутая и продуманная ракета.
lozga
Кстати, ее несколько двусмысленный вид происходит из-за «воротника», который при спуске тоже работает как стабилизатор. А вообще любая ракета продуманная, иначе не полетит :)