Super Heavy — це перший ступінь надважкого ракето-носія SpaceX Starship, яка складається з двох ступенів (верхній ступінь - Starship). Станом на 2024 рік прототипи Super Heavy проходять льотні випробування. Super Heavy вперше здійснив політ 20 квітня 2023 року під час першої спроби орбітального запуску ракети Starship.
Виробництво Виробничий процес починається з рулонів сталі, які розгортаються, розрізаються та зварюються вздовж краю, щоб створити циліндр з в діаметрі, у висоту та товщиною, і близько 1600 кг ( ) у масі.
Ці кільця складають одне на одне та зварюються по краях, щоб утворити зовнішній шар ракети. Всередині баки з метаном і киснем розділені спільним куполом з центральною трубою «спуску» через кисневий бак, що подає метан до розподільного колектора прямо над двигунами. Перед остаточним складанням ребра решітки додаються до проміжного ступеня, а аеродинамічні поверхні додаються після укладання паливних баків.
Після кріогенних випробувань встановлюють двигуни , а потім вентильований проміжний каскад.
Конструктивні особливості Super Heavy має у вистоту, у ширину, і складається з чотирьох загальних секцій: секції двигунів, паливного баку, кисневого баку та міжступеневої частини.
Ілон Маск заявляв, що остаточний дизайн матиме суху масу від до , при вазі цистерн і проміжної частини — . Також, за його словами, в майбутньому прискорювач може мати ще більшу висоту.
Паливні баки Паливні баки на Super Heavy розділені спільною перегородкою, подібною до тих, що використовуються на ступенях S-II і S-IVB на ракеті Saturn V. Кисневий бак має чотири прикріплені стінки, які захищають COPV, баки для гасіння пожежі, а також забезпечують підйомну силу під час спуску.
Повідомляється, що баки ракетоносія вміщують палива, що складається з рідкого кисню і рідкого метану. Однак, місткість прототипу прискорювача становить лише .
Двигуни Нижня секція налічує 33 двигуни Raptor. Вони розташовані трьома концентричними кільцями. Зовнішнє кільце має 20 двигунів та виконане в конфігурації "Raptor Boost", у якій відсутня можливість керування вектором тяги, що зроблено для зменшення ваги.
У Raptor використовується повнопоточний поетапний цикл згоряння, який включає як кисневі, так і метанові турбонасоси. До 2014 року лише дві конструкції повнопотокових ракетних двигунів внутрішнього згоряння були настільки просунуті, щоб пройти випробування на випробувальних стендах: радянський проект РД-270 у 1960-х роках і демонстраційний пристрій Aerojet Rocketdyne Integrated Powerhead Demonstrator у середині 2000-х років.
На повній потужності всі двигуни видають разом тяги. Однак Raptor 3 може збільшити тягу до . [ краще джерело необхідно ] Без двигунів прискорювач Super Heavy приблизно на 3 метри коротший.
Розділення ступенів ракети та керування Частина, де розміщений механізм розʼєднання між першим ступенем та другим, також оснащена чотирма рулями решіткового типу з електричним приводом, кожне з масою в . Сусідні пари ребер сітки розташовані лише на відстані шістдесят градусів одна від одної, а не ортогонально (як у випадку з Falcon 9 ), щоб забезпечити більш кращі характеристики. На відміну від Falcon 9, решітки не складаються і залишаються витягнутими під час всього польоту як в русі від Землі, так і назад. Під час бездвигунного польоту в космічному вакуумі управління забезпечується холодними газовими двигунами. Проміжний ступінь також має виступаючі точки жорсткості, розташовані між ребрами решітки, що дозволяє піднімати ракету-носій або захоплювати її пусковою вежею за жопомогою "Mechazilla".
Після першого випробувального польоту Starship усі прискорювачі мають додатковий вентильований проміжний ступінь заввишки 1,8 м для забезпечення гарячого розділення. Під час гарячого розділення Super Heavy вимикає всі свої двигуни, крім трьох тоді як другий ступінь запускає всі свої двигуни перед відділенням. «Гаряче кільце» містить захисний купол, який захищає верхню частину Super Heavy від двигунів другого ступеня. Ілон Маск стверджував, що ця зміна може призвести до збільшення корисного навантаження на низьку навколоземну орбіту на 10%.
Принцип роботи
Приблизно за годину тридцять сім хвилин до польоту надважкий прискорювач починає завантажувати паливо. На позначці T – 19:40 починається охолодження двигунів. Це необхідно для захисту турбонасосів двигуна від теплового удару. За три секунди до польоту починається послідовність запуску тридцяти трьох двигунів.
Після зльоту двигуни працюють протягом 169 секунд, після чого 30 двигунів вимикаються, залишаючи лише три центральні двигуни, що працюють на 50% тяги. Другий ступінь ракетоносія запалює свої двигуни ще до моменту розділення, протягом якогось періоду після запалення двигунів відокремлюється, а прискорювач обертається для зворотного розгону. Для цього Super Heavy використовує 13 центральних двигунів протягом 54 секунд. Приблизно за шість хвилин до польоту двигуни знову запалюються , і прискорювач підхоплюється парою механічних рук "Mechazilla".
Розвиток та побудовані "льотні" прототипи
Сер. № Тип Запуски Дата запуску № польоту Час між польотами Запуск (майданчик) Посадка (місце) Статус BN1 — 0 — — — — — Здано на металобрухт B3 Block 0 0 — — — — — Здано на металобрухт B4 Block 0.5 0 — — — — — Здано на металобрухт B5 Block 0.5 0 — — — — — Здано на металобрухт B7 Block 1 1 20 квітня 2023 Starship flight test 1 — Невдача (OLP-A) Не відбулося Знищено B8 Block 1 0 — — — — — Здано на металобрухт B9 Block 1 1 18 листопада 2023 Starship flight test 2 — Невдача (OLP-A) Невдача (затока) Знищено B10 Block 1 1 14 березня 2024 Starship flight test 3 — Успіх (OLP-A) Невдача (затока) Знищено B11 Block 1 1 6 червня 2024 Starship flight test 4 — Успіх (OLP-A) Кероване приводнення (затока) Витрачено B12 Block 1 1 13 жовтня 2024 Starship flight test 5 — Успіх (OLP-A) Успіх (OLP-A) Виведено з експлуатації B13 Block 1 1 19 листопада 2024 Starship flight test 6 — Успіх (OLP-A) Кероване приводнення (затока)Скасовано (OLP-A) Витрачено B14 Block 2 2 16 січня 2025 Starship flight test 7 — Невдача (OLP-A) Успіх (OLP-A) Знищено 27 травня 2025 Starship flight test 9 131 день Невдача (OLP-A) Невдача (затока) B15 Block 2 2 6 березня 2025 Starship flight test 8 — Невдача (OLP-A) Успіх (OLP-A) Витрачено 13 жовтня 2025 Starship flight test 11 221 день Успіх (OLP-A) Кероване приводнення (затока) B16 Block 2 1 26 серпня 2025 Starship flight test 10 — Успіх (OLP-A) Кероване приводнення (затока) Витрачено B17 Block 2 0 — — — — — Здано на металобрухт B18 Block 3 0 — — — — — Знищено B19 Block 3 0 — — — — — Очікує статичного вогневого випробування B20 Block 3 0 — — — — — У процесі виготовлення Наземні випробування (BN1-BN3/B3)
BN1 BN1 був першим прототипом Super-Heavy Booster, який не призначався для льотних випробувань. Висота ~ , тестові вироби виготовлялися протягом осені. Укрупнення секцій розпочато в грудні 2020 року BN1 було повністю складено всередині High Bay 18 березня та списано на металобрухт 30 березня 2021 року
Для наземних випробувань використовувався BN3 (Booster 3) . Кріогенне тестування було завершено 13 липня 2021 року. Складання Booster 3 завершили в High Bay 29 червня 2021 року , а згодом його перевезли на тестовий майданчик без двигунів. Згодом було додано три двигуни.
Статичне вогневе випробування проведено 19 липня 2021 року BN3/Booster 3 був частково списаний на металобрухт 15 серпня 2021 року, тоді як резервуар LOX залишився привареним до випробувального стенда. Танк LOX був знятий зі стенда 13 січня 2022 року
Орбітальні запуски (B4 і наступні)
B4–B6
Booster 4 вперше став видимим 3 липня 2021 року. Маск наказав кільком сотням співробітників SpaceX у Готорні переїхати до Бока-Чіка, щоб прискорити розробку SN20, BN4 і орбітальної стартової платформи, щоб спробувати запустити систему Starship до 5 серпня 2021 року BN4 було повністю укомплектовано 1 серпня, а повний комплект із 29 двигунів встановлено 2 серпня 2021 року. Решітки решітки були додані для підтримки випробування повторного входу в атмосферу.
SN20 було встановлено на Booster 4 6 серпня 2021 року для тестування на підгонку, що зробило її найвищою повністю інтегрованою ракетою. Booster 4 був повернутий у High Bay для вторинної проводки. 9 вересня 2021 року Booster 4 знову прибув до місця запуску на вершині кріплення Orbital Launch. B4 завершив своє перше кріогенне випробування (17 грудня 2021 року), і пневматичне випробування 19 грудня 2021 року. Він пройшов ще одне кріогенне випробування та кріогенне випробування при повному навантаженні. B4 і корабель 20 були зняті з експлуатації.
Частини для B5 були помічені ще 19 липня 2021 року Збірка BN5 була завершена в листопаді, хоча 8 грудня 2021 року B5 було вилучено разом із SN15 та SN16. Пізніше його знищили.
B7