Как и большинство орбитальных ракет-носителей, Falcon 9 на самом деле представляет собой две ракеты, механически соединенные в одну. Нижняя, большая, ракета называется первой ступенью, или бустером. У Falcon 9 она оснащена девятью двигателями и огромными топливными баками, в которые закачиваются тысячи килограммов горючего и окислителя. Поверх нее установлена еще одна ракета, называемая второй ступенью, оснащенная всего одним двигателем. Еще выше, над второй ступенью, располагается полезный груз, который нужно вывести на орбиту, – это может быть один массивный спутник, или десяток спутников помельче, или космический корабль Dragon. Сверху полезный груз защищается носовым конусом – обтекателем.
Самая тяжелая работа достается первой ступени, которой приходится поднимать собственный вес, вторую ступень и полезный груз, преодолевая земную гравитацию и пробиваясь сквозь атмосферу. Работа первой ступени облегчается по мере приближения к так называемой линии Кармана – условной границе космоса, находящейся на высоте примерно 100 км над уровнем моря. Примерно там на скорости в четыре раза больше скорости звука разделяются ступени. Этот технический термин не отражает всей драмы происходящего: после того как первая ступень отключает маршевые двигатели, пневматические толкатели отбрасывают ее от второй ступени, и не нужная больше нижняя ракета с пустыми баками падает на землю. Вторая ступень включает свой двигатель и продолжает нести полезный груз дальше в космос, на высоту от 400 до 37 000 км над землей. Если ракета запускается с мыса Канаверал, ее первая ступень падает в океан. В Китае, где проблема безопасности не входит в число приоритетов космической программы, первые ступени обычно падают на деревни, и местное население с удовольствием позирует на фоне огромных алюминиевых конструкций, рухнувших в лучшем случае поперек дороги{2}.
Маск не собирался разбрасываться своим имуществом подобным образом. Он решил, что его компания станет возвращать первые ступени на землю и использовать их повторно. После разделения первая ступень будет включать двигатели и медленно опускаться в атмосферу на подушке из горячих газов, корректируя свое положение в воздухе четырьмя решетчатыми рулями, размещенными по бокам наподобие коротких крылышек. На высоте несколько сотен метров над землей ракета будет выдвигать огромные «ноги», как в научно-фантастических фильмах 1950-х годов, и плавно опускаться на посадочную площадку, отключая двигатели в нескольких дюймах от земли.
По крайней мере, так было задумано. К моменту седьмого полета на МКС SpaceX уже несколько раз имитировала посадку своих ракет на воду, чтобы отработать контролируемый спуск и научиться приводить ракету в расчетную точку над океаном. Следующим этапом было приземление на морские посадочные платформы. Они представляли собой огромные баржи без экипажа – нахождение людей на борту во время посадки ракеты сочли слишком опасным. И действительно: первые две попытки посадить ракету на баржу закончились грандиозными взрывами. Тем не менее каждая неудача позволяла команде SpaceX еще больше узнать о тонкостях работы посадочных систем и усовершенствовать управляющие ракетой компьютерные алгоритмы. В ходе предыдущего полета за два месяца до описываемых событий ракета фактически приземлилась на плавучую платформу. Но из-за неучтенного бокового импульса она не сумела устоять и – на глазах сотен тысяч зрителей, наблюдавших за посадкой в прямом эфире, – мучительно медленно завалилась на бок и эффектно взорвалась. Многочисленные фанаты аплодировали дерзости SpaceX. Руководство НАСА содрогалось.
На этот раз Маск был уверен, что все пройдет без сучка без задоринки. Он даже рискнул публично предсказать успешную посадку, хотя мало кто за пределами компании в это верил. Должностные лица НАСА были шокированы не столько неудачными попытками посадок, которые SpaceX не стеснялась транслировать на весь мир в прямом эфире, сколько самим подходом компании к испытанию своих многоразовых ракет: вместо того чтобы использовать для этого чисто экспериментальные запуски, компания отрабатывала технологию приземления в ходе коммерческих миссий для своих клиентов. Почему бы и нет? Теоретически после того, как первая ступень доставляла вторую с полезным грузом на расчетную высоту и те продолжали свой путь в космос, ничто не мешало ей выполнить дополнительную задачу – вернуться на землю. Но традиционное ракетостроительное сообщество крайне настороженно относилось к такому итеративному подходу: малейшее изменение формы ракеты или конструкции сложных гидравлических систем двигателей могло повлиять на характеристики системы в целом и повлечь за собой непредсказуемые последствия. Ракеты редко взрываются из-за грубых ошибок. Бич ракетостроения – мелкие оплошности и просчеты.
Как бы то ни было, девиз SpaceX «испытывай, как оно летает» стал еще одним ключевым фактором, отличавшим молодую аэрокосмическую компанию от традиционных игроков рынка, на чью долю пирога она покушалась. Это была блестящая стратегия: компания зарабатывала деньги даже на экспериментальных запусках. В IT-индустрии разработчики программного обеспечения стандартно используют этот подход: они выпускают так называемый минимально жизнеспособный продукт и немедленно начинают его улучшать, тестируя на практике и получая обратную связь от пользователей. Но может ли такой итеративный поход работать не с виртуальными продуктами, а с гигантскими машинами, наполненными тоннами взрывоопасных компонентов?
Итак, обратный отсчет на стартовом столе приближался к нулю. За пять минут до запуска руководитель полета и пусковая команда проверили телеметрические данные с двигателей, бортовых систем ракеты и корабля Dragon, показания систем стартового стола, метеоданные и даже траекторию полета до космической станции. Все системы работали в штатном режиме. Высокая башня, на техническом жаргоне – «ферма», удерживавшая ракету в вертикальном положении, отсоединилась и отклонилась в сторону. За минуту до окончания обратного отсчета операторы передали управление ракетой ее бортовым компьютерам. За несколько секунд до зажигания двигателей на стартовый стол из огромных труб хлынули потоки воды. Вода поглощает звуковые волны, генерируемые работающими двигателями, чтобы сильная вибрация не разрушила ракету на части.
«Пять, четыре, три, два, один, ноль. Пуск!»
В клубах белого дыма ракета оторвалась от стартового стола. Мучительно медленно, выбрасывая из своих девяти двигателей мощный поток огня, она поднималась в небо.
«Первая ступень, полет штатный».
Через 30 секунд ракета ненадолго исчезла в облаках, потом появилась снова. Спустя минуту полета она уже преодолела скорость звука, а еще через 30 секунд достигла так называемого момента max Q – фазы полета, когда сопротивление атмосферы и земная гравитация вкупе с колоссальной скоростью подвергают конструкцию ракеты максимальным нагрузкам. Поднявшись выше 20 км, ракета летела