Terran 1

Terran 1 — это одноразовая двухступенчатая ракета-носитель сверхлёгкого класса, разработанная американской частной аэрокосмической компанией Relativity Space. Она была создана с использованием технологии аддитивного производства (3D-печати) и предназначалась для вывода малых спутников на низкую околоземную орбиту. Первый и единственный полёт ракеты состоялся 22 марта 2023 года, после чего проект был закрыт в пользу разработки более крупной многоразовой ракеты Terran R.

История создания

Предпосылки и основание компании

Компания Relativity Space была основана в 2015 году бывшими инженерами Blue Origin и SpaceX Тимом Эллисом и Джорданом Нуном. Основной идеей стартапа стало радикальное сокращение времени и стоимости производства ракет за счёт использования 3D-печати. В отличие от традиционного ракетостроения, где изготовление деталей занимает месяцы, аддитивное производство позволяло создавать сложные компоненты за дни. Компания ставила цель создать ракету, состоящую на 95% из напечатанных деталей.

Разработка и анонс

Проект Terran 1 был официально представлен в 2017 году. Название ракеты происходит от латинского слова «terra» (земля) и отражало стремление компании к созданию «земной» технологии, доступной для массового освоения космоса. Разработка велась на собственные средства и при поддержке венчурных инвесторов, включая Playground Global, Y Combinator и других. К 2021 году Relativity Space привлекла более 1,3 миллиарда долларов инвестиций.

Технологические особенности

Главной инновацией Terran 1 стало использование крупнейшего в мире 3D-принтера Stargate, который печатал детали ракеты из алюминиевого сплава. В отличие от традиционных методов, где сварка соединяет отдельные элементы, Stargate создавал цельные конструкции, что снижало количество потенциальных точек отказа. Двигатели Aeon 1 также полностью печатались на 3D-принтере. Первый прототип двигателя был изготовлен за 15 дней, тогда как при традиционном производстве аналогичный процесс занял бы несколько месяцев.

Конструкция и характеристики

Общие параметры

Terran 1 представляла собой двухступенчатую ракету-носитель с последовательным расположением ступеней. Её высота составляла 35,2 метра, диаметр — 2,3 метра. Стартовая масса достигала 92 тонн. Полезная нагрузка, выводимая на низкую околоземную орбиту (200 км), оценивалась в 1250 кг, на солнечно-синхронную орбиту (500 км) — до 900 кг.

Первая ступень

Первая ступень оснащалась девятью жидкостными ракетными двигателями Aeon 1, работающими на паре «жидкий метан — жидкий кислород». Выбор метана в качестве топлива был обусловлен его высокой эффективностью, низкой стоимостью и возможностью использования для многоразовых систем (метан менее склонен к коксованию, чем керосин). Суммарная тяга двигателей на уровне моря составляла 900 кН (около 91,8 тонн-силы). Управление вектором тяги осуществлялось за счёт поворота двигателей.

Вторая ступень

Вторая ступень была оснащена одним двигателем Aeon 1, оптимизированным для работы в вакууме. Его тяга в вакууме достигала 110 кН. Двигатель мог перезапускаться несколько раз для точного выведения полезной нагрузки на заданную орбиту. На второй ступени также использовалась система управления ориентацией на основе газовых сопел.

Система спасения

В отличие от многоразовых ракет (например, Falcon 9), Terran 1 не предусматривала возврата ступеней. Ракета была полностью одноразовой, что упрощало конструкцию и снижало стоимость разработки. Однако компания планировала в будущем внедрить систему спасения первой ступени с помощью парашютов и надувных амортизаторов, но этот проект не был реализован.

Запуск и результаты

Первый испытательный полёт

Первый запуск Terran 1, получивший название «Good Luck, Have Fun» (GLHF), состоялся 22 марта 2023 года с космодрома на мысе Канаверал (стартовый комплекс LC-16). Ракета стартовала в 23:38 UTC. Полезная нагрузка отсутствовала — это был демонстрационный полёт. Основной целью было подтверждение работоспособности напечатанных конструкций в условиях реального полёта.

Ход полёта

Ракета успешно отработала первую ступень, достигла максимального аэродинамического сопротивления (Max Q) и отделила первую ступень на высоте около 60 км. Однако на этапе работы второй ступени произошёл сбой: двигатель не смог выйти на номинальный режим из-за аномалии в системе подачи топлива. Ракета не смогла достичь орбитальной скорости и упала в Атлантический океан. Несмотря на это, компания объявила миссию частично успешной, так как были выполнены ключевые задачи: запуск, работа первой ступени, разделение ступеней и сбор данных.

Последствия и закрытие проекта

После анализа данных полёта Relativity Space приняла решение отказаться от дальнейших запусков Terran 1. Компания сосредоточила ресурсы на разработке более крупной многоразовой ракеты Terran R, способной выводить до 20 тонн на низкую орбиту. Terran R предполагается использовать для развёртывания спутниковых группировок и доставки грузов на орбиту. В апреле 2023 года Relativity Space объявила о прекращении производства Terran 1.

Критика и оценка

Достоинства

• Скорость производства: 3D-печать позволила сократить время изготовления ракеты с нескольких лет до нескольких месяцев. Первый экземпляр Terran 1 был построен за 60 дней.
• Снижение стоимости: Отсутствие сложной оснастки и сварки снижало затраты на производство. Компания оценивала стоимость одного запуска Terran 1 в 12 миллионов долларов, что было конкурентоспособно для сверхлёгкого класса.
• Инновационность: Проект продемонстрировал возможность использования аддитивных технологий в ракетостроении, что в будущем может снизить зависимость от традиционных поставщиков.

Недостатки

• Одноразовость: В отличие от многоразовых ракет (Falcon 9, Electron), Terran 1 не могла повторно использоваться, что делало её менее экономичной при регулярных запусках.
• Низкая грузоподъёмность: Максимальная полезная нагрузка в 1,25 тонны ограничивала сферу применения только малыми спутниками. На рынке уже существовали более мощные и дешёвые аналоги (например, Falcon 9 с возвратом ступени).
• Неудачный полёт: Единственный запуск не достиг орбиты, что подорвало доверие потенциальных заказчиков. Компания не успела провести второй полёт, чтобы подтвердить надёжность.

Значение и наследие

Влияние на индустрию

Terran 1 стала первой в мире ракетой-носителем, изготовленной преимущественно методом 3D-печати. Это доказало, что аддитивные технологии могут применяться в космической отрасли не только для прототипирования, но и для серийного производства. Данные, полученные в ходе полёта, используются для улучшения конструкции Terran R.

Сравнение с аналогами

На момент запуска Terran 1 конкурировала с ракетами сверхлёгкого класса: Electron (Rocket Lab), Firefly Alpha (Firefly Aerospace) и LauncherOne (Virgin Orbit, организация признана нежелательной в РФ). По грузоподъёмности Terran 1 превосходила Electron (300 кг) и LauncherOne (500 кг), но уступала Firefly Alpha (1000 кг на НОО). Однако все конкуренты использовали традиционные методы производства.

Планы на будущее

Relativity Space продолжает разработку Terran R, которая будет многоразовой и способной конкурировать с Falcon 9. Первый запуск Terran R запланирован на 2026 год. Компания также строит завод по серийному производству ракет в Лонг-Бич (Калифорния).

Источники

• Relativity Space. «Terran 1 Technical Overview». 2022.
• Berger, Eric. «Relativity Space abandons Terran 1, focuses on larger Terran R». Ars Technica, 2023.
• Clark, Stephen. «Relativity Space’s first Terran 1 rocket reaches space but fails to orbit». Spaceflight Now, 2023.
• Foust, Jeff. «Relativity Space raises $650 million for Terran R development». SpaceNews, 2023.
• «Terran 1». Encyclopedia Astronautica, 2023.