Ismét keresettek az űrsiklók
Az oroszországi Hold- és Mars-programokhoz szupernehéz szállítójárművekre van szükség
Mára azonban az orosz és amerikai fejlett űrprogramokban bejelentett mélyűrbe való behatolás, akárcsak a Földközeli űrben végzett tevékenységek, elválaszthatatlanul összefügg a megbízható, gazdaságos, többfunkciós közlekedési rendszerek létrehozásával. Sőt, nagyon széles körű polgári és katonai feladatok megoldására is alkalmasnak kell lenniük. Úgy tűnik, Oroszországnak figyelmet kell fordítania az újrahasznosítható nehéz járművek létrehozására.
Mára az orosz űrgondolkodás teljesen átirányította magát a távolsági expedíciók felé. A Hold szakaszos feltárásáról beszélünk – egy olyan programról, amelyhez 40 éve nem tértek vissza. Hosszú távon - emberes repülések a Marsra. Ebben az esetben az előbb említett programokat nem tárgyaljuk, de megjegyezzük, hogy nem mellőzhetők a több száz tonna hasznos teher alacsony pályára bocsátására alkalmas nehéz hordozórakéták.
"Angara" és "Jenisej"
A katonai szempont sem megy sehova. A már gyakorlatilag valósággá vált amerikai űrrakéta-védelmi rendszer alapeleme egy olyan szállítórendszer lesz, amely számos harci platformot, megfigyelő és irányító műholdat képes a Föld pályájára juttatni. Biztosítania kell ezen eszközök megelőző karbantartását és javítását is közvetlenül az űrben.
Általánosságban elmondható, hogy kolosszális energialehetőségek rendszerét alakították ki. Végül is csak egyetlen, 60 megawatt teljesítményű hidrogén-fluorid lézerrel ellátott harci platform becsült tömege 800 tonna. De a hatékonyság fegyverek az irányított energia csak akkor lehet magas, ha sok ilyen platformot telepítenek a pályára. Nyilvánvaló, hogy a következő sorozat „csillagháborúja” összforgalma több tízezer tonnát tesz ki, amelyet szisztematikusan a Föld-közeli űrbe kell szállítani. De ez nem minden.
Napjainkban az űrfelderítő komplexumok kulcsszerepet játszanak a nagy pontosságú fegyverek földi alkalmazásában. Ez arra kényszeríti az Egyesült Államokat és Oroszországot is, hogy folyamatosan építsék fel és javítsák orbitális csillagképeiket. Sőt, a csúcstechnológiás űrhajóknak ugyanakkor gondoskodniuk kell a pályajavításukról is.
De térjünk vissza a holdtémához. Január végén, amikor teljes hangerővel felcsendültek a Hold átfogó feltárásának tervei egy lakható bázis telepítésének lehetőségével, Vitalij Lopota, az Energia nemzeti űrkutatási vállalat vezetője beszélt a Holdra való repülés lehetőségéről hordozórakéták feltételei.
A Holdra expedíciók küldése lehetetlen szupernehéz, 74-140 tonna hasznos teherbírású hordozórakéták létrehozása nélkül, míg a legerősebb orosz rakéta, a Proton 23 tonnát állít pályára. „A Holdra való repüléshez és visszatéréshez két kilövésre van szükség - két 75 tonna hasznos teherbírású rakétára, egy egyszeri felszállással a Holdra és vissza leszállás nélkül 130-140 tonna. Ha egy 75 tonnás rakétát veszünk alapul, akkor a Holdra történő leszállással járó gyakorlati küldetés nyolc kilövéses séma. Ha a rakéta teherbírása kevesebb, mint 75 tonna, ahogy azt javasolják - 25-30 tonna, akkor még a Hold feltárása is abszurdummá válik ”- mondta Lopota a Bauman Moszkvai Állami Műszaki Egyetem királyi felolvasásán.
Denis Lyskov államtitkár, a Roszkozmosz helyettes vezetője arról beszélt, hogy május közepén nehéz hordozóra van szükség. Kijelentette, hogy jelenleg a Roszkoszmosz az Orosz Tudományos Akadémiával közösen űrkutatási programot készítenek elő, amely a következő, 2016-2025 közötti időszakra szóló orosz szövetségi űrprogram szerves részévé válik. „Ahhoz, hogy valóban a Holdra való repülésről beszélhessünk, egy szupernehéz osztályú hordozóra van szükségünk, amelynek teherbírása körülbelül 80 tonna. Jelenleg ez a projekt fejlesztés alatt áll, a közeljövőben elkészítjük a szükséges dokumentumokat a kormány elé terjesztésre” – hangsúlyozta Lyskov.
A mai napig a legnagyobb működő orosz rakéta a Proton, hasznos teherbírása alacsony pályán 23 tonna, geostacionárius pályán pedig 3,7 tonna. Jelenleg Oroszország az Angara rakétacsaládot fejleszti, amelynek teherbírása 1,5-35 tonna. Sajnos ennek a berendezésnek a létrehozása igazi hosszú távú építkezéssé vált, és az első bevezetést sok évre elhalasztották, többek között a Kazahsztánnal fennálló nézeteltérések miatt. Most várható, hogy az Angara még nyár elején könnyű elrendezésben repül majd a plesetszki kozmodromból. A Roszkozmosz vezetője szerint az Angara nehéz változatának megalkotását tervezik, amely 25 tonnás rakományt képes alacsony pályára bocsátani.
De az ilyen mutatók, mint látjuk, messze nem elegendőek a bolygóközi repülések és a mélyűrkutatási program végrehajtásához. A Roszkozmosz vezetője, Oleg Osztapenko a Royal Readingen azt mondta, hogy a kormány javaslatot készít egy szupernehéz rakéta kifejlesztésére, amely több mint 160 tonnás rakományt képes alacsony pályára állítani. „Ez egy igazi kihívás. Ami a magasabb számokat illeti” – mondta Ostapenko.
Nehéz megmondani, hogy ezek a tervek milyen hamar valósulnak meg. Ennek ellenére a hazai rakétaiparnak van bizonyos tartaléka a nehéz űrszállítás létrehozására. A 80-as évek végén sikerült létrehozni az Energia nehézfolyadék-hordozórakétát, amely akár 120 tonna súlyú rakományt is képes alacsony pályára bocsátani. Ha ennek a programnak a teljes újraélesztéséről még nem lehet beszélni, akkor mindenképpen vannak Energia alapú nehézhordozó vázlattervei.
Az új rakétán használhatja az Energia fő alkatrészét - a sikeresen működő RD-0120 LRE-t. Valójában létezik egy ilyen motorokat használó nehézrakéta projekt a Hrunicsev Űrközpontban, amely az egyetlen nehéz hordozórakétánk, a Proton gyártásának vezető szervezete.
A Jenyiszej-5 szállítórendszerről beszélünk, amelynek fejlesztése 2008-ban kezdődött. Feltételezzük, hogy a 75 méter hosszú rakétát három oxigén-hidrogén RD-0120 folyékony hajtóanyagú rakétamotorral szerelik fel az első fokozattal, amelyek gyártását a Voronyezsi Vegyi Automatizálási Tervező Iroda indította el 1976-ban. A Hrunicsev Központ szakemberei szerint ezt a programot nem lesz nehéz visszaállítani, és a jövőben lehetőség nyílik ezeknek a motoroknak az újrahasznosítására.
A nyilvánvaló előnyök mellett azonban a "Yenisei"-nek van egy jelentős, őszintén szólva, a mai helyrehozhatatlan hátránya - a méretei. Az tény, hogy a tervek szerint a jövőbeni kilövések fő terhelése a Távol-Keleten épülő Vosztocsnij kozmodromra hárul majd. Mindenesetre állítólag nehéz és szupernehéz ígéretes hordozókat küldenek onnan az űrbe.
A Jeniszej-5 rakéta első fokozatának átmérője 4,1 méter, és nem teszi lehetővé a vasúti szállítást, legalábbis a közúti infrastruktúra jelentős volumenű és nagyon költséges korszerűsítése nélkül. A szállítási problémák miatt egy időben korlátozásokat kellett bevezetni a Rus-M rakéta menetfokozatainak átmérőjére vonatkozóan, amelyek a rajztáblákon maradtak.
A Hrunicsev Űrközpont mellett az Energia Rocket and Space Corporation (RKK) is részt vett egy nehéz hordozórakéta fejlesztésében. 2007-ben javaslatot tettek egy olyan hordozóra, amely részben az Energia rakéta elrendezését használja. Az új rakétában csak a hasznos teher került a felső részbe, és nem az oldalsó konténerbe, mint az elődjénél.
Haszon és célszerűség
Az amerikaiak persze nekünk nem rendelet, de a már célba ért nehézszállításuk részleges újrafelhasználást von maga után. A SpaceX magáncég már idén nyáron elindítja új Falcon Heavy hordozórakétáját, amely 1973 óta a legnagyobb rakéta lesz. Vagyis az amerikai holdprogram idejétől az amerikai hordozórakéta atyja, Wernher von Braun által megalkotott óriási Saturn-5 hordozórakéta felbocsátásával. De ha azt a rakétát kizárólag a Holdra való expedíciók szállítására szánták, és eldobható volt, akkor az új már használható marsi expedíciókhoz. Ezenkívül a tervek szerint visszatérnek a Földre olyan menetlépcsőkkel, mint a Falcon 9 v1.1 rakéta (R - Reusable, reusable).
Ismét keresettek az űrsiklók
Ennek a rakétának az első fokozata leszálló támaszokkal van felszerelve, amelyek a rakéta stabilizálását és a lágy leszállást szolgálják. A szétválás után az első fokozat lelassul a kilenc tolóerőből három rövid kilövésével, hogy biztosítsa az ésszerű sebességgel való visszatérést. Már a felszín közelében bekapcsolják a központi motort, és a színpad készen áll a lágy landolásra.
A Falcon Heavy rakéta teherbírása 52 616 kilogramm, ami megközelítőleg kétszerese más nehéz rakétáknak – az amerikai Delta IV Heavy, az európai Ariane és a kínai Long March emelésére képes.
Az újrafelhasználhatóság természetesen előnyös nagyfrekvenciás űrmunka esetén. Tanulmányok kimutatták, hogy az eldobható komplexumok használata jövedelmezőbb, mint az újrafelhasználható szállítórendszer olyan programokban, amelyeknél évente legfeljebb öt indul, feltéve, hogy az elválasztó részek esési mezői alatti földterület elidegenítése átmeneti lesz, és nem állandó, azzal a lehetőséggel, hogy a lakosságot, az állatállományt és a berendezéseket evakuálják a veszélyes területekről.
Ez a fenntartás annak a ténynek köszönhető, hogy a számítások során soha nem vették figyelembe a föld elidegenítésének költségeit, mivel a közelmúltig soha nem térítették meg az elutasításból vagy akár az ideiglenes kiürítésből eredő veszteségeket, és továbbra is nehezen kiszámíthatóak. És ezek teszik ki a rakétarendszerek üzemeltetési költségeinek jelentős részét. A 75 év alatti több mint 15 bevezetést jelentő programléptékben az újrafelhasználható rendszerek előnyt jelentenek, használatuk gazdasági hatása a szám növekedésével nő.
Ezen túlmenően, a nehéz rakományok eldobható eszközeiről az újrafelhasználhatóra való áttérés a berendezések gyártásának jelentős csökkenéséhez vezet. Így ha két alternatív rendszert használunk egy űrprogramban, a szükséges blokkok száma négy-ötszörösére, a központi egységtestek - 50-re, a folyékony motorok a második fokozatra - kilencszeresére csökken. Így az újrafelhasználható hordozórakéta használatakor a csökkentett gyártási mennyiségek miatti megtakarítás megközelítőleg megegyezik a létrehozásának költségével.
Még a Szovjetunióban is végeztek számításokat az újrafelhasználható rendszerek repülés utáni karbantartási és javítási és helyreállítási munkáinak költségeivel. Felhasználtuk a rendelkezésre álló tényadatokat, amelyeket a fejlesztők földi próbapadi és repülési tesztek, valamint a Buran orbitális űrrepülőgép hővédő bevonattal ellátott, nagy hatótávolságú repülőgépek vázának üzemeltetése során szereztek. repülés, újrafelhasználható folyékony motorok, mint például az RD-170 és RD-0120. A kutatási eredmények szerint a karbantartás és a repülés utáni javítások költsége nem éri el az új rakétablokkok gyártási költségeinek 30 százalékát.
Furcsa módon az újrafelhasználhatóság gondolata még az 20-as években jelent meg Németországban, amelyet a Versailles-i Szerződés levert, amely egyesítette a rakétaláz által sújtott európai műszaki közösséget. A Harmadik Birodalomban 1932-1942-ben Eigen Senger vezetésével sikeresen kidolgoztak egy rakétabombázó projektet. Egy olyan repülőgépet kellett volna létrehoznia, amely egy sínindító kocsi segítségével nagy sebességre gyorsul, majd bekapcsolja saját rakétahajtóművét, túlemelkedik a légkörön, ahonnan a légkör sűrű rétegeiben ricochet-repülést hajt végre, és eléri. nagy hatótávolság. Az eszköznek Nyugat-Európából kellett volna indulnia és Japán területén landolnia, az Egyesült Államok bombázására szánták. A projektről szóló utolsó jelentések 1944-ben szakadtak meg.
Az 50-es években az Egyesült Államokban lendületet adott a Daina-Sor rakéta repülőgépet megelőző űrrepülőgép-projekt kidolgozásához. A Szovjetunióban az ilyen rendszerek fejlesztésére vonatkozó javaslatokat Jakovlev, Mikojan és Myasishchev fontolgatta 1947-ben, de a műszaki megvalósításhoz kapcsolódó számos nehézség miatt nem dolgoztak ki.
A rakétatechnológia gyors fejlődésével az 40-es évek végén és az 50-es évek elején eltűnt az igény egy emberes rakéta-repülőgépen végzett munka befejezésére. A rakétaiparban kialakult a ballisztikus típusú cirkáló rakéták iránya, amelyek használatuk általános koncepciója alapján megtalálták a helyüket a Szovjetunió általános védelmi rendszerében.
De az Egyesült Államokban a rakétarepülővel kapcsolatos kutatási munkát a katonaság támogatta. Abban az időben azt hitték, hogy a hagyományos repülőgépek vagy a sugárhajtású lövedékek a legjobb eszköz az ellenséges területre való töltet eljuttatására. Projektek születtek a Navajo siklórakéta program keretében. A Bell Aircraft folytatta az űrrepülőgép kutatását, hogy ne bombázóként, hanem felderítő járműként használhassa. 1960-ban szerződést kötöttek a Boeinggel a Daina-Sor szuborbitális felderítő rakétagép fejlesztésére, amelyet a Titan-3 rakétával kellett volna indítani.
A Szovjetunió azonban a 60-as évek elején visszatért az űrrepülőgépek ötletéhez, és a Mikoyan Tervezőirodánál egyszerre két szuborbitális jármű projekten kezdett dolgozni. Az első egy gyorsuló repülőgépet, a második egy Szojuz rakétát tartalmazott orbitális síkkal. A kétlépcsős repülőgép-rendszert "Spirál"-nak vagy "50/50" projektnek hívták.
Az orbitális űrhajó-rakétagépet egy nagy teljesítményű Tu-95K hordozó repülőgép hátuljáról indították nagy magasságban. A "Spirál" folyékony rakétahajtóművekkel felszerelt rakétasepülőgép elérte a Föld-közeli pályát, ott elvégezte a tervezett munkát, és a légkörben siklott vissza a Földre. Ennek a kompakt repülő űrszondának-repülőgépnek a funkciói sokkal szélesebbek voltak, mint a pályán való munka. A rakétagép teljes méretű modellje több repülést is végrehajtott a légkörben.
A szovjet projekt egy több mint 10 tonna tömegű, összecsukható szárnypanelekkel ellátott készülék létrehozását irányozta elő. A készülék kísérleti változata 1965-ben készen állt az első repülésre szubszonikus analógként. A repülés során a szerkezetre gyakorolt termikus hatások, valamint a készülék szubszonikus és szuperszonikus sebességgel történő irányíthatóságának problémáinak megoldására repülő modelleket építettek, amelyeket "Bor"-nak neveztek. Teszteiket 1969-1973-ban végezték. A kapott eredmények mélyreható tanulmányozása két modell létrehozásának szükségességét eredményezte: "Bor-4" és "Bor-5". A Space Shuttle program felgyorsult munkatempója, és ami a legfontosabb, az amerikaiak ezen a téren elért tagadhatatlan sikerei azonban megkövetelték a szovjet tervek kiigazítását.
Általánosságban elmondható, hogy a hazai fejlesztők újrafelhasználható űrrepülőgépei semmiképpen sem újak és ismeretlenek. Figyelembe véve a műholdas rendszerek kiépítésére, a bolygóközi kommunikációra és a mélyűrkutatásra irányuló programok felgyorsulását, magabiztosan beszélhetünk a precízen újrahasznosítható hordozórakéták, köztük a nehéz hordozórakéták létrehozásának szükségességéről.
Általában véve az orosz nehézrakéta fejlesztésére vonatkozó tervek meglehetősen optimisták. Május közepén Oleg Ostapenko pontosította, hogy a 2016-2025-ös Szövetségi Űrprogram továbbra is előírja egy 70-80 tonna hasznos teherbírású, szupernehéz hordozórakéta tervezését. „A PCF-et még nem hagyták jóvá, alakul. A közeljövőben közzétesszük” – hangsúlyozza a Roszkozmosz vezetője.
Mára azonban az orosz és amerikai fejlett űrprogramokban bejelentett mélyűrbe való behatolás, akárcsak a Földközeli űrben végzett tevékenységek, elválaszthatatlanul összefügg a megbízható, gazdaságos, többfunkciós közlekedési rendszerek létrehozásával. Sőt, nagyon széles körű polgári és katonai feladatok megoldására is alkalmasnak kell lenniük. Úgy tűnik, Oroszországnak figyelmet kell fordítania az újrahasznosítható nehéz járművek létrehozására.
Mára az orosz űrgondolkodás teljesen átirányította magát a távolsági expedíciók felé. A Hold szakaszos feltárásáról beszélünk – egy olyan programról, amelyhez 40 éve nem tértek vissza. Hosszú távon - emberes repülések a Marsra. Ebben az esetben az előbb említett programokat nem tárgyaljuk, de megjegyezzük, hogy nem mellőzhetők a több száz tonna hasznos teher alacsony pályára bocsátására alkalmas nehéz hordozórakéták.
"Angara" és "Jenisej"
A katonai szempont sem megy sehova. A már gyakorlatilag valósággá vált amerikai űrrakéta-védelmi rendszer alapeleme egy olyan szállítórendszer lesz, amely számos harci platformot, megfigyelő és irányító műholdat képes a Föld pályájára juttatni. Biztosítania kell ezen eszközök megelőző karbantartását és javítását is közvetlenül az űrben.
Általánosságban elmondható, hogy kolosszális energialehetőségek rendszerét alakították ki. Végül is csak egyetlen, 60 megawatt teljesítményű hidrogén-fluorid lézerrel ellátott harci platform becsült tömege 800 tonna. De a hatékonyság fegyverek az irányított energia csak akkor lehet magas, ha sok ilyen platformot telepítenek a pályára. Nyilvánvaló, hogy a következő sorozat „csillagháborúja” összforgalma több tízezer tonnát tesz ki, amelyet szisztematikusan a Föld-közeli űrbe kell szállítani. De ez nem minden.
Napjainkban az űrfelderítő komplexumok kulcsszerepet játszanak a nagy pontosságú fegyverek földi alkalmazásában. Ez arra kényszeríti az Egyesült Államokat és Oroszországot is, hogy folyamatosan építsék fel és javítsák orbitális csillagképeiket. Sőt, a csúcstechnológiás űrhajóknak ugyanakkor gondoskodniuk kell a pályajavításukról is.
De térjünk vissza a holdtémához. Január végén, amikor teljes hangerővel felcsendültek a Hold átfogó feltárásának tervei egy lakható bázis telepítésének lehetőségével, Vitalij Lopota, az Energia nemzeti űrkutatási vállalat vezetője beszélt a Holdra való repülés lehetőségéről hordozórakéták feltételei.
A Holdra expedíciók küldése lehetetlen szupernehéz, 74-140 tonna hasznos teherbírású hordozórakéták létrehozása nélkül, míg a legerősebb orosz rakéta, a Proton 23 tonnát állít pályára. „A Holdra való repüléshez és visszatéréshez két kilövésre van szükség - két 75 tonna hasznos teherbírású rakétára, egy egyszeri felszállással a Holdra és vissza leszállás nélkül 130-140 tonna. Ha egy 75 tonnás rakétát veszünk alapul, akkor a Holdra történő leszállással járó gyakorlati küldetés nyolc kilövéses séma. Ha a rakéta teherbírása kevesebb, mint 75 tonna, ahogy azt javasolják - 25-30 tonna, akkor még a Hold feltárása is abszurdummá válik ”- mondta Lopota a Bauman Moszkvai Állami Műszaki Egyetem királyi felolvasásán.
Denis Lyskov államtitkár, a Roszkozmosz helyettes vezetője arról beszélt, hogy május közepén nehéz hordozóra van szükség. Kijelentette, hogy jelenleg a Roszkoszmosz az Orosz Tudományos Akadémiával közösen űrkutatási programot készítenek elő, amely a következő, 2016-2025 közötti időszakra szóló orosz szövetségi űrprogram szerves részévé válik. „Ahhoz, hogy valóban a Holdra való repülésről beszélhessünk, egy szupernehéz osztályú hordozóra van szükségünk, amelynek teherbírása körülbelül 80 tonna. Jelenleg ez a projekt fejlesztés alatt áll, a közeljövőben elkészítjük a szükséges dokumentumokat a kormány elé terjesztésre” – hangsúlyozta Lyskov.A mai napig a legnagyobb működő orosz rakéta a Proton, hasznos teherbírása alacsony pályán 23 tonna, geostacionárius pályán pedig 3,7 tonna. Jelenleg Oroszország az Angara rakétacsaládot fejleszti, amelynek teherbírása 1,5-35 tonna. Sajnos ennek a berendezésnek a létrehozása igazi hosszú távú építkezéssé vált, és az első bevezetést sok évre elhalasztották, többek között a Kazahsztánnal fennálló nézeteltérések miatt. Most várható, hogy az Angara még nyár elején könnyű elrendezésben repül majd a plesetszki kozmodromból. A Roszkozmosz vezetője szerint az Angara nehéz változatának megalkotását tervezik, amely 25 tonnás rakományt képes alacsony pályára bocsátani.
De az ilyen mutatók, mint látjuk, messze nem elegendőek a bolygóközi repülések és a mélyűrkutatási program végrehajtásához. A Roszkozmosz vezetője, Oleg Osztapenko a Royal Readingen azt mondta, hogy a kormány javaslatot készít egy szupernehéz rakéta kifejlesztésére, amely több mint 160 tonnás rakományt képes alacsony pályára állítani. „Ez egy igazi kihívás. Ami a magasabb számokat illeti” – mondta Ostapenko.
Nehéz megmondani, hogy ezek a tervek milyen hamar valósulnak meg. Ennek ellenére a hazai rakétaiparnak van bizonyos tartaléka a nehéz űrszállítás létrehozására. A 80-as évek végén sikerült létrehozni az Energia nehézfolyadék-hordozórakétát, amely akár 120 tonna súlyú rakományt is képes alacsony pályára bocsátani. Ha ennek a programnak a teljes újraélesztéséről még nem lehet beszélni, akkor mindenképpen vannak Energia alapú nehézhordozó vázlattervei.
Az új rakétán használhatja az Energia fő alkatrészét - a sikeresen működő RD-0120 LRE-t. Valójában létezik egy ilyen motorokat használó nehézrakéta projekt a Hrunicsev Űrközpontban, amely az egyetlen nehéz hordozórakétánk, a Proton gyártásának vezető szervezete.
A Jenyiszej-5 szállítórendszerről beszélünk, amelynek fejlesztése 2008-ban kezdődött. Feltételezzük, hogy a 75 méter hosszú rakétát három oxigén-hidrogén RD-0120 folyékony hajtóanyagú rakétamotorral szerelik fel az első fokozattal, amelyek gyártását a Voronyezsi Vegyi Automatizálási Tervező Iroda indította el 1976-ban. A Hrunicsev Központ szakemberei szerint ezt a programot nem lesz nehéz visszaállítani, és a jövőben lehetőség nyílik ezeknek a motoroknak az újrahasznosítására.
A nyilvánvaló előnyök mellett azonban a "Yenisei"-nek van egy jelentős, őszintén szólva, a mai helyrehozhatatlan hátránya - a méretei. Az tény, hogy a tervek szerint a jövőbeni kilövések fő terhelése a Távol-Keleten épülő Vosztocsnij kozmodromra hárul majd. Mindenesetre állítólag nehéz és szupernehéz ígéretes hordozókat küldenek onnan az űrbe.
A Jeniszej-5 rakéta első fokozatának átmérője 4,1 méter, és nem teszi lehetővé a vasúti szállítást, legalábbis a közúti infrastruktúra jelentős volumenű és nagyon költséges korszerűsítése nélkül. A szállítási problémák miatt egy időben korlátozásokat kellett bevezetni a Rus-M rakéta menetfokozatainak átmérőjére vonatkozóan, amelyek a rajztáblákon maradtak.
A Hrunicsev Űrközpont mellett az Energia Rocket and Space Corporation (RKK) is részt vett egy nehéz hordozórakéta fejlesztésében. 2007-ben javaslatot tettek egy olyan hordozóra, amely részben az Energia rakéta elrendezését használja. Az új rakétában csak a hasznos teher került a felső részbe, és nem az oldalsó konténerbe, mint az elődjénél.
Haszon és célszerűség
Az amerikaiak persze nekünk nem rendelet, de a már célba ért nehézszállításuk részleges újrafelhasználást von maga után. A SpaceX magáncég már idén nyáron elindítja új Falcon Heavy hordozórakétáját, amely 1973 óta a legnagyobb rakéta lesz. Vagyis az amerikai holdprogram idejétől az amerikai hordozórakéta atyja, Wernher von Braun által megalkotott óriási Saturn-5 hordozórakéta felbocsátásával. De ha azt a rakétát kizárólag a Holdra való expedíciók szállítására szánták, és eldobható volt, akkor az új már használható marsi expedíciókhoz. Ezenkívül a tervek szerint visszatérnek a Földre olyan menetlépcsőkkel, mint a Falcon 9 v1.1 rakéta (R - Reusable, reusable).
Ismét keresettek az űrsiklók
Ennek a rakétának az első fokozata leszálló támaszokkal van felszerelve, amelyek a rakéta stabilizálását és a lágy leszállást szolgálják. A szétválás után az első fokozat lelassul a kilenc tolóerőből három rövid kilövésével, hogy biztosítsa az ésszerű sebességgel való visszatérést. Már a felszín közelében bekapcsolják a központi motort, és a színpad készen áll a lágy landolásra.
A Falcon Heavy rakéta teherbírása 52 616 kilogramm, ami megközelítőleg kétszerese más nehéz rakétáknak – az amerikai Delta IV Heavy, az európai Ariane és a kínai Long March emelésére képes.
Az újrafelhasználhatóság természetesen előnyös nagyfrekvenciás űrmunka esetén. Tanulmányok kimutatták, hogy az eldobható komplexumok használata jövedelmezőbb, mint az újrafelhasználható szállítórendszer olyan programokban, amelyeknél évente legfeljebb öt indul, feltéve, hogy az elválasztó részek esési mezői alatti földterület elidegenítése átmeneti lesz, és nem állandó, azzal a lehetőséggel, hogy a lakosságot, az állatállományt és a berendezéseket evakuálják a veszélyes területekről.
Ez a fenntartás annak a ténynek köszönhető, hogy a számítások során soha nem vették figyelembe a föld elidegenítésének költségeit, mivel a közelmúltig soha nem térítették meg az elutasításból vagy akár az ideiglenes kiürítésből eredő veszteségeket, és továbbra is nehezen kiszámíthatóak. És ezek teszik ki a rakétarendszerek üzemeltetési költségeinek jelentős részét. A 75 év alatti több mint 15 bevezetést jelentő programléptékben az újrafelhasználható rendszerek előnyt jelentenek, használatuk gazdasági hatása a szám növekedésével nő.
Ezen túlmenően, a nehéz rakományok eldobható eszközeiről az újrafelhasználhatóra való áttérés a berendezések gyártásának jelentős csökkenéséhez vezet. Így ha két alternatív rendszert használunk egy űrprogramban, a szükséges blokkok száma négy-ötszörösére, a központi egységtestek - 50-re, a folyékony motorok a második fokozatra - kilencszeresére csökken. Így az újrafelhasználható hordozórakéta használatakor a csökkentett gyártási mennyiségek miatti megtakarítás megközelítőleg megegyezik a létrehozásának költségével.
Még a Szovjetunióban is végeztek számításokat az újrafelhasználható rendszerek repülés utáni karbantartási és javítási és helyreállítási munkáinak költségeivel. Felhasználtuk a rendelkezésre álló tényadatokat, amelyeket a fejlesztők földi próbapadi és repülési tesztek, valamint a Buran orbitális űrrepülőgép hővédő bevonattal ellátott, nagy hatótávolságú repülőgépek vázának üzemeltetése során szereztek. repülés, újrafelhasználható folyékony motorok, mint például az RD-170 és RD-0120. A kutatási eredmények szerint a karbantartás és a repülés utáni javítások költsége nem éri el az új rakétablokkok gyártási költségeinek 30 százalékát.
Furcsa módon az újrafelhasználhatóság gondolata még az 20-as években jelent meg Németországban, amelyet a Versailles-i Szerződés levert, amely egyesítette a rakétaláz által sújtott európai műszaki közösséget. A Harmadik Birodalomban 1932-1942-ben Eigen Senger vezetésével sikeresen kidolgoztak egy rakétabombázó projektet. Egy olyan repülőgépet kellett volna létrehoznia, amely egy sínindító kocsi segítségével nagy sebességre gyorsul, majd bekapcsolja saját rakétahajtóművét, túlemelkedik a légkörön, ahonnan a légkör sűrű rétegeiben ricochet-repülést hajt végre, és eléri. nagy hatótávolság. Az eszköznek Nyugat-Európából kellett volna indulnia és Japán területén landolnia, az Egyesült Államok bombázására szánták. A projektről szóló utolsó jelentések 1944-ben szakadtak meg.
Az 50-es években az Egyesült Államokban lendületet adott a Daina-Sor rakéta repülőgépet megelőző űrrepülőgép-projekt kidolgozásához. A Szovjetunióban az ilyen rendszerek fejlesztésére vonatkozó javaslatokat Jakovlev, Mikojan és Myasishchev fontolgatta 1947-ben, de a műszaki megvalósításhoz kapcsolódó számos nehézség miatt nem dolgoztak ki.
A rakétatechnológia gyors fejlődésével az 40-es évek végén és az 50-es évek elején eltűnt az igény egy emberes rakéta-repülőgépen végzett munka befejezésére. A rakétaiparban kialakult a ballisztikus típusú cirkáló rakéták iránya, amelyek használatuk általános koncepciója alapján megtalálták a helyüket a Szovjetunió általános védelmi rendszerében.
De az Egyesült Államokban a rakétarepülővel kapcsolatos kutatási munkát a katonaság támogatta. Abban az időben azt hitték, hogy a hagyományos repülőgépek vagy a sugárhajtású lövedékek a legjobb eszköz az ellenséges területre való töltet eljuttatására. Projektek születtek a Navajo siklórakéta program keretében. A Bell Aircraft folytatta az űrrepülőgép kutatását, hogy ne bombázóként, hanem felderítő járműként használhassa. 1960-ban szerződést kötöttek a Boeinggel a Daina-Sor szuborbitális felderítő rakétagép fejlesztésére, amelyet a Titan-3 rakétával kellett volna indítani.
A Szovjetunió azonban a 60-as évek elején visszatért az űrrepülőgépek ötletéhez, és a Mikoyan Tervezőirodánál egyszerre két szuborbitális jármű projekten kezdett dolgozni. Az első egy gyorsuló repülőgépet, a második egy Szojuz rakétát tartalmazott orbitális síkkal. A kétlépcsős repülőgép-rendszert "Spirál"-nak vagy "50/50" projektnek hívták.
Az orbitális űrhajó-rakétagépet egy nagy teljesítményű Tu-95K hordozó repülőgép hátuljáról indították nagy magasságban. A "Spirál" folyékony rakétahajtóművekkel felszerelt rakétasepülőgép elérte a Föld-közeli pályát, ott elvégezte a tervezett munkát, és a légkörben siklott vissza a Földre. Ennek a kompakt repülő űrszondának-repülőgépnek a funkciói sokkal szélesebbek voltak, mint a pályán való munka. A rakétagép teljes méretű modellje több repülést is végrehajtott a légkörben.
A szovjet projekt egy több mint 10 tonna tömegű, összecsukható szárnypanelekkel ellátott készülék létrehozását irányozta elő. A készülék kísérleti változata 1965-ben készen állt az első repülésre szubszonikus analógként. A repülés során a szerkezetre gyakorolt termikus hatások, valamint a készülék szubszonikus és szuperszonikus sebességgel történő irányíthatóságának problémáinak megoldására repülő modelleket építettek, amelyeket "Bor"-nak neveztek. Teszteiket 1969-1973-ban végezték. A kapott eredmények mélyreható tanulmányozása két modell létrehozásának szükségességét eredményezte: "Bor-4" és "Bor-5". A Space Shuttle program felgyorsult munkatempója, és ami a legfontosabb, az amerikaiak ezen a téren elért tagadhatatlan sikerei azonban megkövetelték a szovjet tervek kiigazítását.
Általánosságban elmondható, hogy a hazai fejlesztők újrafelhasználható űrrepülőgépei semmiképpen sem újak és ismeretlenek. Figyelembe véve a műholdas rendszerek kiépítésére, a bolygóközi kommunikációra és a mélyűrkutatásra irányuló programok felgyorsulását, magabiztosan beszélhetünk a precízen újrahasznosítható hordozórakéták, köztük a nehéz hordozórakéták létrehozásának szükségességéről.
Általában véve az orosz nehézrakéta fejlesztésére vonatkozó tervek meglehetősen optimisták. Május közepén Oleg Ostapenko pontosította, hogy a 2016-2025-ös Szövetségi Űrprogram továbbra is előírja egy 70-80 tonna hasznos teherbírású, szupernehéz hordozórakéta tervezését. „A PCF-et még nem hagyták jóvá, alakul. A közeljövőben közzétesszük” – hangsúlyozza a Roszkozmosz vezetője.
Információk