Видишь ту крошечную штуку слева?

Это Falcon 1. Его размер сопоставим с космическим кораблем New Shepard от Blue Origin и Grasshopper от SpaceX (который совершал аналогичный подвиг 6 раз, около 3 лет назад, но *технически* не вышел в космос).

Видишь этих троих посередине?

Вот что SpaceX приземлился сегодня. Grasshopper / Blue Origin были сравнительно короткими, медленными экспериментальными полетами для проверки концепции. Запуск Falcon 9 был полноценной орбитальной ракетой, доставившей реальную полезную нагрузку в ходе реальной миссии, работающей на уровне сложности, на порядок превышающем предыдущие достижения любой из компаний.

В этом разница . *Технически* оба приземления считаются как «Запуск ракеты в космос и успешная повторная посадка».

Но первые два были, по сути, «летать прямо вверх и возвращаться прямо вниз на суборбитальных скоростях». По сути, это увеличенная водяная ракета. В частности, New Shepard разгоняется прямо до 40 км с тягой в 100 000 фунтов, затем разгоняется до 100,5 км и снова резко падает.

Falcon 9 должен выдерживать 1,5 миллиона фунтов тяги, достигать максимальной высоты 300 км , доставлять полезную нагрузку в космос , во время отделения он движется в основном горизонтально к поверхности земли с удвоенной скоростью (и в 10 раз больше массы, поэтому в 40 раз больше кинетической энергии ), а затем должен развернуться! , снова войти в атмосферу и приземлиться на стартовой площадке.

С точки зрения сложности и соответствующего уровня достижений, сегодняшнее приземление находится в совершенно иной лиге по сравнению со всем, что было раньше.

В очень упрощенном виде:

Grasshopper / New Shepard «подбрасывали теннисный мяч высоко в воздух и ловили его».

Falcon 9: «Стреляйте пушечным ядром на сверхзвуковой скорости, вбок, с верхним вращением, чтобы оно изгибалось в воздухе, отскакивало от здания на расстоянии, возвращалось к вам в 3 раза быстрее и все равно приземлялось точно туда, откуда вы его бросили. ."

Приложение:

Следует также отметить, что New Shepard достаточно мал/проворен, чтобы заглушить двигатель и зависнуть над посадочной площадкой, что позволяет осуществить управляемую посадку и/или отменить попытку приземления и повторить попытку, если она не удалась. Он может контролировать скорость спуска по своему желанию, спускаясь медленно и плавно до такой степени, что вы почти можете сделать это с помощью ручного пульта дистанционного управления.

Поскольку Falcon 9 нуждается в гораздо более мощных двигателях (потому что он намного тяжелее при запуске) и к этому моменту потерял почти всю свою топливную массу, он не может зависать. Это означает, что он должен приземлиться методом, называемым самоубийственным сжиганием .

Самоубийственный ожог означает, что он запускает свои двигатели на очень точной высоте, так что он замедляется и останавливается точно в точке, где он приземляется на посадочную площадку.

Если горение начнется на десятую долю секунды позже, ракета ударится о стартовую площадку на скорости несколько сотен м/с и взорвется. На десятую долю секунды раньше, и он выровняется в нескольких сотнях метров над стартовой площадкой, у него кончится топливо и он упадет с неба.

Это легко сделать на порядок сложнее, и вы не получите никаких повторных дублей.

Короче говоря, хотя это само по себе историческое достижение, посадка New Shepard — ничто по сравнению с посадкой Falcon 9.

Вот изображение двух траекторий. (Из Реддита )

Вот хорошая инфографика, объясняющая различия между ними.

Спасибо за оба изображения выше Джону Россу из ZLSA Design .

А вот еще одно забавное сравнение размеров (источник неизвестен):

В этом видео, особенно в том месте, где я указал на эту ссылку, также должен быть показан аспект обсуждения.

Полет Blue Origin был прямым вверх, прямым вниз, с довольно маленькой ракетой, которая не может нести много полезной нагрузки. Это отличная демонстрация технологий, но она применима только для космического туризма.

Сегодняшний полет Falcon был платной орбитальной миссией с полезной нагрузкой. Чтобы доставить полезную нагрузку на орбиту, первая ступень должна не только вывести вторую ступень на большую высоту, но и запустить ее горизонтально с довольно высокой скоростью; для приземления с возвращением на стартовую площадку он должен сбросить всю эту скорость и вернуться обратно, и все это с гораздо большей ракетой.

SpaceX выполняла полеты VTVL на малой высоте еще в 2012 году; они могли бы повторить то, что Blue Origin сделала за последний год или около того, если бы это было целью, но их предпочтительная стратегия — делать большие технологические шаги в рамках платных миссий с полезной нагрузкой.

Ничто из этого не предназначено для умаления достижений Blue Origin. Просто у этих двух компаний разные цели и очень разные подходы к ним.

(Кроме того, в 1982 году позвонили, чтобы сообщить Blue Origin и SpaceX, что им обоим нужно выйти из фронта.)

Голубое происхождение

• Пролетел чуть более 100 км (100,5), достаточно, чтобы сказать, что он ушел в космос.
• Приземлился на том же месте, предположительно пошел прямо вверх и вниз.
• Нес суборбитальную полезную нагрузку.
• Объявлено только постфактум.

СпейсИкс

• Отрыв от 1-го этапа на 79,3 км, 5929 км/ч (из видео веб-трансляции)
• В этот момент скорость восхождения составляла около (86,6-75,3)/7 или 1,6 км/сек, как видно из видео. То, что это очень грубо, но все же ниже скорости (5800 км/ч), указывает мне на то, что, вероятно, большая часть скорости была в восходящем направлении, но была незначительная разница в скорости поперечного диапазона.
• Посадка произошла в 9:42. Используя гравитацию на поверхности Земли и предполагая отсутствие ускорения (оба плохие предположения), это означает, что ракета-носитель, вероятно, преодолела 400 км, что намного выше, чем тест Blue Origins.
• SpaceX транслировала его на весь мир в прямом эфире.
• Falcon 9 намного выше Blue Origins.
• Пока это происходило, SpaceX выполняла коммерческую миссию.

Суть в том, что Blue Origin была демонстрационной миссией технологии, которая, хотя и довольно крутая и заслуживающая некоторого внимания, SpaceX представляет собой более сложную и полезную демонстрацию технологии. Обе компании заслуживают похвалы за выполнение этой непростой задачи!

В некоторых ответах подчеркивалась разница в размерах транспортных средств и в том, что их траектории очень разные. Хотя все это хорошие моменты, я думаю, что фундаментальная вещь, которая делает подвиг SpaceX намного более впечатляющим, заключается в том, что он был сделан с нижней ступенью, которая использовалась как часть обычной миссии, а не с помощью корабля, специально разработанного для суборбитальные полеты вертикального взлета и посадки . Это меняет мир.

На ракете-носителе примерно каждые 10 кг лишнего веса на нижней ступени (шасси, топливо, решетчатые стабилизаторы и все остальное) уменьшают полезную нагрузку на орбиту на 1 кг. Было бы очень легко получить систему, настолько тяжелую, что вы больше не сможете выводить свои спутники на орбиту. Ракета, разработанная специально для суборбитальных прыжков вертикального взлета и посадки, сталкивается с аналогичными проблемами управления и, например, также должна иметь двигатели, способные к глубокому дросселированию (что непросто). Однако он может позволить себе вложить в эти системы гораздо больший вес для всего необходимого снаряжения и топлива, необходимого для безопасного возвращения на землю, чем это может сделать пусковая установка. Он также не должен обеспечивать всю эту дополнительную дельта-V для горизонтальной скорости. На пусковой установке вес решает все, вплоть до их первой реальной попытки приземлиться на баржу,

С другой стороны, вертикальный взлет и посадку на ракете со специально разработанным транспортным средством уже делали пару раз. Примеры включают посадки на Луну Аполлона с низкой гравитацией, а также транспортные средства на Земле, такие как посадочные модули Grumman Lunar Lander XChallenge (хотя расстояния и скорости здесь намного меньше) и, возможно, наиболее заметный прототип DC-X в 90-х годах. В сети есть отличное видео о DC-X:

То, что SpaceX сделала с первой ступенью своей ракеты-носителя, настолько сложно с технической точки зрения, что, вероятно, пройдет много времени, возможно, десятилетие или больше, пока кому-то другому не удастся это осуществить.