60 години по-късно: Artemis, NASA, Space X и колко труден се оказва пътят до Луната

17 Oct 2025

SpaceX направи още една важна стъпка към реализирането на своите междупланетни амбиции. На 13 октомври компанията стартира единадесетия тестов полет на Starship, най-мощната ракета, създавана някога. Апаратът с височина 124 метра излетя от базата на SpaceX Starbase в Южен Тексас и изпълни по безупречен начин своята мисия. И двете и степени, ускорителят Super Heavy и горната степен Starship, се завърнаха успешно, изпълнявайки прецизни приземявания.

Случилото се обаче е нещо повече от обикновен тест. Това е последният прототип на Starship от серията Version 2. SpaceX потвърди факта, че фокусът им сега ще се насочи към първата ракета Starship Version 3, която ще бъде по-висока, по-мощна и с много повече възможности. Усъвършенстването и бележи повратна точка за програмата, преминавайки от експериментални тестови полети към подготовка за оперативни мисии, които в крайна сметка биха могли да отведат хора до Луната, Марс и отвъд тях.

Системата Space Launch System (SLS) на NASA и Starship на Space X ще бъдат използвани съвместно при бъдещите мисии Artemis III до Луната. Ракетата SLS, която ще носи космическия кораб Orion има за задача да отведе астронавтите от Земята до лунна орбита. Тя използва два ракетни буустера работещи с твърдо гориво, които са модифицирани версии на тези използвани за изстрелването совалките и се произвеждат от компанията Northrop Grumman. Основната ракета на SLS и авиониката са дело на Boeing и се зарежда с 3,3 милиона литра втечнен водород и втечнен кислород, за да захрани двигателите RS25. Последните са усъвършенствани от американската компания Aerojet Rocketyne двигатели на совалката.

Starship на Space X ще се използва в качеството на система за прилуняване от тази орбита до лунната повърхност и ще превозва оборудване. Това означава че след достигането на Orion до окололунна обрита щафетата ще бъде предадена на Starship HLS Lunar Lander (една от модификациите на Starship, освен Starship Depot и Starship Tanker/Refiller) за да отведе астронавтите до повърхността. След това Lunar Lander ще продължи с мисията си да пренася карго и астронавти към и от лунната повърхност. Мисията Artemis I с манекени и роботи на борда се състоя през ноември 2022 година, а изстрелването на Artemis II е планирано (засега) за февруари 2026 година. Artemis III, който трябва да отведе хора до лунната повърхност няма да се състои преди средата на 2027 годишна, след това трябва да го последват следващите мисии Artemis.

Всъщност, какво прави една ракета „мощна“?

Мощността на една ракета обикновено се оценява по три ключови характеристики: тяга, товароносимост и ефективност на конструкцията, която включва, например, възможността за многократна употреба и надграждане.

Тягата е чистата реактивна сила, генерирана от двигателите на ракетата при излитане. Тя e факторът определящ теглото, което ще може да издигне ракетата от земната повърхност. Ускорителят Super Heavy на Starship, оборудван с 33 двигателя Raptor на Space X, работещи с втечнен метан и втечнен кислород, генерира около 7,6 милиона килограма тяга. Това означава че тя е почти два пъти по-мощна от Saturn V, ракетата използвана за мисиите Apollo до Луната.

За сравнение, системата за изстрелване в космоса Space Launch System (SLS) на NASA, използвана за Artemis I, създава 4,0 милиона килограма тяга (обща тяга на четирите двигателя RS25 и двата твърдогоривни бустера), докато легендарният Saturn V генерира 3,5 милиона килограма тяга.

Капацитетът на полезния товар определя масата на товара, която ракетата може да доведе до орбита. Starship може да достави до 100 метрични тона в ниска околоземна орбита (low Earth orbitL, LEO) в конфигурация за многократна употреба, и до 200 тона в конфигурация за еднократна употреба. Това е повече от рекорда от 140 тона на Saturn V и значително над капацитета от 95-105 тона на SLS за LEO.

Но това, което по същество значително отличава Starship от останалите ракети, е възможността за многократна употреба. Докато по-ранните тежки ракети като Saturn V и актуалните SLS могат да се използват еднократно, двата етапа на Starship, Super Heavy booster и следващата степен Starship, са проектирани да се върнат безопасно, да бъдат прихванати от подвижните рамена на стартовата кула и да летят отново. Този подход, първоначално въведен като технологично решение при Falcon 9 и Falcon Heavy на SpaceX, сега се разработва до ниво за използване при свръхтежки ракети, които имат необходимите за междупланетни мисии качества.

Еволюцията на Starship: от V1 до V3

Програмата Starship стартира през 2012 г., когато Илон Мъск обявява планове за създаване на многократно използваема система за изстрелване с възможности, далеч надхвърлящи тези на Falcon 9. Конструктивните решения преминават през няколко етапа, от ранната концепция “Mars Colonial Transporter” до прототипите на Starship, изработени от неръждаема стомана.

Ракетите от Version 1 имаха за цел анализ на основните аеродинамични и структурни принципи на конструкцията, но бяха със сравнително ограничени възможности. Version 2, от своя страна, на практика представлява огромен скок в развитието на технологията. Тя има височина от 52 метра, увеличен горивен обем и усъвършенствани двигатели Raptor от трето поколение. При нея се въвежда нова конструкция на предните крила, по-тънък корпус за намаляване на теглото и система за подаване на гориво с вакуумна риза за по-добра ефективност.

След 11 тестови полета, шест успешни и пет неуспешни, SpaceX постига важен етап с последната ракета от серията V2. Сега компанията се насочва към Version 3, добавяйки около метър и половина височина и включвайки нови технологични решения в системата за създаване на тягата на двигателите Raptor 3. Тези двигатели са по-мощни и ефективни, с подобрени съотношения тяга-тегло.

Според Space.com, Version 3 ще включва и подобрения на системите за съхранение на енергия, нова авионика и външни адаптери за скачване, с цел пренос на гориво в космоса. Това е основна функция, която ще позволи на космическите кораби да се зареждат взаимно в орбита, преди да се отправят към далечни космически дестинации като Луната и Марс.

Ускорителят Super Heavy също се усъвършенства, като включва променена система за пренос на гориво, интегрирани разделителни елементи на горещите степени и три решетъчни насочващи елемента, вместо четири по-малки. Последните, с 50 процента по-големи и по-здрави, ще играят жизненоважна роля в управлението, забавянето и в крайна сметка ще позволят на ракетата да бъде по-прецизно хваната във въздуха от рамената на стартовата кула, с цел по-бърза повторна употреба.

Как Starship се съотнася с SLS на NASA и предишни ракети за тежки товари

Starship на SpaceX не е първата ракета, която разширява границите на физиката, но е първата, която го прави, притежавайки възможността за многократна употреба. Космическата система за изстрелване Space Launch System (SLS) на NASA, ракетата, която се използва при мисията Artemis I през 2022 г., е традиционна ракета-носител за еднократна употреба, изградена с помощта на доказани технологии, двигатели RS-25 от космическата совалка, и ускорители с твърдо гориво, също използвани за изстрелване на совалките. Тя създава около 4,0 милиона килограма тяга и може да издигне до 105 тона до ниска околоземна орбита (LEO), но всяко изстрелване струва милиарди и изисква напълно нова ракетна система.

7,6-те милиона килограма тяга на Starship и планираният капацитет от 200 тона товар значително превишават параметрите постигани от SLS, а двустепенната му конструкция и повторна употреба обещава значително намаляване на цената на изстрелване, след като ракетата стане оперативна.

В исторически план Saturn V остава еталонът, когато става дума за полети с хора на борда. Неговата тяга от 3,5 милиона килограма и капацитет от 140 тона за LEO са в основата на мисиите Apollo до Луната. Всеки Saturn V обаче е бил машина за еднократна употреба и последния полет на такава е осъществен през вече далечната 1973 г.

Falcon Heavy на SpaceX, настоящият рекордьор по отношение на отношение на възможността за издигане на тежки товари, може да изведе 63,8 тона в орбита и вече използва повторно страничните си ускорители. Starship надгражда върху този опит, комбинирайки многократната употреба на Falcon с товароносимостта на Saturn V, ефективно обединявайки най-важните етапи на развитието в ракетостроенето в една система.

Starship като важно звено в програмата за кацане на Луната и Марс

Starship не е просто поредната голяма ракета. Тя може да стане крайъгълен камък на множество космически мисии от следващо поколение, които осигуряват нови простори на изследванията и достъп до космоса. За програмата Artemis на NASA, Starship ще служи като лунен модул, който превозва астронавти от лунната орбита до повърхността на Луната и обратно. Както споменахме NASA има за цел да използва тази система за Artemis III, първото пилотирано кацане на Луната след Apollo, което в момента е планирано за 2027 г.

Способността на SpaceX да доставя тежки товари, структури за създаване на местообитания и животоподдържащо оборудване до Луната е от решаващо значение за създаването на устойчива лунна база и разработването на технологии за бъдещи мисии до Марс. За собствените планове на SpaceX за „колонизация“ на Марс, Starship представлява основата на дългогодишната мечта на Илон Мъск, която е да направи човечеството „мултипланетно“.

Логиката е ясна. Голямата товароносимост, възможността за многократна употреба и използването на течен метан за гориво способстват за намаляване на разходите за превоз на хора и оборудване. Директното пътуване до Марс, обаче, би изисквало огромни количества такова, затова SpaceX планира да използва технология за зареждане в орбита, при което множество танкери Starship ще прехвърлят гориво към основната ракетна система преди насочване към Марс.

Тази възможност за прехвърляне на гориво в орбита, която SpaceX планира да демонстрира следващата година, ще позволи на корабите да излитат с минимално количество гориво и да се допълват в околоземна орбита, което ще направи мисиите на дълги разстояния много по-практични. Това е едно от определящите инженерни предизвикателства на програмата и решаването му би отворило вратата към логистиката в дълбокия космос в безпрецедентен мащаб.

Изграждане на системи за многократно използване

Всеки тестов полет на Starship има две основни цели – подобряване на летателните качества и усъвършенстване на системите за многократна употреба. „Лапите“ за прихващане, така наречените “chopstick” (клечки за хранене на английски) на стартовата кула Starbase вече демонстрираха успешно възможностите си за улавяне на Super Heavy три пъти, но системата предстои да бъде доразвита. Цел, която бъдещите тестове ще се опитат да постигнат.

За да се подготви за всичко това, SpaceX модернизира площадка Pad 1 с нова система за огнеупорни траншеи, орбитална стартова стойка и подсилени рамена на кулата, за да се справят с по-тежки товари. По време на този основен ремонт, тестовите операции ще се преместят на Pad 2, чието завършване е към своя край.

Философията на компанията на Илон Мъск за бързо изграждане, тестване и усъвършенстване на прототипи, всъщност работи добре. С всяко поколение SpaceX се стреми да се доближи до функционална система за многократна употреба, с бързо обратно въвеждане в експлоатация, способна да извежда обекти както в земната орбита, така и да ги отправя към Луната и Марс. Предстоящите ракети от Version 3 ще служат като мост към орбиталните операции, докато още по-голямата Version 4, висока 142 метра с 42 двигателя Raptor, се очаква да стане функционална около 2027 г.

По-голямата картина отвъд изследванията

Последиците на Starship се простират далеч отвъд лунните и марсианските мисии. Неговият огромен капацитет за повдигане и потенциал за ниски разходи биха могли да променят разполагането на спътници, изследването на космоса и междупланетната логистика. Големи спътникови съзвездия, масивни космически телескопи или сонди за дълбокия космос, които някога изискваха множество изстрелвания, биха могли да бъдат интегрирани в една мисия. Икономиката на достъпа до орбита може да се промени драстично, позволявайки на по-малки държави, частни компании и университети да участват в проекти, които някога са били ограничени до правителствени агенции.

За науката за дълбокия космос, възможността за изстрелване на по-тежки и по-сложни инструменти означава по-амбициозни мисии, от експедиции за връщане на проби до луните на Юпитер до мащабни обсерватории, стационирани в далечни орбити.

Успехът на единадесетия тестови полет на Starship и въвеждането на Version 3 бележат повратна точка в съвременната ракетна техника. Проектът премина през неуспехи, експлозии и промени в конструкцията, но също така демонстрира темпо на напредък, несравним в аерокосмическата индустрия. Въпреки че техническите препятствия остават, включително надеждността на топлинния щит, орбиталното скачване и бързата адаптация за нови полети, напредъкът на SpaceX илюстрира как излизащото извън рамките на общоприетото и конструкциите за многократна употреба могат да ускорят напредъка.

За първи път ракета има за цел да надмине миналите гиганти по мощност и капацитет и да направи космическите пътувания икономически устойчиви. Независимо дали става дума за лунните амбиции на НАСА или за кацането на човечеството на Марс, Starship представлява визията за следващия голям скок. Машина, проектирана да превърне дълбокия космос не в далечна мечта, а в достижима дестинация.

Текст: Георги Колев