Kosmosetööstus on üks kõrgtehnoloogilisemaid ning selle seisund iseloomustab suuresti riigi tööstuse ja tehnoloogia üldist arengutaset. Venemaa olemasolevad kosmosesaavutused põhinevad enamasti NSV Liidu saavutustel. Nõukogude Liidu lagunemise ajal olid NSV Liidu ja Ameerika Ühendriikide võimalused kosmoses ligikaudu võrreldavad. Seejärel hakkas olukord Vene Föderatsiooni astronautikaga järk -järgult halvenema.
Lisaks Ameerika astronautide rahvusvahelisele kosmosejaamale (ISS) kohaletoimetamise teenustele, mis tekkisid Ameerika Ühendriikide keeldumise tõttu kulukast kosmosesüstikuprogrammist, on Venemaa kõiges Ameerika Ühendriikide suhtes halvem: neid praktiliselt pole edukad suured teadusprojektid, mis on võrreldavad roverite lähetamisega, orbitaalteleskoopide kasutuselevõtuga või kosmoselaevade saatmisega päikesesüsteemi kaugetele objektidele. Erakaubandusettevõtete kiire areng on toonud kaasa Roskosmose osakaalu olulise vähenemise kosmoselennu turul. Ameerika Ühendriikidesse tarnitud Vene RD-180 mootorid asendavad peagi Blue Origini ameeriklase BE-4.
Suure tõenäosusega keelduvad USA tuleval aastal Venemaa kui "kosmosekabiini" teenustest, olles lõpetanud oma mehitatud kosmoseaparaadi testid (kolm mehitatud kosmoseaparaati töötatakse välja samaaegselt).
Viimane kokkupuutepunkt USA ja Venemaa vahel on ISS, mis hakkab lõppema. Kui mõnda Venemaa osalusega siseriiklikku või rahvusvahelist projekti ellu ei viida, muutub Vene kosmonautide orbiidil viibimine äärmiselt episoodiliseks.
Peamine väljakujunenud suundumus, mis peaks lähitulevikus tooma kaasa orbiidile kandevõime kandmise kulude olulise vähenemise, on korduvkasutatavate rakettide loomine. Mingil määral see juba toimub: SpaceXi väljakuulutatud eesmärk on vähendada lasti orbiidile laskmise kulusid kümme korda ja hetkel on olnud võimalik hinda langetada umbes poolteist korda.
Tuleb mõista, et korduvkasutatavad raketid praegusel kujul (esimese etapi naasmisega) on arengu algfaasis. Otsustades teiste kommertsfirmade sellesuunalise huvi vastu, võib suunda pidada äärmiselt paljulubavaks. Läbimurre selles suunas võib olla kaheastmelise kanderaketi (LV) BFR ilmumine koos mõlema astme täieliku korduvkasutusega ja eeldatav lennu usaldusväärsus kaasaegsete lennukilennukite tasemel.
Venemaa kosmosetööstusel on ka mitmeid erineva keerukusega korduvkasutatavate kanderakettide projekte.
Baikal
Üks taaskasutatavate rakettide kõige aktiivsemalt propageeritud projekt on Baikal-Angara. Paljutõotav moodul "Baikal" on Angara kanderaketi esimese etapi korduvkasutatav kiirendi (MRU), mis on välja töötatud GKNPT -des im. Khrunichev.
Sõltuvalt raketi klassist (kerge, keskmine, raske) tuleks kasutada ühte, kahte või nelja korduvkasutatavat Baikali võimendit. Oma kerge versiooni puhul on Baikali kiirendaja tegelikult esimene etapp, mis toob selle versiooni Angara raketi kontseptsiooni lähemale SpaceXi Falcon-9 kontseptsioonile.
Korduvkasutatava kiirendi "Baikal" eripära on õhusõidukite tagastamine. Pärast lahtiühendamist avab "Baikal" laevakere ülaosas pöörleva tiiva ja maandub lennuväljale, samal ajal saab manööverdada umbes 400 km kaugusel.
Disaini on kritiseeritud selle eest, et see on keerukam ja potentsiaalselt vähem tõhus võrreldes ülemereprojektides kasutatava vertikaalse istutamisega. Roskosmose sõnul on horisontaalne maandumismuster vajalik, et tagada võimalus stardikohta naasta, kuid sama võimalus on deklareeritud ka kanderaketi BFR puhul. Ja kanderaketi Falcon-9 esimesed etapid ei ole stardikohast kaugemal kui 600 km, see tähendab, et nende maandumiskohad saab hõlpsasti varustada suhteliselt lühikese vahemaa kaugusel kosmodroomist.
Baikal MRU + Angara kanderaketi kontseptsiooni veel üheks puuduseks võib pidada seda, et keskmise ja raske versiooni korral pöörduvad tagasi ainult kiirendid, kadunud on kanderaketi esimene etapp (kesküksus). Ja nelja MRU maandumine üheaegselt kanderaketi raske versiooni käivitamisel võib põhjustada raskusi.
Baikali-Angara projekti väljatöötamise taustal näevad Angara rakettide peadisaineri Aleksandr Medvedevi avaldused kummalised. Tema arvates saab rakett maanduda reaktiivmootorite abil sissetõmmatavatele tugedele, nagu kanderakett Falcon-9. Raketite Angara-A5V ja Angara-A3V esimeste etappide moderniseerimine maandumistugede, maandumissüsteemi, täiendavate termokaitsesüsteemide ja lisakütusega suurendab nende kaalu umbes 19 protsenti. Pärast läbivaatamist saab Angara-A5V Vostochnõi kosmodroomilt välja võtta 26–27 tonni ja mitte 37 tonni, nagu ühekordses versioonis. Selle projekti elluviimisel peaksid "Angara" abil lasti tõstmise kulud vähenema 22-37%, samas kui kanderakettide esimeste etappide maksimaalset lubatud käivitamist ei ole märgitud.
Võttes arvesse Roscosmose esindajate avaldusi võimaluse kohta koostöös S7 Space’iga luua korduvkasutatavas versioonis kanderakett Sojuz-7, võib järeldada, et korduvkasutatava kanderaketi projekt pole Venemaal veel lõplikult otsustatud. Sellegipoolest töötatakse Baikali MRU projekti järk -järgult välja. Selle arendamisega tegeleb eksperimentaalne masinaehitustehas, mille nimi on V. M. Myasishchev. Demonstraatori katse horisontaallend on planeeritud 2020. aastasse, siis tuleks saavutada kiirus umbes 6,5 m. Tulevikus käivitatakse MRU õhupallilt, 48 km kõrguselt.
Sojuz-7
2018. aasta septembris lahkus ametist Igor Radugin, ülddisaineri esimene asetäitja-raketi- ja kosmoseettevõtte Energia kanderakettide peadisainer, kes juhtis uue Vene kanderaketi Sojuz-5 ja ülikerge raketi väljatöötamist. läks tööle. osaühingusse S7 Space. Tema sõnul plaanib S7 Space luua raketi Sojuz-7, mis põhineb Roscosmose arendataval ühekordselt kasutataval raketil Sojuz-5, mis on omakorda eduka Nõukogude Zeniidi raketi ideoloogiline järeltulija.
Sarnaselt Falcon-9 raketile on ka kanderakett Sojuz-7 plaanitud naasta esimesele etapile, kasutades raketi dünaamilist manöövrit ja vertikaalset maandumist rakettmootorite abil. Sea Launchi platvormile on kavas välja töötada Sojuz-7SL versioon. Sojuz-7 LV mootorina on kavas kasutada tõestatud mootorit RD-171 (suure tõenäosusega selle modifikatsiooni RD-171MV), mida saab kasutada kuni kakskümmend korda (10 lendu ja 10 põletust). S7 Space plaanib oma arenduse ellu viia 5-6 aasta jooksul. Hetkel võib kanderakett Sojuz-7 pidada korduvkasutatava kanderaketi kõige realistlikumaks projektiks Venemaal.
Teia
Ettevõte "Lin Industrial" kavandab üliväikest suborbitaalset raketti "Teia", mille eesmärk on startida 100 km tingimusliku ruumi piirini ja seejärel tagasi pöörduda.
Vaatamata projekti tagasihoidlikele omadustele võib see pakkuda tehnoloogiaid, mis on vajalikud tulevikus kõrgemate omadustega kanderaketi loomiseks, eriti kuna Lin Industrial töötab samaaegselt ühekordselt kasutatava üliväikese kanderaketi Taimyr projekti kallal.
Kroon
Üheks huvitavamaks ja uuenduslikumaks projektiks võib pidada korduvkasutatavat üheastmelist vertikaalset õhkutõusmis- ja maandumisraketti "Korona", mille töötas välja V. I. nimeline Riiklik Raketikeskus (GRT). Makeev aastatel 1992–2012. Projekti arenedes kaaluti kanderaketi Korona paljusid variante, kuni moodustati kõige optimaalsem lõppversioon.
Kanderaketi Korona lõplik versioon on kavandatud kandma 6-12 tonni kaaluvat kasulikku koormust umbes 200–500 km kõrgusele madalikule orbiidile. Eeldatakse, et kanderaketi stardimass on 280–290 tonni. Mootor pidi vesinik + hapnik kütusepaaril kasutama kiil-õhk-vedelik-raketikütuse rakettmootorit (LRE). Orbiidil oleva kosmoselaeva "Buran" täiustatud termilist kaitset tuleks kasutada termilise kaitsena.
Kere telje sümmeetriline kooniline kuju on suurel kiirusel liikudes hea aerodünaamikaga, mis võimaldab kanderaketil Korona maanduda stardikohas. See omakorda võimaldab käivitada Korona LV nii maismaal asuvatelt kui ka avamereplatvormidelt. Atmosfääri ülemistes kihtides laskumisel teostab kanderakett aerodünaamilist pidurdamist ja manööverdamist ning viimases etapis, maandumispaigale lähenedes, pöörab ta tahapoole ja maandub, kasutades raketimootorit sisseehitatud amortisaatoritel. Arvatavasti saab kanderaketti Korona kasutada kuni 100 korda, vahetades üksikuid konstruktsioonielemente iga 25 lennu järel.
Arendaja sõnul kulub proovitoimingu staadiumisse sisenemiseks umbes 7 aastat ja 2 miljardit dollarit, mitte niivõrd sellise revolutsioonilise kompleksi saamise võimaluse osas.
Praegu annavad neile brutoregistertasud. Makeevit võib pidada üheks kõige pädevamaks ettevõtteks raketi valdkonnas, mis säilitas oma potentsiaali nii palju kui võimalik pärast NSV Liidu kokkuvarisemist. Just nemad lõid ühe tõhusaima mandritevahelise ballistilise raketi Sineva ja neile usaldati Sarmat ICBM loomine, mis asendab kuulsa Saatana. Sarmati ICBM-i loomise lõpuleviimine aastatel 2020–2021 avab võimaluse meelitada SRC-d Makeev kosmoseprojektide jaoks.
Rääkides Korona projekti puudustest, võib eeldada, et need on eelkõige vajadus luua infrastruktuur vedela vesiniku tarnimiseks ja ladustamiseks, samuti kõik selle kasutamisega seotud probleemid ja riskid. Võimalik, et parim lahendus oleks loobuda kanderaketi Korona üheastmelisest skeemist ja rakendada kaheastmeline täielikult korduvkasutatav metaankütusega kompleks. Näiteks väljatöötatud hapniku-metaanimootori RD-169 või selle modifikatsioonide põhjal. Sellisel juhul võiks esimest etappi kasutada eraldi, et tuua konkreetne kasulik koormus umbes 100 km kõrgusele.
Teisest küljest ei saa vedelat vesinikku raketikütusena suure tõenäosusega vältida. Paljudes projektides, sõltuvalt sellest, kas esimene etapp on metaanil või petrooleumil, kasutatakse teises etapis vesinik-hapnikumootoreid. Selles kontekstis on asjakohane meenutada kolmekomponentseid mootoreid, milleks on näiteks keemilise automaatika projekteerimisbüroo (KBKhA) välja töötatud kahemoodiline kolmekomponentne mootor RD0750. Esimeses režiimis töötab mootor RD0750 hapnikul ja petrooleumil, millele on lisatud 6% vesinikku, teisel - hapnikul ja vesinikul. Sellist mootorit saab rakendada ka vesiniku + metaani + hapniku kombinatsiooni jaoks ja on võimalik, et see osutub veelgi lihtsamaks kui petrooleumi versioonis.
Baikal-Angara, Sojuz-7 või Korona?
Milline neist projektidest võiks olla Venemaa esimene korduvkasutatav rakett? Vaatamata oma populaarsusele võib Baikali-Angara projekti pidada kõige vähem huvitavaks. Esiteks jätab väga pikaajaline kära kanderakettidega "Angara" juba oma jälje ja teiseks tekitab palju küsimusi ka MRU lennukiga tagastamise kontseptsioon. Kui me räägime lihtsast variandist, kui MRU on tegelikult esimene etapp, siis kuhu iganes see ka ei läinud, aga kui me räägime keskmise ja raske variandidest kahe / nelja MRU -ga ning esimese ja teise etapi kaotusest, siis idee näeb välja väga imelik. Kõnelused kanderaketi "Angara" vertikaalsest maandumisest jäävad tõenäoliselt selliseks või saavad teoks siis, kui muu maailm juba antigravitatsioonil või antimaterjalil lendab.
Osaühingu S7 Space korduskasutatava versiooni loomine koostöös Roskosmosega eraettevõtte S7 Space poolt tundub optimistlikum, seda enam, et kavandatav ülikerge kanderaketi Yenisei ehitatakse samadele mootoritele, mis võimaldab potentsiaalselt üle kanda "korduvkasutatavaid" tehnoloogiaid. Sellegipoolest meenutades eepost "Yo-mobile" abil ja see projekt võib minna ajaloo prügikasti. Teine probleem on hapniku-petrooleumimootorite esialgne kasutamine kanderakettide Sojuz-5, Sojuz-7 ja Jenissei projektides. Metaani kui raketikütuse eelised ja väljavaated on ilmsed ning on vaja koondada jõupingutused sellele tehnoloogiale üleminekule - kurnatud korduvkasutatava metaanrakettmootori loomisele, selle asemel et luua järgmine "maailma võimsaim" hapnik -petrooleumimootor, mis ei ole enam asjakohane 5-10 aasta pärast …
Projekti "Crown" võib selles olukorras vaadelda kui "tumedat hobust". Nagu eespool mainitud, SRC neid. Makeeval on kõrged pädevused ja sobiva rahastamise korral oleks ta võinud ajavahemikul 2021–2030 pärast Sarmati rahvusvahelise õhutranspordi raamistiku loomist luua korduvkasutatava üheastmelise või kaheastmelise kanderaketi. Kõigist võimalikest valikutest võib Korona projekt olla potentsiaalselt kõige uuenduslikum, mis suudab luua aluse järgmiste kanderakettide põlvkondadele.
Korduvkasutatava kanderaketi Falcon-9 välimus näitas, et uus lahing kosmose pärast on alanud ja me jäime sellest lahingust kiiresti maha. Pole kahtlust, et olles saanud ühepoolsed eelised kosmoses, alustavad USA ja võib -olla ka Hiina sellele järgnevat kiiret militariseerimist. Korduvkasutatavate kanderakettide pakutavad kandevõime orbiidile laskmise madalad kulud muudavad ruumi kaubandussektori jaoks atraktiivseks investeeringuks, õhutades kosmosesõitu veelgi.
Seoses ülaltooduga tahaksin loota, et meie riigi juhtkond mõistab kosmosetehnoloogia arendamise tähtsust, kui mitte tsiviil-, siis vähemalt sõjaliste rakenduste kontekstis, ning investeerib vajalikud vahendid paljulubava kosmose arendamisse. tehnoloogiaid, mitte teise staadioni või lõbustuspargi ehitamisel, tagades asjakohase kontrolli nende kavandatud kasutamise üle.
