Как Илон Маск год крысы встречал
В сети гуляют видео и сообщения с заголовками "По ракете SpaceX бегает мышь/крыса во время запуска". Например вот. "Нелетальщики" и "плоскоземельцы" ликуют, мол "они не додумались дератизировать ангар где всё снимают". Даже простые люди восприняли это как очередной прикол от Маска на тему наступающего года крысы по китайскому календарю. Я смотрю каждый стрим запусков SpaceX начиная с запуска JCSAT-14 в 2016-м году, когда первая ступень второй раз успешно села на платформу. Я уже давно знаю визуальные эффекты, которые можно наблюдать во время запуска. И я не потерплю распространения откровенных фейков, основных на неверной интерпретации визуального ряда.
Для начала, немного о конструкции двигателя второй ступени Falcon 9. Это двигатель Merlin 1D Vacuum, представляющий собой модификацию двигателя Merlin 1D, которая стоит на первой ступени, но с увеличенным сопловым насадком. Он служит для увеличения эффективности двигателя в вакууме, где ему не будет мешать атмосферное давление. Работает это так (сразу скажу, я не специалист в этом): расширяясь в сопле двигателя выхлопные газы оказывают давление на стенки сопла, порождая силу, толкающую двигатель вперёд. Но раз они расширяются, то давление в струе падает и, если двигатель работает в атмосфере, это давление может стать сравнимым с атмосферным. В этот момент поток отрывается от стенок сопла и перестаёт оказывать полезное действие. В вакууме-же, где внешнего давления нет, можно сделать сопло таким большим, каким нам позволят материалы и конструкция самой ракеты. Но в ракетных двигателях соплом, как правило, называют то, что охлаждается текущим по внутристенным каналам топливом. Делать огромное сопло нерационально, оно не всё нуждается в охлаждении. Поэтому охлаждающие каналы проводят только в самых горячих областях, ближе к основанию - критическому сечению, а дальше делают сопловой насадок из лёгких и жаропрочных материалов.
Конечный диаметр соплового насадка Merlin 1D Vacuum сравним с диаметром самой ракеты, а ведь на первой ступени того-же диаметра стоит аж 9 двигателей Merlin 1D.
Момент разделения ступеней. Хорошо различимы размеры двигателя второй ступени.
Хотя сопловый насадок обычно не нуждается в охлаждении иногда его всё же охлаждают, для облегчения режима работы и повышения надёжности. В Merlin 1D Vacuum это реализовано следующим образом: отработавшие разы из газовой турбины, которая вращает турбонаносы, сбрасывают вдоль стенок соплового насадка. Эти газы имеют меньшую температуру, чем газы из камеры сгорания, и образуют защитный слой предохраняющий сопловый насадок от излишнего нагрева. Так же именно они создают эффект видимого пламени в выхлопе двигателя второй ступени, так как режим сгорания в газовой турбине не оптимальный, порождающий много сажи, которая и светится в выхлопе из-за своей температуры.
Труба для сброса разов имеет сужающийся диаметр, что бы давление внутри оставалось постоянным по мере выброса газов в насадок. Это порождает небольшой уклон.
Семейство двигателей Merlin. Справа новейшая модификация 1D и её вакуумная версия.
А теперь вернёмся к крысам.
Видео запуска, запуск в 15:00, разделение ступеней в 17:38
На видео можно увидеть что на двигателе второй ступени работают несколько дренажей. Один мощный и пара слабых. Что именно сбрасывается непонятно. Сильный дренаж может быть сбросом вскипевшего кислорода или гелия. Малые, возможно, могут быть предназначены для дегазации внутренних полостей двигателя и ракеты. В условиях вакуума выходящие газы мгновенно охлаждаются до температуры замерзания и формируют кусочки льда, которые падая с дренажей оседают на трубе сброса отработавших газов из турбины в сопловых насадок. Почему оседают? Так ведь двигатель работает, ракета ускоряется, это эквивалентно действующей силе тяжести. Почему не тают? Вот это сложный вопрос для меня, труба очевидно должна быть сильно раскалённой. Но возможно, что из-за эффекта Лейденфроста, формирования тонкого газового слоя в месте контакта, и низкой теплопроводности льда они живут достаточное время для образования заметных кучек льда имея консистенцию снега.
Момент падения кусочков льда на трубу сброса газов - 18:37
На упавший кусочек льда продолжает намерзать газ из дренажа, но пока он удерживается на наклонной трубе сброса газов. Но со временем его вес станет слишком большим для удержания на трубе и он начинает сползать. Крыса побежала.
Время - 20:02
Через некоторое время за "крысой" последует второй кусочек льда. "Крыса" остаётся неподвижной.
Время - 20:23
С другой стороны двигателя, из дренажа тоже сыпятся кусочки льда.
Нарезка фото демонстрирующая двигатель до падения льда, после, затем после "пробега крысы" и незадолго до отключения, когда лёд растаял.
Думаю этого всего достаточно что бы показать что никаких крыс по двигателю не бегает. Сюда же относятся сообщения о наблюдении разных "мух", "птиц" и прочих НЛО на видео с садящейся первой ступени. От неё отваливается много намёрзшего льда, который болтаясь в невесомости может выглядеть странно. Наше зрения порой бывает обманчиво, особенно если мы сам хотим найти что-то необычное. Нужно не цепляться к одному моменту, а проверять всё что с ним связано и порой даже самая странная вещь оказывается вполне обычной, но просто снятой с необычного ракурса и в необычных обстоятельствах.
Дополнение
В других запусках можно было наблюдать как возле дренажа образуются просто огромные куски льда
Запуск Eutelsat/ABS - 25-я минута
Запуск Echostar XXIII - 44-я минута
Отличный комментарий!