Pärast üsna valjuhäälselt avalikustatud õnnetusi, milles osalesid Venemaa raketid Proton, võib öelda, et kosmosetööstuse tegelikust olukorrast kirjutamine on muutunud isegi sündsusetuks. Venemaa kosmoseprogramm ei puuduta aga ainult satelliitide ja kosmosejaamade õnnetusi ja katastroofe, vaid ka tõeliselt hämmastavaid projekte, mis on üsna paljutõotavad ja läbivad edukalt oma disaini tee. See keskendub korduvkasutatavatele raketi- ja kosmosesüsteemidele (MRKS-1), mille mudelitestid algasid TsAGI-s.
Mitte nii kaua aega tagasi avaldas TsAGI pressikeskus selle mudeli pildi. Selle välimus meenutab paljusid korduvkasutatavaid kosmoselaevu, nagu Ameerika kosmosesüstik või meie "Buran". Kuid väline sarnasus, nagu elus sageli juhtub, on petlik. MKRS-1 on täiesti erinev süsteem. See rakendab põhimõtteliselt teistsugust ideoloogiat, mis erineb kvalitatiivselt kõigist varem rakendatud kosmoseprojektidest. Oma olemuselt on see korduvkasutatav kanderakett.
MRKS-1 projekt on osaliselt korduvkasutatav vertikaalse stardi kanderaketti, mis põhineb korduvkasutataval kruiisi esimesel etapil, võimendusplokkidel ja ühekordselt kasutatavatel teistel etappidel. Esimene etapp viiakse läbi vastavalt lennuki skeemile ja on pööratav. See naaseb lennukirežiimis stardialasse ja teeb horisontaalse maandumise 1. klassi lennuväljadel. Raketisüsteemi 1. astme tiibadega korduvkasutatav plokk varustatakse korduvkasutatavate vedelkütuserakettidega (LPRE).
Praegu on Riigi teadus- ja tootmiskeskus nime saanud Khrunichev, projekteerimine ning arendus- ja uurimistöö tehnilise välimuse ning korduvkasutatava raketi- ja kosmosesüsteemi tehniliste omaduste väljatöötamise ja põhjendamise osas on täies hoos. See süsteem luuakse föderaalse kosmoseprogrammi raames koostöös paljude seotud ettevõtetega.
Räägime siiski veidi ajaloost. Esimese põlvkonna korduvkasutatavad kosmoseaparaadid hõlmavad 5 Space Shuttle tüüpi kosmoseaparaati, samuti mitmeid kodumaiseid arendusi seeriast BOR ja Buran. Nendes projektides püüdsid nii ameeriklased kui ka nõukogude spetsialistid ise ehitada korduvkasutatavat kosmoseaparaati (viimane etapp, mis lastakse otse kosmosesse). Nende programmide eesmärgid olid järgmised: märkimisväärse koguse kandevõime tagastamine kosmosest, kasuliku koorma kosmosesse laskmise kulude vähendamine, kallite ja keerukate kosmoseaparaatide korduvkasutuseks säilitamine, võimalus korduvkasutatavat etappi sageli käivitada.
Korduvkasutatavate kosmosesüsteemide 1. põlvkond ei suutnud aga oma probleeme piisava efektiivsusega lahendada. Kosmosele juurdepääsu ühikuhind osutus ligikaudu 3 korda kõrgemaks kui tavalised ühekordselt kasutatavad raketid. Samal ajal ei suurenenud kasulikku koormust kosmosest oluliselt. Samal ajal osutus korduvkasutatavate etappide kasutamise ressurss oluliselt väiksemaks kui arvutatud, mis ei võimaldanud nende laevade kasutamist tihedas kosmoselennu ajakavas. Selle tulemusel toimetatakse tänapäeval nii satelliidid kui ka astronaudid maakera lähedasele orbiidile, kasutades ühekordselt kasutatavaid raketisüsteeme. Ning pole üldse midagi, mis tagaks kallite seadmete ja sõidukite tagasipöördumise maa-lähedalt orbiidilt. Ainult ameeriklased tegid endale väikese automaatlaeva X-37B, mis oli mõeldud sõjalisteks vajadusteks ja mille kandevõime oli alla 1 tonni. Kõigile on ilmne, et kaasaegsed korduvkasutatavad süsteemid peaksid kvalitatiivselt erinema 1. põlvkonna esindajatest.
Venemaal käib töö mitme korduvkasutatava kosmosesüsteemi kallal. Siiski on selge, et kõige lootustandvam on nn lennundussüsteem. Ideaalis tõuseks kosmoseaparaat lennuväljalt nagu tavaline lennuk, siseneks madalmaa orbiidile ja naaseks tagasi, tarbides ainult kütust. See on aga kõige keerulisem variant, mis nõuab palju tehnilisi lahendusi ja eeluuringuid. Seda võimalust ei saa ükski kaasaegne riik kiiresti rakendada. Kuigi Venemaal on seda tüüpi projektide jaoks üsna suur teaduslik ja tehniline reserv. Näiteks "kosmoselennuk" Tu-2000, millel oli üsna üksikasjalik uuring. Selle projekti elluviimist ühel ajal takistas rahastamise puudumine pärast NSV Liidu kokkuvarisemist 1990ndatel, samuti mitmete kriitiliste ja keeruliste komponentide puudumine.
Samuti on olemas vaheversioon, milles kosmosesüsteem koosneb korduvkasutatavast kosmoselaevast ja korduvkasutatavast võimendusastmest. Selliste süsteemidega tegeleti juba NSV Liidus, näiteks spiraalsüsteemiga. On ka palju uuemaid arenguid. Kuid isegi see korduvkasutatava kosmosesüsteemi skeem eeldab üsna pikka disaini- ja uurimistöö tsüklit paljudes valdkondades.
Seetõttu on Venemaal põhirõhk programmis MRKS-1. See programm tähistab 1. etapi korduvkasutatavaid raketi- ja kosmosesüsteeme. Vaatamata sellele "esimesele etapile" on loodud süsteem väga funktsionaalne. Lihtsalt üsna suure üldprogrammi raames uusimate kosmosesüsteemide loomiseks on sellel programmil selle lõplikuks rakendamiseks kõige lähemad tähtajad.
Projekti MRKS-1 pakutud süsteem on kaheastmeline. Selle põhieesmärk on käivitada maakera lähedasele orbiidile absoluutselt kõik olemasolevad ja loomisel olevad kosmoseaparaadid (transport, mehitatud, automaat), mis kaaluvad kuni 25–35 tonni. Orbiidile paigutatud kandevõime on suurem kui prootonitel. Põhiline erinevus olemasolevatest kanderakettidest on siiski erinev. MRKS-1 süsteem ei ole ühekordselt kasutatav. Selle esimene etapp ei põle atmosfääris ega lange maapinnale prahikogumiku kujul. Pärast 2. etapi (mis on ühekordne) ja kandevõime kiirendamist maandub 1. etapp nagu 20. sajandi kosmosesüstikud. Tänapäeval on see kõige paljutõotavam viis kosmosetranspordisüsteemide arendamiseks.
Praktikas on see projekt praegu loodava ühekordselt kasutatava kanderaketi Angara järkjärguline moderniseerimine. Tegelikult sündis projekt MRKS-1 ise GKNPT-de edasiarendusena im. Khrunichev, kus koos MTÜ-ga Molniya loodi kanderakett Angara korduvkasutatav 1. astme võimendi, mis sai nimetuse Baikal (esmakordselt näidati Baikali mudelit MAKS-2001). Baikal kasutas sama automaatset juhtimissüsteemi, mis võimaldas nõukogude kosmosesüstikul Buran lennata ilma meeskonnata pardal. See süsteem toetab lendu kõigil selle etappidel - alates stardist kuni sõiduki maandumiseni lennuväljal kohandatakse seda süsteemi MRKS -1 jaoks.
Erinevalt Baikali projektist ei ole MRKS-1 kokkuklapitavad lennukid (tiivad), vaid jäigalt paigaldatud. See tehniline lahendus vähendab eriolukordade tõenäosust, kui sõiduk siseneb maandumistrajektoorile. Kuid hiljuti testitud korduvkasutatava kiirendi disain muutub endiselt. Nagu märkis TsAGI kiirlennukite aerotermodünaamika osakonna juhataja Sergei Drozdov, olid spetsialistid "üllatunud tiiva keskosa suurtest soojusvoogudest, mis toovad kahtlemata kaasa lennuki konstruktsiooni muutmise". Selle aasta septembris-oktoobris läbivad MRKS-1 mudelid rea katseid transoonilistes ja hüpersoonilistes tuuletunnelites.
Selle programmi rakendamise teises etapis on kavas muuta teine etapp korduvkasutatavaks ning kosmosesse lastava kandekoorma mass peab kasvama 60 tonnini. Kuid isegi ainult 1. etapi korduvkasutatava kiirendi väljatöötamine on juba tõeline läbimurre kaasaegsete kosmosetranspordisüsteemide väljatöötamisel. Ja kõige tähtsam on see, et Venemaa liigub selle läbimurde suunas, säilitades samal ajal oma staatuse ühe maailma juhtiva kosmosejõuna.
Tänapäeval peetakse MRKS-1 universaalseks mitmeotstarbeliseks sõidukiks, mis on ette nähtud kosmoseaparaatide ja mitmesuguste kasulike koormuste, mehitatud ja kaubalaevade maapealsele orbiidile, mehitatud ja kaubalaevade saatmiseks inimkonna maavälise kosmoseuuringute, Kuu ja Marss, aga ka teised meie päikesesüsteemi planeedid. …
MRKS-1 koosseis sisaldab korduvkasutatavat raketiüksust (VRB), mis on korduvkasutatav I astme võimendaja, ühekordne II astme võimendaja, samuti kosmoselahingpea (RGC). VRB ja II astme kiirendusdokk dokkivad üksteisega partii skeemis. Tehakse ettepanek ehitada erineva kandevõimega MRCS -i modifikatsioone (madala referentsorbiidile tarnitava lasti mass 20–60 tonni), võttes arvesse ühtset I ja II astme kiirendit, kasutades ühte maapinna kompleksi. See võimaldab pikas perspektiivis tagada praktikas tööjõumahu vähenemise tehnilises asendis, maksimaalse seeriatootmise ja võimaluse arendada majandusmõjusat kosmosekandjate perekonda põhimoodulite alusel.
Erineva kandevõimega perekonna MRKS-1 väljatöötamine ja ehitamine, mis põhineb ühtsetel ühekordselt kasutatavatel ja korduvkasutatavatel etappidel, mis vastavad täiustatud kosmosetranspordisüsteemide nõuetele ja on võimelised lahendama ülesandeid käivitada nii ainulaadseid kalleid kui ka seeriaobjekte väga kõrge kasutegur ja töökindlus.kosmoselaevad võivad saada väga tõsiseks alternatiiviks paljudes uue põlvkonna kanderaketites, mis hakkavad 21. sajandil pikka aega töös olema.
Praegu on TsAGI spetsialistidel juba õnnestunud hinnata MRKS-1 esimese etapi kasutamise ratsionaalset mitmekesisust, samuti tagastatud raketiüksuste demonstrantide võimalusi ja nende rakendamise vajadust. Tagastatud 1. etapp MRKS-1 tagab kõrge turvalisuse ja töökindluse ning loobub täielikult eraldatavate osade alla jäävate alade eraldamisest, mis suurendab oluliselt paljutõotavate kommertsprogrammide rakendamise tõhusust. Eelnimetatud eelised Venemaale tunduvad olevat äärmiselt olulised, nagu ka ainsale riigile maailmas, kus on olemasolevate ja paljutõotavate kosmodroomide asukoht mandril.
TsAGI usub, et projekti MRKS-1 loomine on kvalitatiivselt uus samm paljulubavate korduvkasutatavate kosmosesõidukite kavandamisel orbiidile laskmiseks. Sellised süsteemid vastavad täielikult raketi- ja kosmosetehnoloogia arengutasemele XXI sajandil ning neil on oluliselt kõrgemad majandusliku efektiivsuse näitajad.
