Фотография с испытаний бустерного кислородного насоса, одного из элементов двигателя Raptor (источник: SpaceX)
Выступая на конференции по малым спутникам в Логане (Юта, США), президент SpaceX Гвинн Шотвелл рассказала о том, что двигатель нового поколения Raptor отправлен на испытательный полигон в МакГрегор (Техас, США). Raptor — мощный двигатель для ракеты следующего поколения от SpaceX. Технических подробностей не так много, но известно, что мощность Raptor примерно втрое превосходит мощность текущих двигателей Merlin, используемых в Falcon 9 и Falcon Heavy. Ранее Илон Маск сообщал, что этот двигатель будет развивать тягу до 230 тонн.
Цикл работы этого двигателя состоит из двух этапов. Первый — сгорание топливной смеси (горючее и окислитель) в камерах предварительного сгорания. Второй — закачка топлива в основную камеру сгорания двигателя за счет образующихся в ходе первого этапа горячих газов высокого давления. По мнению Маска, такой двигатель гораздо эффективнее двигателей открытого цикла Merlin. В качестве топлива здесь будет использоваться жидкий кислород и метан.
Двигатели с камерами предварительного сгорания были установлены, в частности, в «Шаттлах» NASA. В двигателях «Шаттлов» использовался водород, который хранился в камере при температуре -253 °C. В то же время, в камере сгорания температура достигает 3300 °C, это выше температуры кипения железа. Недостатком водорода является сложность процесса его хранения при столь низкой температуре в камерах ракеты.
Двигатель RS-25 на испытаниях. Это двигатель устанавливался в «Шаттлы»
Маск утверждает, что «стоимость энергии метана самая низкая, он имеет удельный импульс чуть выше, чем у керосина, и не имеет ни одного недостатка водорода». Структура нового двигателя сложнее, чем у Merlin. Соответственно, технологический процесс создания такого движка тоже будет более сложным. Как следствие — более дорогим. Кластер двигателей нового типа будет установлен в MCT (Mars Colonial Transporter) — ракеты нового поколения от SpaceX. Судя по всему, эта ракета будет больше и мощнее Saturn V. Сейчас новый двигатель будет испытан в полевых условия. «Прошлой ночью мы отправили Raptor в Техас», — заявила Гвинн Шотвелл.
Это первое испытание Raptor в качестве единой системы. Ранее испытывались отдельные его элементы. В 2014 году, например, SpaceX опробовала в работе инжекторы двигателя, а также испытала бустерный кислородный насос. С апреля по август 2015 года было проведено 76 испытаний насоса. Общее время испытаний составило 400 секунд. Фотография с испытаний показана в анонсе. Фотографий самого двигателя пока нет.
Сравнение Falcon 9 v1.0, v.1.1 и MCT с 9 двигателями Raptor
Инженеры SpaceX планируют охлаждать топливо и кислород в камерах двигателя до температуры, близкой к температуре замерзания этих веществ. По мнению специалистов, это позволит вместить больше топлива. Топливо необходимо как для взлета, так и для посадки — она будет осуществляться при помощи двигателей, парашютов не будет.
Маск обещает представить больше подробностей о новой ракете, новом двигателей и планах колонизации Марса на Международной конференции по астронавтике, которая пройдет в этом году в Гвадалахаре, Мексика, с 26 по 30 сентября. 27 апреля 2016 года SpaceX анонсировала планы проведения непилотируемого запуска корабля Red Dragon c посадкой на поверхность Марса в 2018 году. Запуск корабля будет осуществлен при помощи ракеты-носителя Falcon Heavy. Миссия получила название «Red Dragon».
Автор: marks
