I dag er imidlertid penetrasjon i dypt rom, erklært i de russiske og amerikanske avanserte romprogrammene, ulikt knyttet til opprettelsen av pålitelige, økonomiske, multifunksjonelle transportsystemer, som aktiviteter i verdensrommet. Videre må de være egnet for å løse et svært bredt spekter av sivile og militære oppgaver. Tilsynelatende bør Russland ta hensyn til etableringen av gjenbrukbar romtungtransport.
I dag har den russiske romtanken endelig omorientert seg til langdistansekspedisjoner. Vi snakker om en faset utforskning av månen - et program som ikke har blitt returnert på 40 år. I en fjern fremtid - bemannede flyreiser til Mars. I dette tilfellet vil vi ikke diskutere de ovennevnte programmene, men merk at vi ikke kan klare oss uten tunge oppskytningsbiler som kan skyte hundrevis av tonn nyttelast i lav bane.
Angara og Yenisei
Det militære aspektet går heller ingen steder. Grunnelementet i det amerikanske rom missilforsvarssystemet, som allerede har blitt praktisk talt en realitet, vil være et transportsystem som er i stand til å levere mange kampplattformer, observasjons- og kontrollsatellitter til jordens bane. Det bør også sørge for forebygging og reparasjon av disse kjøretøyene direkte i verdensrommet.
Generelt er det designet et system med kolossalt energipotensial. Tross alt har bare en kampplattform med en 60 megawatt hydrogenfluoridlaser en estimert vekt på 800 tonn. Men effektiviteten til styrte energivåpen kan bare være høy hvis flere slike plattformer er utplassert i bane. Det er klart at den totale lastomsetningen for den neste serien "star wars" vil beløpe seg til titusenvis av tonn, som systematisk må leveres til rom nær jord. Men det er ikke alt.
I dag spiller romrekognoseringskomplekser en nøkkelrolle i bruken av våpen med høy presisjon på jorden. Dette tvinger både USA og Russland til stadig å øke og forbedre sine orbitale grupperinger. Videre krever den høyteknologiske naturen til romfartøyer samtidig å sørge for orbitale reparasjoner.
Men tilbake til månens tema. I slutten av januar, da planene for en omfattende undersøkelse av månen med utsikt til å utplassere en bebodd base der, snakket lederen for det innenlandske romfartsselskapet Energia, Vitaly Lopota, om muligheten for et fly til månen fra synspunkt på lanseringskjøretøyer.
Å sende ekspedisjoner til månen er umulig uten opprettelse av supertunge lanseringskjøretøyer med en nyttelastkapasitet på 74-140 tonn, mens den kraftigste russiske Proton-raketten setter 23 tonn i bane. For å fly til månen og gå tilbake, trenger du en to-lansering-to raketter med en bæreevne på 75 tonn, en enkelt-lansering flytur til månen og tilbake uten landing er 130–140 tonn. Hvis vi tar en 75-tonns rakett som base, så er et praktisk oppdrag til månen med landing en plan for åtte oppskytninger. Hvis raketten har en bæreevne på mindre enn 75 tonn, som de antyder - 25-30 tonn, blir utviklingen av til og med månen absurd, sa Lopota ved Royal Readings ved Bauman Moskva statlige tekniske universitet.
Denis Lyskov, statssekretær, viseleder i Roscosmos, snakket om behovet for å ha en tung transportør i midten av mai. Han sa at Roskosmos for tiden, sammen med Russian Academy of Sciences, forbereder et romforskningsprogram, som vil bli en integrert del av det neste føderale romprogrammet i Russland for 2016–2025. For å virkelig snakke om et fly til månen trenger vi en super-tung klassebærer med en bæreevne på omtrent 80 tonn. Nå er dette prosjektet på utviklingsstadiet, i nær fremtid vil vi utarbeide nødvendige dokumenter for å sende dem til regjeringen, understreket Lyskov.
Til dags dato er den største russiske raketten i drift Proton, med en nyttelast på 23 tonn i lav bane og 3,7 tonn i geostasjonær bane. Russland utvikler for tiden Angara -familien av missiler med en nyttelastkapasitet på 1,5 til 35 tonn. Dessverre har etableringen av denne teknologien blitt til en virkelig langsiktig konstruksjon, og den første lanseringen har blitt utsatt i mange år, blant annet på grunn av uenigheter med Kasakhstan. Nå er det forventet at "Angara" vil fly i begynnelsen av sommeren fra Plesetsk kosmodrom i en lys konfigurasjon. Ifølge sjefen for Roscosmos er det planer om å lage en tung versjon av Angara, som er i stand til å lansere en 25 tonn nyttelast i lav bane.
Men slike indikatorer, som vi ser, er langt fra tilstrekkelige for implementeringen av programmet for interplanetære flyvninger og leting etter dype rom. På Royal Readings sa sjefen for Roscosmos, Oleg Ostapenko, at regjeringen forberedte et forslag om å utvikle en supertung rakett som kunne skyte last som veide over 160 tonn til en lav bane. - Dette er en skikkelig utfordring. Når det gjelder og høyere tall, - sa Ostapenko.
Det er vanskelig å si hvor snart disse planene vil bli virkelighet. Likevel har den innenlandske rakettindustrien en viss reserve for etablering av tung romfartstransport. På slutten av 1980-tallet var det mulig å lage et tungt væskedrivende oppskytningsbil Energia, som var i stand til å lansere en nyttelast på opptil 120 tonn i en lav bane. Hvis vi snakker om fullstendig gjenopplivning av dette programmet, er det ikke nødvendig ennå, så er det definitivt utkast til design av en tung transportør basert på Energia.
Hoveddelen av Energia kan brukes på den nye raketten - den vellykkede RD -0120 LPRE. Egentlig eksisterer prosjektet med en tung rakett som bruker disse motorene ved Khrunichev Space Center, som er hovedorganisasjonen for produksjonen av vårt eneste tunge oppskytingsbil, Proton.
Vi snakker om Yenisei-5 transportsystem, som utviklingen begynte i 2008. Det antas at raketten med en lengde på 75 meter vil være utstyrt med den første etappen med tre oksygen-hydrogen LPRE RD-0120, som ble lansert av Voronezh Design Bureau of Chemical Automation i 1976. Ifølge spesialistene i Khrunichev Center vil det ikke være vanskelig å gjenopprette dette programmet, og i fremtiden er det mulig å gjenbruke disse motorene.
I tillegg til de åpenbare fordelene, har Yenisei imidlertid en betydelig, ærlig talt i dag en uunngåelig ulempe - dimensjoner. Faktum er at ifølge planene vil hovedbelastningen av fremtidige lanseringer falle på Vostochny -kosmodromen som bygges i Fjernøsten. Uansett skal tunge og supertunge lovende transportører sendes ut i verdensrommet derfra.
Diameteren på den første etappen av Yenisei-5-raketten er 4, 1 meter og tillater ikke transport med jernbane, i hvert fall uten en vesentlig volumetrisk og svært kostbar modernisering av veinfrastrukturen. På grunn av transportproblemer var det på en gang nødvendig å innføre begrensninger på diameteren på hovedstadiene i Rus-M-raketten, som ble igjen på tegnebrettene.
I tillegg til Khrunichev Space Center, var Energia Rocket and Space Corporation (RSC) også involvert i utviklingen av en tung transportør. I 2007 foreslo de et prosjekt for et oppskytningsbil som delvis bruker utformingen av Energia -raketten. Bare nyttelasten i den nye raketten ble plassert i den øvre delen, og ikke i sidebeholderen, som i forgjengeren.
Fordel og gjennomførbarhet
Amerikanerne er selvsagt ikke et dekret for oss, men deres tunge transport, hvis utvikling allerede har kommet inn i hjemmestrekningen, innebærer delvis gjenbruk. I sommer planlegger det private selskapet SpaceX å lansere den første lanseringen av den nye Falcon Heavy, den største raketten som ble lansert siden 1973. Det vil si siden tidspunktet for det amerikanske måneprogrammet med lanseringer av den gigantiske transportøren Saturn-5, skapt av faren til amerikanske lanseringskjøretøyer, Wernher von Braun. Men hvis den raketten utelukkende var beregnet på levering av ekspedisjoner til månen og var disponibel, kan den nye allerede brukes til marsekspedisjoner. I tillegg er det planlagt å gå tilbake til jordens stadier som Falcon 9 v1.1 -raketten (R - Gjenbrukbar, gjenbrukbar).
Romferger er etterspurt igjen
Den første fasen av denne raketten er utstyrt med landingsstiver som brukes til å stabilisere raketten og for en myk landing. Etter separasjon bremser første trinn ved å slå på tre av de ni motorene kort for å sikre at atmosfæren kommer inn i en akseptabel hastighet. Allerede nær overflaten slås den sentrale motoren på, og scenen er klar til å gjøre en myk landing.
Massen av nyttelasten som Falcon Heavy -raketten kan løfte er 52,616 kilo, noe som er omtrent dobbelt så mye som andre tunge raketter - den amerikanske Delta IV Heavy, den europeiske Ariane og den kinesiske Long March - kan løfte.
Gjenbruk er selvfølgelig fordelaktig når det gjelder høyfrekvent romarbeid. Studier har vist at bruk av engangskomplekser er mer lønnsomt enn et gjenbrukbart transportsystem i programmer med en hastighet på ikke mer enn fem lanseringer per år, forutsatt at fremmedgjøring av land for høstfeltene til separerende deler vil være midlertidig, og ikke permanent, med mulighet for å evakuere befolkningen, husdyr og utstyr fra farlige områder. …
Dette forbeholdet skyldes at kostnadene ved erverv av tomter aldri har blitt tatt i betraktning i beregningene, fordi tap med avvisning eller til og med midlertidig evakuering aldri har blitt kompensert for og fortsatt er vanskelig å beregne inntil nylig. Og de utgjør en betydelig del av kostnadene ved drift av missilsystemer. Med en programskala på mer enn 75 lanseringer på 15 år har gjenbrukbare systemer fordelen, og den økonomiske effekten av bruken øker med antallet.
I tillegg fører overgangen fra engangskjøretøyer for lansering av tung nyttelast til gjenbrukbare til en betydelig reduksjon i produksjonen av utstyr. Så når to alternative systemer brukes i ett romprogram, reduseres det nødvendige antallet blokker med fire til fem ganger, antall sentrale blokklegemer - med 50, flytende motorer for andre trinn - med ni ganger. Dermed er besparelsene ved reduserte produksjonsmengder ved bruk av et gjenbrukbart oppskytningsbil omtrent det samme som kostnaden for å bygge en.
Tilbake i Sovjetunionen ble det gjort beregninger av kostnadene ved vedlikehold etter reparasjon og reparasjon og restaurering av gjenbrukbare systemer. Vi brukte de tilgjengelige faktadataene utviklerne fikk som et resultat av bakkebenk og flytester, samt drift av flyrammen til Buran-romfartøyet med varmebeskyttende belegg, langdistansefly, flytende motorer til flere bruksområder av typen RD-170 og RD-0120. Ifølge forskningsresultatene er kostnadene ved vedlikehold og reparasjoner etter flyvningen mindre enn 30 prosent av kostnadene ved produksjon av nye rakettenheter.
Merkelig nok viste ideen om gjenbruk seg tilbake på 1920 -tallet i Tyskland, knust av Versailles -traktaten, som forente det europeiske tekniske samfunnet, grepet av en rakettfeber. I Det tredje riket i 1932-1942, under ledelse av Eigen Zenger, ble et missilbomberprosjekt vellykket utviklet. Det skulle lage et fly som ved hjelp av en jernbaneoppskytningsvogn ville akselerere til høy hastighet, deretter slå på sin egen rakettmotor, stige ut av atmosfæren, hvorfra det ville rykke gjennom de tette lagene i atmosfæren og nå en lang rekkevidde. Enheten skulle starte fra Vest -Europa og lande på Japans territorium, den var ment å bombardere USAs territorium. De siste rapportene om dette prosjektet ble avbrutt i 1944.
På 50-tallet i USA tjente han som drivkraften for utviklingen av et romfartsprosjekt som gikk foran rakettflyet Dyna-Sor. I Sovjetunionen ble forslag om utvikling av slike systemer vurdert av Yakovlev, Mikoyan og Myasishchev i 1947, men fikk ikke utvikling på grunn av en rekke vanskeligheter knyttet til teknisk implementering.
Med den raske utviklingen av raketter på slutten av 40 -tallet - begynnelsen av 50 -tallet forsvant behovet for å fullføre arbeidet med en bemannet rakettbomber. I missilindustrien ble det dannet en retning av cruisemissiler av ballistisk type, som, basert på det generelle konseptet for bruk, fant sin plass i det generelle forsvarssystemet i Sovjetunionen.
Men i USA ble forskningsarbeid på et rakettfly støttet av militæret. På den tiden ble det antatt at konvensjonelle fly eller prosjektilfly med luftjetmotorer var det beste middelet for å levere ladninger til fiendens territorium. Prosjekter for Navajo glidemissilprogram ble født. Bell Aircraft fortsatte å forske på romflyet for ikke å bruke det som en bombefly, men som et rekognoseringskjøretøy. I 1960 ble det inngått en kontrakt med Boeing om utvikling av Daina-Sor suborbital rekognoseringsrakettplan, som skulle lanseres med Titan-3-raketten.
Sovjetunionen kom imidlertid tilbake til ideen om romfartøy på begynnelsen av 60 -tallet og startet arbeid ved Mikoyan Design Bureau på to prosjekter av suborbitalbiler samtidig. Det første så for seg et booster -fly, det andre - en Soyuz -rakett med et orbitalplan. To-trinns luftfartssystem ble kalt Spiral eller Project 50/50.
Orbitalrakettskipet ble skutt opp fra baksiden av et kraftig Tu-95K-fly i stor høyde. Rakettplan "Spiral" på rakettmotorer med flytende drivstoff nådde bane nær jord, utførte planlagt arbeid der og returnerte til jorden og glir i atmosfæren. Funksjonene til dette kompakte fly -romfartøyet var mye bredere enn bare å arbeide i bane. En fullskala modell av et rakettfly foretok flere flyvninger i atmosfæren.
Det sovjetiske prosjektet sørget for å lage et apparat som veier mer enn 10 tonn med sammenleggbare vingekonsoller. En eksperimentell versjon av enheten i 1965 var klar for den første flyturen som en subsonisk analog. For å løse problemene med termiske effekter på flykonstruksjonen og kontrollerbarheten til kjøretøyet ved subsonisk og supersonisk hastighet, ble det bygget flygende modeller, som ble kalt "Bor". Testene deres ble utført i 1969-1973. En dyp studie av resultatene som ble oppnådd førte til behovet for å lage to modeller: "Bor-4" og "Bor-5". Det akselererte tempoet i arbeidet med romfergen -programmet, og viktigst av alt, de ubestridelige suksessene til amerikanerne i dette området, krevde justeringer av sovjetiske planer.
Generelt er gjenbrukbar romfartsteknologi for innenlandske utviklere på ingen måte noe nytt og ukjent. Tatt i betraktning akselerasjonen av programmer for å bygge opp satellittsystemer, interplanetarisk kommunikasjon og utforskning av dype rom, kan vi trygt snakke om behovet for å lage presis gjenbrukbare oppskytingsbiler, inkludert tunge oppskytingsbiler.
Totalt sett er planene om å utvikle et russisk tungrakett ganske optimistiske. I midten av mai avklarte Oleg Ostapenko at det føderale romprogrammet for 2016–2025 fremdeles vil sørge for design av et supertungt oppskytningsbil med en nyttelast på 70–80 tonn. “FKP er ennå ikke godkjent, det dannes. Vi kommer til å publisere den i nær fremtid, understreker sjefen for Roscosmos.
