Újrahasználható rakéta és űrrendszer a kilövés helyszínén. Magas hőmérsékletű kutatóintézet grafikája
A modern orosz kozmonautika alapja a Szojuz és a Proton rakéta, amelyeket a múlt század közepén hoztak létre. Szinte mindent, ami az orosz kozmodromokból az űrbe indul, ezek a megbízható, de meglehetősen elavult gépek állítják pályára. A rakétaflotta megújítása és Oroszország feltétel nélküli hozzáférésének biztosítása érdekében az űrtevékenység minden szegmenséhez a legújabb Angara rakétakomplexum a repülési tesztek szakaszába lép. Ez talán az egyetlen űrrakéta -komplexum a világon, amely széles körű képességekkel rendelkezik a 4-26 tonna súlyú űrhajók űrbe szállítására.
Szuper nehéz elvek
Az űrjárművek iránti igényeket a közeljövőben a Szojuz és az Angara rakéták fogják kielégíteni, de teherbírásuk nem elegendő a Hold, a Mars és a Naprendszer más bolygóinak feltárásával kapcsolatos problémák megoldásához. Ezenkívül megnehezítik az Amur -régió ökológiai helyzetét, mert eltöltött szakaszuk vagy az Amur -tajgába, vagy az Okhotszki -tenger vízterületére esik. Világos, hogy ez a helyzet kényszerhelyzet, fizetés Oroszország űrszuverenitásának biztosításáért. Mekkora lesz ez a kifizetés, ha úgy döntenek, hogy szupernehéz rakétákat hoznak létre a Holdra irányuló emberes repülésekhez?
Történelmünkben már voltak ilyen rakéták: Energia és N-1. A szupernehéz rakéta alapelveit több mint 50 évvel ezelőtt rögzítették és hajtották végre, ezért csak pénzre van szükség a létrehozásához. Ha pedig harmadik alkalommal hoznak létre egy szupernehéz rakétát, akkor évente további 320 tonna fémhulladékot halmoznak fel üzemanyag-maradékokkal az Amur régióban.
Az a vágy, hogy a rakétákat környezetbaráttá és költségtakarékossá tegyék, arra az ötletre vezetett, hogy a rakéták első lépéseit vissza kell juttatni a kilövőhelyre, és újra fel kell használni. A kijelölt idő letelte után a lépéseknek le kell ereszkedniük a légkörben, és amint a gép visszatér az indítási helyszínre. Ezen elv szerint az újrafelhasználható rakéta- és űrrendszert (MRKS) működtetik.
MRKS, ahogy van
Az újrafelhasználható rakéta- és űrrendszert 2011 -ben a moszkvai Aerospace Show -n mutatták be a szakembereknek és a nyilvánosságnak. A rendszer négy újrafelhasználható hordozórakétából (MRN) áll, újrafelhasználható rakétaegységekkel (VRB). A 25-70 tonna teherbírású MRN -ek teljes skáláját két fő modul különböző kombinációival lehet kiegészíteni: az első modul egy újrafelhasználható rakétaegység (első szakasz), a második modul egy második eldobható rakétafokozat.
A legfeljebb 25 tonna teherbírású konfigurációban (egy VRB és egy modul a 2. szakaszból) az újrafelhasználható rakéta képes minden modern és ígéretes, emberes és pilóta nélküli űrhajót felbocsátani. A 35 tonna méretben (két VRB és egy modul a 2. szakaszból) az MRN lehetővé teszi két távközlési műhold pályára állítását pályára indításonként, ígéretes pályaállomások moduljainak az űrbe juttatását és nehéz automatikus állomások indítását. a Holdkutatás és a Mars felfedezésének első szakasza.
Az MRN fontos előnye, hogy képes páros indításokat végrehajtani. Angara rakéta segítségével két modern távközlési műhold indításához tíz rakétahajtóművet kell vásárolni, egyenként 240 millió rubel értékben. minden egyes. Ha két azonos műholdat az MRN használatával indítanak el, akkor csak egy motor kerül felhasználásra, amelynek költsége 400 millió rubelre becsülhető. Csak a motorok költsége 600%-os!
A visszanyerhető rakétaegység első tanulmányait a század elején végezték el, és a Le Bourget repülőgép-kiállításon mutatták be a Bajkál visszatérési szakaszának mintája formájában.
Később, az előzetes tervezési szakaszban az üzemanyag -alkatrészek kiválasztásán, a termikus fűtés, az automatikus leszállás és sok más probléma megoldásán dolgoztak. Több tucat VRB változatot elemeztek részletesen, alapos műszaki és gazdasági elemzést végeztek, figyelembe véve a hazai kozmonautika fejlődésének különböző forgatókönyveit. Ennek eredményeként meghatározták az MRKS egyik változatát, amely a legteljesebb mértékben kielégíti a modern és ígéretes feladatok teljes készletét.
Újrahasználható hordozórakéta leszállása újrafelhasználható rakétaegységekkel. Magas hőmérsékletű kutatóintézet grafikája
Kék gázon
Javasolták az újrafelhasználható motor problémájának megoldását, cseppfolyósított földgázt (LNG) használva üzemanyagként. A földgáz olcsó, környezetbarát tüzelőanyag, amely leginkább alkalmas újrafelhasználható motorokhoz. Ezt megerősítette az A. M. -ről elnevezett Khimmash Design Bureau. Isaev 2011 szeptemberében, amikor a világ első folyékony hajtóanyagú földgáz rakéta motorját tesztelték. A motor több mint 3000 másodpercig járt, ami 20 indításnak felel meg. Szétszerelése és az egységek állapotának vizsgálata után minden új műszaki elképzelés megerősítést nyert.
Javasolták a szerkezet felmelegítésének megoldását az optimális pályák kiválasztásával, amelyekben a hőáramok kizárják a szerkezet intenzív hevítését. Ezáltal nincs szükség drága hővédelemre.
Javasolták megoldani azt a problémát, hogy két VRB automatikusan leszáll, és integrálják őket az orosz légtérbe a GLONASS navigációs rendszer és egy automatikus függő felügyeleti rendszer bevonásával, amelyet nem használtak a rakétában, a vezérlőhurokba.
Figyelembe véve a létrehozandó berendezések műszaki összetettségét és újszerűségét, a hazai és külföldi tapasztalatok alapján, megalapozott a repülés demonstrátor létrehozásának szükségessége, amely a VRB kicsinyített másolata. A bemutató minden szabványos fedélzeti rendszerrel előállítható és felszerelhető anélkül, hogy előkészítést igényelne. Egy ilyen repülőgép lehetővé teszi, hogy valós repülési körülmények között teszteljék a teljes méretű termékben található összes legfontosabb műszaki megoldást, csökkentve a műszaki és pénzügyi kockázatokat a szabványos termék létrehozásakor.
A demonstrátor költségei indokolhatóak annak köszönhetően, hogy egyedülállóan képes ballisztikus pályán 10 km -nél nagyobb súlyú tárgyakat 80 km magasságra indítani, 7 -szeresére gyorsítani a hangsebességet meghaladó sebességre, és visszatérni a repülőtérre a második indításhoz. Az ennek alapján létrehozott újrafelhasználható termék nemcsak a hiperszonikus repülőgépek fejlesztői számára lehet nagy jelentőségű.
A rugalmasság filozófiája
Az első szakasz a rakéta legnagyobb és legdrágább része. Ezen szakaszok gyártásának csökkentésével az ismételt használat miatt jelentősen csökkenthető a szövetségi ügynökségek űrhajók indításával kapcsolatos költsége. Az előzetes becslések azt mutatják, hogy az összes létező és ígéretes űrprogram sikeres végrehajtásához, beleértve a pilóta nélküli állomások Holdra és Marsra történő szállítását is, elegendő csupán 7–9 újbóli rakétablokkból álló flottával rendelkezni.
Az MRCS rugalmasság filozófiája az űrprogram konjunktúrájával kapcsolatban. A 25–35 tonna teherbírású MRN létrehozásával a Roskosmos olyan rendszert kap, amely hatékonyan megoldja a mai és a közeljövő problémáit. Ha szükség van nehezebb járművek bevetésére a Holdra vagy a Marsra történő járatokra, akkor az ügyfélnek akár 70 tonna teherbírású MRN -je lesz, amelynek létrehozása nem igényel jelentős költségeket.
Az egyetlen program, amelyre az MRKS nem alkalmas, a Marsra irányított, emberes repülések programja. Ezek a járatok azonban belátható időn belül technikailag nem megvalósíthatók.
Ma alapvetően fontos kérdés merül fel a hordozórakéták fejlesztésének kilátásaival kapcsolatban. Mit kell létrehozni: egy eldobható szupernehéz rakéta, amelyet csak a Hold és a Mars programjaiban fognak használni, és ha megszűnik, a költségeket újra leírják; vagy létre kell hozni egy MRCS -t, amely nemcsak lehetővé teszi a jelenlegi indítóprogramok megvalósítását másfélszer alacsonyabb áron, mint a mai, de minimális módosításokkal is használható a Hold -programban és a Mars -kutatási programban?
