Настоящий космический звук и результаты возврата ступени Electron

Как правило, то, что называют «звуками космоса» — это превращенные в аудио изменения магнитного поля, вращение пульсаров, радиоэхо и прочие, не слышимые человеческим ухом сигналы. На прошедшей неделе компания Rocket Lab опубликовала видео разделения ступеней, сопровождающееся настоящим космическим звуком выхлопа второй ступени. Также стало известно, как компания оценивает успешность экспериментального возврата первой ступени и что собирается делать дальше.

Вернувшаяся ступень на буксире, фото Rocket Lab

Звук ступени

Видео снято камерой, установленной в переходном отсеке первой ступени. Камера не передавала данные по радиоканалу, а записывала на флешку и совершила мягкую посадку вместе со ступенью. Звук на видеозаписи образовался из-за передачи на микрофон через корпус ступени и контейнер с камерой воздействия выхлопа работающего двигателя второй ступени. Видео не просто круто само по себе, а еще и своеобразно дополняет легендарные исторические кадры: на заре космонавтики, когда не было возможности передавать видео в высоком качестве, поступали аналогично — ставили камеры на ракету, затем сбрасывали с собственным парашютом и радиомаяком для поиска или же извлекали бронированную капсулу с пленкой из обломков ступени. Так что если бы на тех камерах поставили еще и микрофон, то, например, камера, стоящая в переходном отсеке ракеты-носителя «Saturn IB» записала бы похожее звучание отделяющейся ступени «S-IVB» с кораблем «Аполлон».

Также на видео внимательный зритель может разглядеть три батарейных блока (два слева, один справа), которые и приводят в движение электрические насосы, подающие топливо в двигатель второй ступени. В процессе полета два батарейных блока сбрасываются, дополнительно облегчая ступень.

Результаты и планы

Компания Rocket Lab, создавшая ракету-носитель Electron, осенью 2019 объявила о намерении сделать первую ступень многоразовой. В качестве способа посадки выбран воздушный подхват — ступень будет спускаться на парашюте, за который ее подцепит вертолет и отвезет в монтажно-испытательный комплекс. В декабре 2019 и январе 2020, на 10 и 11 пусках, было проведено два эксперимента — на ступень поставили дополнительное оборудование и передатчики и собрали данные о ее поведении при снижении. И недавно, 20 ноября, был проведен следующий этап испытаний — ступень развернулась кормой вперед, затормозила в плотных слоях атмосферы и раскрыла парашюты, на которых снижалась до поверхности.

Момент приводнения

Глава компании Питер Бек спустя пару дней сообщил дополнительную информацию для прессы. Прежде всего, испытание прошло полностью успешно, они очень довольны и уверены в реализуемости многоразовой первой ступени. Ступень благополучно сориентировалась и прошла нагрев при торможении в плотных слоях атмосферы. Вытяжной парашют и трос системы подхвата раскрылись на двух скоростях звука, затем ступень замедлили тормозные парашюты, и после открытия основного купола она приводнилась на скорости 9 м/с, на 1м/с медленнее, чем ожидалось, в расчетном районе. Телеметрия успешно транслировалась на корабль, когда ступень скрылась за горизонтом для наземной станции слежения. Волнение на море усложнило буксировку, пятиметровые волны сорвали с креплений контейнеры на буксире и немного повредили ступень. Буксировка заняла меньше 48 часов. Некоторые детали ступени выглядят как новые, но об их будущем уверенно можно сказать только то, что ступень разберут и отправят на изучение, тем более, что нагрузки при торможении оказались сильнее, чем при выведении. Корпус сделан из композитов, а не металла, как у многих других ракет-носителей, так что из него будут вырезать куски и исследовать состояние. Сейчас, в переходный период, у ступени будет частичная многоразовость — успешно прошедшие тестирование компоненты поставят на следующие ступени, и они таким образом будут использованы повторно. Конкретно у этой ступени скорее всего больше не полетят двигатели, которые вместе с хвостовой частью первыми ударились о воду — «после того, что с ними приключилось, это было бы неправильно».

Ступень по пути в монтажно-испытательный комплекс, фото Rocket Lab

Тросы, парашюты и дополнительное оборудование для превращения ступени в многоразовую, как ожидается, будут вычитать из полезной нагрузки 10-15 кг, что практически не повлияет на грузоподъемность и, как планируется, будет компенсировано улучшением других частей. (см. разные способы мягкой посадки). Теплозащита успешно справилась с нагрузкой, а вот батарейные блоки спеклись, как и ожидалось. Теперь, когда нагрузка точно измерена, теплозащиту улучшат. Цель Rocket Lab — поймать ракету в воздухе, привезти на старт, поставить вторую ступень с полезной нагрузкой, заправить, зарядить аккумуляторы и запустить. В идеале это может случиться уже в следующем году, но, конечно, все будет зависеть от успешности дальнейших испытаний, Бек сравнил работу с принципом Парето — оставшиеся 20% дороги займут 80% усилий, и до получения качественных данных по динамике полета попыток подхвата не будет, ступени будут приводняться в океан. Пока что пусковой манифест содержит только новые ракеты-носители. Rocket Lab уже добились скорости производства примерно 30 дней на ракету, и повторное использование первой ступени, конечно, если ее послеполетное обслуживание займет меньше усилий, чем изготовление новой, еще ускорит работу.

Миссии с попыткой мягкой посадки ступени будут обозначены красной полосой на корпусе. Вертолет для подхвата ступени будет располагаться на корабле около района падения и будет взлетать одновременно с пуском ракеты. Ступень в реальном времени будет рассчитывать точный район падения, и без уточнений довольно небольшой, несколько квадратных километров, и транслировать его. В случае отказа парашютов вертолет в безопасности — ступень упадет в совсем другом районе. Декабрьский пуск пройдет без экспериментов по многоразовости, а вот следующая попытка приводнить ступень может произойти в начале 2021 года. Над мягкой посадкой второй ступени пока в Rocket Lab никто не работает.

Финальная шутка заключается в том, что Питер Бек обещал в твиттере съесть свою шляпу в прямом эфире, если ступень вернется в хорошем состоянии и подтвердит возможность повторного использования. Несмотря на уговоры не делать этого, обещание пока что в силе, и остается только надеяться, что шерстяную шляпу заменят на что-то более съедобное.