BFR (ракета)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «BFR»)
Перейти к навигации Перейти к поиску
BFR
BFR
Художественное представление запуска BFR версии 2018 года.
Общие сведения
Страна Flag of the United States.svg США
Назначение Ракета-носитель
Космический корабль
Разработчик Соединённые Штаты Америки SpaceX
Изготовитель Соединённые Штаты Америки SpaceX
Основные характеристики
Количество ступеней 2
Длина (с ГЧ) 118 м[1]
Диаметр 9 м
Стартовая масса 4 400 000 кг
Масса полезной нагрузки  
 • на НОО 100 000 кг[1]
История запусков
Состояние В разработке
Число запусков 0
Первая ступень
Длина 63 м
Диаметр 9 м
Маршевые двигатели 31 × Raptor
Тяга 52 700 кН (5 374 тс)[2]
Горючее жидкий метан
Окислитель жидкий кислород
Вторая ступень — BFS
Длина 55 м[1]
Диаметр 9 м
Стартовая масса 1 100 т
Маршевые двигатели 7 × Raptor[1]
Тяга 13 300 кН (1 356 тс)[2]
Горючее жидкий метан
Окислитель жидкий кислород
Commons-logo.svg BFR на Викискладе
Silk-film.png Внешние видеофайлы
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Making Life Multiplanetary — презентация проекта (2017)
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Анимация использования BFR в качестве транспорта для перелётов в любую точку на Земле менее чем за час (2017)
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg First Private Passenger on Lunar BFR Mission — презентация проекта (2018)

BFR (англ. Big Falcon Rocket[3] или Big Fucking Rocket[4][5]) — проект ракеты-носителя и космического корабля нового поколения, разрабатываемый компанией SpaceX[6][7]. Проект также предполагает создание наземной инфраструктуры для запуска и повторного использования системы и «топливных депо» для дозаправки на низкой околоземной орбите. BFR намного больше по массе и размеру, чем существующие ракеты SpaceX, и позволит выводить на орбиту более 100 тонн груза.

По словам Маска, BFR заменит существующие ракеты SpaceX — Falcon 9, Falcon Heavy, грузовой космический корабль Dragon и пилотируемый Dragon V2[8]. В 2017 году компания SpaceX приняла решение о переходе к стратегии «бережливого стартапа» и объединении в одном проекте технологий запуска на околоземную орбиту, межпланетных полётов, а также межконтинентальных перелётов в пределах Земли[8][9].

Ожидается, что строительство первой ракеты начнётся в 2018 году[8]. Целью компании SpaceX является запуск BFR с грузом на Марс в 2022 году, за которым последует пилотируемый полёт BFR в 2024 году[6].

История[править | править код]

Предыстория[править | править код]

6 мая 2002 года при основании компании SpaceX Илон Маск заявил целью – заселение других планет.[10] Все успехи компании на текущий момент являются, по словам Маска, лишь промежуточными шагами в направлении колонизации Марса.[11]

30 июля 2010 года на конференции Американского института аэронавтики и астронавтики[en] были впервые представлены проекты ракет-носителей большой грузоподъёмности Falcon X[en] и Falcon XX[en].[12][13] Также было объявлено, что SpaceX работает над увеличенной версией двигателя Merlin — Merlin 2, который предназначался для первых ступеней этих ракет. Для верхних ступеней был запланирован двигатель под названием Raptor, работающий на жидком водороде.[14][15][16]

MCT[править | править код]

В 2012 году Маск обнародовал пересмотренный проект двигателя Raptor для новой ракеты-носителя MCT[en] грузоподъёмностью 150 — 200 тонн на низкую околоземную орбиту, что превышает возможности SLS NASA.[17] Теперь Raptor должен был работать на жидком метане и использоваться как на первой, так и на второй ступени.[18][19][20][16] Для этой цели планируемый двигатель был увеличен. Проект Merlin 2 был отменен.[14]

В 2013 году SpaceX впервые объявила о работе над концепцией транспортной системы на Марс под названием «Mars Colonial Transporter».[21]

Первые испытания компонентов двигателя Raptor начались в 2014 году.[22]

ITS[править | править код]

27 сентября 2016 года на 67-м ежегодном Международном конгрессе астронавтики в Гвадалахаре Маск представил детали концепции «Межпланетной транспортной системы», обеспечивающей пилотируемый полет на Марс.[23] Транспорт ITS должен был иметь общую высоту 122 метра, диаметр 12 метров[24] и грузоподъёмность до 550 тонн полезной нагрузки на околоземную орбиту.[25] Планировалось, что система будет перевозить 100 человек на Марс в среднем за 115 дней.[26] Первая пилотируемая миссия на Марс в соответствии с планами Маска была назначена на 2024 год.

В том же месяце произошёл первый запуск двигателя Raptor в сборе на испытательном стенде.[27][28]

BFR[править | править код]

29 сентября 2017 года, в рамках 68-го ежегодного Международного конгресса астронавтики в Аделаиде, Маск анонсировал планы по разработке новой ракеты под кодовым названием BFR[8]. Концепция BFR была значительно уменьшена по сравнению с дизайном ITS, должна иметь диаметр 9 метров.[8] Ракета, как планировалось прежде, будет использовать двигатели Raptor, но в меньшем количестве — 31 на первой ступени и 6 на второй против 42 и 9 соответственно. Ожидается, что двигатель будет обеспечивать 1 700 кН (1 900 кН в вакууме) вместо первоначально запланированной тяги в 3 050 кН (3 500 кН в вакууме).[29][30] BFR может использоваться как для рейсов на МКС, так и для полётов на Луну или Марс.[8][6]

Аэродинамика второй ступени ракеты тоже изменилась. Новый дизайн стал цилиндрическим с небольшим дельтовидным крылом в конце с щитовым закрылком для регулировки направления движения по осям. Дельтовидное крыло и закрылки нужны для расширения диапазона эксплуатационных режимов полёта: с ними BFR сможет совершать посадку на планетах с различной газовой плотностью (без атмосферы, с разреженной или плотной атмосферой). Также возможны различные опции грузоподъёмности (малая, тяжёлая или нулевая) с размещением грузового отсека в передней части корабля[8]. Цилиндрическая форма была выбрана для оптимизации массы. Планируются различные модификации версии корабля: с экипажем (BFR crew), грузовая (BFR cargo) и заправочная (BFR tanker). Первые две модификации планируется использовать для полёта на Марс. Грузовую версию также планируется использовать для запуска спутников на низкую околоземную орбиту или полётов к МКС.

После дозаправки на орбите Земли BFR сможет отправиться на Луну и вернуться на Землю без дополнительной заправки на поверхности Луны, однако дозаправка должна быть произведена не на низкой околоземной орбите, как в случае полета на Марс, а на эллиптической орбите, что предполагает большее количество рейсов для дозаправки корабля[8].

17 сентября 2018 года в рамках презентации, на которой был представлен первый космический турист BFR Юсаку Маэдзава, информация о ракете была обновлена. Теперь она должна иметь немного большую общую длину, но значительно меньшую максимальную полезную нагрузку, конструкция корабля была пересмотрена.

В следующей таблице показаны два проекта 2010 года (Falcon X и Falcon XX), а также более свежие концепции в сравнении с ракетой-носителем «Сатурн-5».

Ракета-носитель
Параметр ↓
Saturn V Falcon X[14] Falcon XX[14] ITS (2016)[26] BFR (2017)[29] BFR (2018)[31]
Высота, м 110 93 100 122 106 118
Диаметр, м 10,1 6 10 12 9 9
Стартовая масса, т 2 970 н/д н/д 10 500 4 400 н/д
Полезная нагрузка (НОО), т 140 38 140 300 (550) 150 (250) 100 (н/д)
Тяга, кН 35 000 16 020 45 360 128 100 52 700 52 700
Экипаж 3 н/д н/д 100 100 100

Название[править | править код]

Название для большой ракеты, разрабатываемой компанией SpaceX для полёта на Марс, менялось несколько раз. В сентябре 2017 года Илон Маск назвал последнюю разработку ракетой BFR[8][6][7][32], что может расшифровываться как Big Falcon Rocket[3][4] или Big Fucking Rocket[4][33][5].

С сентября 2016 года по август 2017 года транспортная система, разрабатываемая компанией SpaceX, называлась ITS.

Возможные миссии[править | править код]

Планируется, что случае успешной разработки BFR заменит все существующие ракеты и космические транспортные системы SpaceX (Falcon 9, Falcon Heavy и Dragon) уже в начале 2020-х годов[34][8]. По оценкам SpaceX, запуски BFR будут дешевле, чем запуски других систем.

BFR может использоваться для следующих целей[34]:

Описание[править | править код]

Новая сверхтяжёлая многоразовая ракета BFR будет состоять из[8]:

  • многоразовой стартовой ступени (BFR booster);
  • многоразовой интегрированной второй ступени с космическим кораблём, доступной минимум в трёх модификациях:
    • Космический корабль (BFR spaceship), который можно использовать для доставки людей или грузов на Луну, Марс и другие планеты, а также на низкую околоземную орбиту или в любую точку Земли;
    • Топливный танкер (BFR tanker) для доставки топлива на орбиту, где предполагается разместить топливные депо для дозаправки, необходимые для длительных перелётов;
    • Корабль для доставки спутников (BFR satellite delivery spacecraft) с большой грузовой дверью, которая открывается в космосе; здесь можно разместить различное космическое оборудование, спутники, вплоть до очень больших аппаратов наподобие космического телескопа «Хаббл».

Объединение второй ступени ракеты-носителя с космическим кораблём для длительных перелётов является необычным для архитектуры космических аппаратов и ранее не применялась. Использование данной технологии в полётах в дальний космос целиком зависит от дозаправки топливом на орбите.

Вторая ступень / корабль могут вернуться на стартовую площадку, причём система будет обладать отказоустойчивостью и должна обеспечить посадку даже в случае выхода из строя нескольких двигателей[8].

Для полёта на Марс и последующего возвращения на Землю система потребует организации производства топлива на поверхности Марса из местных ресурсов. Для полёта на Луну и возвращения на Землю дозаправки на поверхности Луны не потребуется, достаточно будет лишь топлива из заправочных депо на орбите Земли перед полётом на Луну[8].

Основные характеристики ракеты-носителя BFR[8][38][39][1]:

  • полная многоразовость для обеих ступеней;
  • стартовый ракетный двигатель возвращается на стартовый комплекс; вторая ступень / корабль могут также вернуться на стартовый комплекс. И первая, и вторая ступени используют технологию вертикальной посадки;
  • BFR может садиться на любую плотную поверхность в солнечной системе, с дозаправкой сможет доставлять многотонные грузы на любую планету солнечной системы;
  • ожидаемая надёжность посадки на уровне современных крупных авиалайнеров;
  • автоматизированная стыковка;
  • орбитальные заправки топливом космического корабля BFR с помощью танкера BFR;
  • корабль с грузом и экипажем могут отправиться к Луне или Марсу после дозаправки топливом на орбите Земли;
  • технология тепловой защиты многократного действия;
  • космический корабль BFR будет содержать 1000 м³ герметичных площадей, в которых возможно размещение до 40 кабин для экипажа, больших зон общего пользования, складов, кухни, а также убежища для защиты экипажа от солнечных вспышек .
Спецификации[8][39][40][1]
Ускоритель

+

космический корабль

Ускоритель Космический корабль

/ танкер /
доставщик спутников

Полезная нагрузка на НОО, т > 100
Возвратная полезная нагрузка, т 50
Грузовой объём, м³ 1 000 н/д 1 000
Диаметр, м 9
Длина, м 118 > 63 55
Максимальная масса, т 4 400 1 335
Запас топлива, т Жидкий CH4 — 240
Жидкий O2 — 860
Собственный вес, т 85
Двигатели 31 × Raptor 7 × Raptor
Тяга, кН 52 700 11 900

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 3 4 5 6 SpaceX. First Private Passenger on Lunar BFR Mission (18 сентября 2018). — 37:31: «118 m Tall»; «Over 100 t Payload to LEO with Full Reuse». 38:51: «55 m LENGTH». 39:34: «7 RAPTOR ENGINES». Проверено 19 сентября 2018.
  2. 1 2 The Annual Compendium of Commercial Space Transportation: 2018 (англ.). Federal Aviation Administration. Проверено 7 августа 2018.
  3. 1 2 SpaceX. Artist's Rendering Of The Big Falcon Rocket (англ.). SpaceX (12 April 2017). Проверено 3 октября 2017.
  4. 1 2 3 Elon Musk is aiming to land spaceships on Mars in 2022 (англ.). CNNMoney (29 September 2017). Проверено 29 сентября 2017.
  5. 1 2 Blewitt, Richard Tyr Elon Musk's plans for the Big Fucking Rocket: Mars, Moon, and Earth (англ.). Neowin (29 September 2017). Проверено 29 сентября 2017.
  6. 1 2 3 4 Foust, Jeff Musk unveils revised version of giant interplanetary launch system (англ.). SpaceNews (29 September 2017). Проверено 1 октября 2017.
  7. 1 2 Harwood, William Elon Musk revises Mars plan, hopes for boots on ground in 2024 (англ.). SpaceflightNow (2017-09-29 September 2017). — «The new rocket is still known as the BFR, a euphemism for 'Big (fill-in-the-blank) Rocket.' The reusable BFR will use 31 Raptor engines burning densified, or super-cooled, liquid methane and liquid oxygen to lift 150 tons, or 300,000 pounds, to low-Earth orbit, roughly equivalent to NASA’s Saturn 5 moon rocket». Проверено 30 сентября 2017.
  8. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Elon Musk. Becoming a Multiplanet Species [video]. 68th annual meeting of the International Astronautical Congress in Adelaide, Australia: SpaceX.
  9. Dent, Steve Elon Musk's Mars dream hinges on a giant new rocket. Engadget (29 September 2017). Проверено 9 декабря 2017.
  10. The Companies of Elon Musk - SpaceX - Solar City - Tesla Motors, Inc.com (1 декабря 2007). Проверено 7 октября 2018.
  11. How (and Why) SpaceX Will Colonize Mars - Wait But Why (англ.), Wait But Why (16 августа 2015). Проверено 6 октября 2018.
  12. Tom Markusic. Director, McGregor Rocket Development Facility. SpaceX Overview. SpaceX (27 июля 2010).
  13. Tom Markusic. Space Exploration Technologies. SpaceX Propulsion (28 июля 2010).
  14. 1 2 3 4 SpaceX – Launch Vehicle Concepts & Designs – Spaceflight101 (англ.). spaceflight101.com. Проверено 6 октября 2018.
  15. SpaceX advances drive for Mars rocket via Raptor power – NASASpaceFlight.com (англ.). www.nasaspaceflight.com. Проверено 19 октября 2018.
  16. 1 2 The Evolution of the Big Falcon Rocket – NASASpaceFlight.com (англ.). www.nasaspaceflight.com. Проверено 20 октября 2018.
  17. SpaceX aims big with massive new rocket (англ.), Flightglobal.com (15 октября 2012). Проверено 7 октября 2018.
  18. Royal Aeronautical Society. Elon Musk lecture at the Royal Aeronautical Society (23 ноября 2012). Проверено 20 октября 2018.
  19. Musk goes for methane-burning reusable rockets as step to colonise Mars | Hyperbola (20 ноября 2012). Проверено 19 октября 2018.
  20. Mars Colony: SpaceX CEO Elon Musk Eyes Huge Settlement On Red Planet (англ.), Huffington Post (26 ноября 2012). Проверено 20 октября 2018.
  21. Schaefer, Steve. SpaceX IPO Cleared For Launch? Elon Musk Says Hold Your Horses (англ.), Forbes. Проверено 21 октября 2018.
  22. NASA-SpaceX testing partnership going strong. Lagniappe, John C. Stennis Space Center. NASA (September 2015). — «this project is strictly private industry development for commercial use». Проверено 10 января 2016.
  23. SpaceX. Making Humans a Multiplanetary Species (20 сентября 2016). Проверено 6 октября 2018.
  24. Chang, Kenneth Elon Musk’s Plan: Get Humans to Mars, and Beyond (англ.). New York Times (27 September 2016). Проверено 27 сентября 2016.
  25. SpaceX. Mars Presentation (27 сентября 2016). Проверено 6 октября 2018.
  26. 1 2 Elon Musk. Making Humans a Multi-Planetary Species (англ.) // New Space. — 2017-06. — Vol. 5, iss. 2. — P. 46–61. — ISSN 2168-0264 2168-0256, 2168-0264. — DOI:10.1089/space.2017.29009.emu.
  27. Elon Musk on Twitter (рус.), Twitter. Проверено 19 октября 2018.
  28. SpaceX испытала ракетный двигатель Raptor для доставки людей на Марс (рус.), РИА Новости (20160926T1219+0300Z). Проверено 19 октября 2018.
  29. 1 2 SpaceX. Making Life Multiplanetary (29 сентября 2017).
  30. SpaceX. Making Life Multiplanetary (Transcript) (29 сентября 2017).
  31. spacexcmsadmin. Mars (англ.), SpaceX (20 September 2016). Проверено 6 октября 2018.
  32. Fernholz, Tim SpaceX’s Elon Musk unveiled a rocket that can fly to the Moon, Mars—and Shanghai (англ.). Quartz (29 September 2017). Проверено 30 сентября 2017.
  33. Grush, Loren Elon Musk plans to put all of SpaceX’s resources into its Mars rocket (англ.). The Verge (29 September 2017). Проверено 29 сентября 2017.
  34. 1 2 Gebhardt, Chris The Moon, Mars, & around the Earth – Musk updates BFR architecture, plans (англ.). NASASpaceflight.com (29 September 2017). — «In a move that would have seemed crazy a few years ago, Mr. Musk stated that the goal of BFR is to make the Falcon 9 and the Falcon Heavy rockets and their crew/uncrewed Dragon spacecrafts redundant, thereby allowing the company to shift all resources and funding allocations from those vehicles to BFR. Making the Falcon 9, Falcon Heavy, and Dragon redundant would also allow BFR to perform the same Low Earth Orbit (LEO) and Beyond LEO satellite deployment missions as Falcon 9 and Falcon Heavy – just on a more economical scale as multiple satellites would be able to launch at the same time and on the same rocket thanks to BFR’s immense size». Проверено 2 октября 2017.
  35. Foust, Jeff Musk offers more technical details on BFR system. SpaceNews (15 октября 2017). — «[the] spaceship portion of the BFR, which would transport people on point-to-point suborbital flights or on missions to the moon or Mars, will be tested on Earth first in a series of short hops. ... a full-scale Ship doing short hops of a few hundred kilometers altitude and lateral distance ... fairly easy on the vehicle, as no heat shield is needed, we can have a large amount of reserve propellant and don’t need the high area ratio, deep space Raptor engines.». Проверено 15 октября 2017.
  36. BFR Earth to Earth (англ.). YouTube (28 September 2017). Проверено 23 декабря 2017.
  37. Elon Musk: The Architect of Tomorrow (англ.). Rolling Stone (15 November 2017). Проверено 15 ноября 2017.
  38. Musk, Elon transcript: MAKING LIFE INTERPLANETARY. Elon Musk presentation 68th IAC in Adelaide, Australia (англ.). SpaceX (2017).
  39. 1 2 Foust, Jeff. Musk offers more technical details on BFR system, SpaceNews (15 октября 2017). Проверено 15 октября 2017. «[Musk wrote,] "The flight engine design is much lighter and tighter, and is extremely focused on reliability."».
  40. Foust, Jeff Musk offers more technical details on BFR system. SpaceNews (15 октября 2017). — «[Musk] added that, since the presentation last month, SpaceX has revised the design of the BFR spaceship to add a "medium area ratio" Raptor engine to its original complement of two engines with sea-level nozzles and four with vacuum nozzles. That additional engine helps enable that engine-out capability ... and will "allow landings with higher payload mass for the Earth to Earth transport function."». Проверено 15 октября 2017.