Rusijos Mėnulio ir Marso programoms reikalingos itin sunkios pristatymo transporto priemonės
Šiais laikais įsiskverbimas į gilią erdvę, paskelbtas Rusijos ir Amerikos pažangiose kosminėse programose, tačiau, kaip ir veikla Žemės erdvėje, yra neatsiejamai susijęs su patikimų, ekonomiškų, daugiafunkcinių transporto sistemų kūrimu. Be to, jie turi būti tinkami spręsti labai įvairias civilines ir karines užduotis. Matyt, Rusija turėtų atkreipti dėmesį į daugkartinio naudojimo sunkiojo transporto kūrimą.
Šiandien Rusijos kosminė mintis pagaliau persiorientavo į tolimas ekspedicijas. Mes kalbame apie laipsnišką Mėnulio tyrinėjimą - programą, kuri negrįžta 40 metų. Tolimoje ateityje - pilotuojami skrydžiai į Marsą. Šiuo atveju mes nekalbėsime apie minėtas programas, tačiau atkreipiame dėmesį, kad negalime apsieiti be sunkiųjų raketų, galinčių į žemą orbitą paleisti šimtus tonų naudingos apkrovos.
Angara ir Jenisejus
Karinis aspektas taip pat niekur nedingsta. Pagrindinis praktiškai realybe tapęs amerikiečių kosminės priešraketinės gynybos sistemos elementas bus transporto sistema, galinti į Žemės orbitą pristatyti daugybę kovinių platformų, stebėjimo ir valdymo palydovų. Ji taip pat turėtų numatyti šių transporto priemonių prevenciją ir remontą tiesiogiai kosmose.
Apskritai sukurta milžiniško energijos potencialo sistema. Galų gale tik vienos kovos platformos su 60 megavatų vandenilio fluorido lazeriu svoris yra 800 tonų. Tačiau nukreiptų energetinių ginklų efektyvumas gali būti didelis tik tuo atveju, jei orbitoje yra kelios tokios platformos. Akivaizdu, kad visa kitos „žvaigždžių karų“serijos krovinių apyvarta sieks dešimtis tūkstančių tonų, kurie turi būti sistemingai pristatomi į beveik Žemės erdvę. Bet tai dar ne viskas.
Šiandien kosmoso žvalgybos kompleksai atlieka pagrindinį vaidmenį naudojant didelio tikslumo ginklus Žemėje. Tai verčia JAV ir Rusiją nuolat didinti ir tobulinti savo orbitines grupes. Be to, erdvėlaivių aukštųjų technologijų pobūdis tuo pat metu reikalauja jų orbitos remonto.
Bet grįžkime prie mėnulio temos. Sausio pabaigoje, kai buvo planuojama atlikti išsamų Mėnulio tyrimą ir tikimasi ten dislokuoti gyvenamą bazę, pagrindinės vidaus kosmoso korporacijos „Energia“vadovas Vitalijus Lopota kalbėjo apie galimybę skristi į Mėnulį iš raketų požiūriu.
Ekspedicijų siuntimas į Mėnulį neįmanomas nesukūrus itin sunkių raketų, kurių keliamoji galia yra 74–140 tonų, o galingiausia Rusijos „Proton“raketa į orbitą iškelia 23 tonas. „Norint skristi į Mėnulį ir grįžti atgal, reikia dviejų paleidimų paleidimo-dvi raketos, kurių keliamoji galia yra 75 tonos, vieno paleidimo skrydis į Mėnulį ir atgal be nusileidimo yra 130–140 tonų. Jei imsimės 75 tonų raketos kaip bazės, tai praktinė misija į Mėnulį nusileidus yra aštuonių paleidimo schema. Jei raketos keliamoji galia yra mažesnė nei 75 tonos, kaip jie siūlo - 25–30 tonų, tada net Mėnulio raida tampa absurdiška “, - sakė Lopota, kalbėjusi Karališkajame skaityme Maskvos Baumano valstybiniame technikos universitete.
Denisas Lyskovas, valstybės sekretorius, „Roscosmos“vadovo pavaduotojas, kalbėjo apie būtinybę turėti sunkųjį vežėją gegužės viduryje. Jis sakė, kad šiuo metu „Roskosmos“kartu su Rusijos mokslų akademija rengia kosmoso tyrimų programą, kuri taps neatskiriama kitos Rusijos federalinės kosmoso programos 2016–2025 m. Dalimi. „Norint tikrai kalbėti apie skrydį į mėnulį, mums reikia itin sunkios klasės vežėjo, kurio keliamoji galia yra apie 80 tonų. Dabar šis projektas yra kūrimo stadijoje, artimiausiu metu parengsime reikiamus dokumentus, kad galėtume juos pateikti vyriausybei “, - pabrėžė M. Lyskovas.
Iki šiol didžiausia veikianti Rusijos raketa yra „Proton“, kurios naudingoji apkrova žemoje orbitoje yra 23 tonos, o geostacionarioje - 3,7 tonos. Rusija šiuo metu kuria „Angara“raketų šeimą, kurios keliamoji galia yra nuo 1,5 iki 35 tonų. Deja, šios technologijos kūrimas virto tikra ilgalaike statyba ir pirmasis paleidimas buvo atidėtas daugeliui metų, taip pat ir dėl nesutarimų su Kazachstanu. Dabar tikimasi, kad „Angara“vasaros pradžioje skris iš lengvosios konfigūracijos iš Plesetsko kosmodromo. Pasak „Roscosmos“vadovo, planuojama sukurti sunkią „Angara“versiją, galinčią į žemą orbitą paleisti 25 tonų naudingą krovinį.
Tačiau tokių rodiklių, kaip matome, toli gražu nepakanka, kad būtų galima įgyvendinti tarpplanetinių skrydžių ir giliųjų kosmoso tyrimų programą. „Royal Readings“„Roscosmos“vadovas Olegas Ostapenko sakė, kad vyriausybė rengia pasiūlymą sukurti itin sunkią raketą, galinčią į žemą orbitą paleisti daugiau nei 160 tonų sveriančius krovinius. „Tai tikras iššūkis. Kalbant apie ir aukštesnius skaičius “,- sakė Ostapenko.
Sunku pasakyti, kaip greitai šie planai taps realybe. Nepaisant to, vietinė raketų pramonė turi tam tikrą rezervą sunkiajam kosminiam transportui sukurti. Devintojo dešimtmečio pabaigoje buvo galima sukurti sunkiąją skystą raketinę raketą turinčią raketą „Energia“, galinčią į žemą orbitą paleisti naudingą krovinį, sveriantį iki 120 tonų. Jei mes kalbėsime apie visišką šios programos gaivinimą, tai dar nėra būtina, tada tikrai yra sunkiojo vežėjo, pagrįsto „Energia“, dizaino projektai.
Pagrindinę „Energia“dalį galima panaudoti naujoje raketoje - sėkmingai veikiančioje RD -0120 LPRE. Tiesą sakant, sunkiųjų raketų, naudojančių šiuos variklius, projektas egzistuoja Khrunichevo kosminiame centre, kuris yra pagrindinė mūsų vienintelės sunkiosios raketos „Proton“gamybos organizacija.
Mes kalbame apie transporto sistemą „Jenisejus-5“, kurios kūrimas prasidėjo dar 2008 m. Daroma prielaida, kad 75 metrų ilgio raketa bus aprūpinta pirmuoju etapu su trimis deguonies-vandenilio LPRE RD-0120, kurių gamybą Voronežo cheminės automatikos projektavimo biuras pradėjo 1976 m. Pasak Chrunichevo centro specialistų, atkurti šią programą nebus sunku, o ateityje šiuos variklius bus galima pakartotinai naudoti.
Tačiau, be akivaizdžių pranašumų, „Jenisejus“turi vieną reikšmingą, atvirai kalbant, šiandien neišvengiamą trūkumą - matmenis. Faktas yra tas, kad pagal planus pagrindinė būsimų paleidimų našta tenka Tolimuosiuose Rytuose statomam Vostochny kosmodromui. Bet kokiu atveju iš ten į kosmosą turėtų būti siunčiami sunkūs ir itin sunkūs perspektyvūs vežėjai.
Pirmosios raketos „Jenisejus-5“skersmuo yra 4,1 metro ir neleidžia jo gabenti geležinkeliu, bent jau be reikšmingo tūrinio ir labai brangaus kelių infrastruktūros modernizavimo. Dėl transportavimo problemų vienu metu reikėjo apriboti pagrindinių raketos „Rus-M“pakopų, kurios liko ant piešimo lentų, skersmenį.
Be Khrunichevo kosmoso centro, kuriant sunkųjį vežėją taip pat dalyvavo „Energia“raketų ir kosmoso korporacija (RSC). 2007 m. Jie pasiūlė raketos projektą, kuriame iš dalies naudojamas raketos „Energia“išdėstymas. Tik naujosios raketos naudingoji apkrova buvo įdėta į viršutinę dalį, o ne į šoninį konteinerį, kaip buvo jos pirmtake.
Nauda ir įgyvendinamumas
Žinoma, amerikiečiai mums nėra dekretas, tačiau jų sunkusis transportas, kurio plėtra jau pateko į namų ruožą, reiškia dalinį pakartotinį naudojimą. Šią vasarą privati kompanija „SpaceX“planuoja pirmą kartą paleisti naują „Falcon Heavy“- didžiausią raketą, paleistą nuo 1973 m. Tai yra, nuo Amerikos mėnulio programos pradžios, kai buvo paleistas milžiniškas nešiklis „Saturn-5“, kurį sukūrė amerikiečių nešančiųjų raketų tėvas Wernheris von Braunas. Bet jei ta raketa buvo skirta išimtinai ekspedicijoms į Mėnulį pristatyti ir buvo vienkartinė, tai naujoji jau gali būti naudojama Marso ekspedicijoms. Be to, planuojama grįžti į Žemės palaikymo etapus, tokius kaip raketa „Falcon 9 v1.1“(R - daugkartinio naudojimo, daugkartinio naudojimo).
Kosminiai pervežimai vėl yra paklausūs
Pirmajame šios raketos etape yra sumontuoti nusileidimo statramsčiai, naudojami raketai stabilizuoti ir minkštai nusileisti. Po atskyrimo pirmasis etapas sulėtėja trumpai įjungiant tris iš devynių variklių, kad būtų užtikrintas patekimas į atmosferą priimtinu greičiu. Jau netoli paviršiaus įjungiamas centrinis variklis, o scena paruošta minkštai nusileisti.
Naudingos apkrovos, kurią gali pakelti raketa „Falcon Heavy“, masė yra 52 616 kilogramų, tai yra maždaug dvigubai daugiau nei kitų sunkiųjų raketų - amerikiečių „Delta IV Heavy“, europietiškojo „Ariane“ir kiniškojo „Long March“.
Pakartotinis naudojimas, žinoma, yra naudingas dirbant aukšto dažnio erdvėje. Tyrimai parodė, kad vienkartinių kompleksų naudojimas yra pelningesnis nei daugkartinio transporto sistema programose, kurių paleidimo greitis neviršija penkių kartų per metus, su sąlyga, kad žemės atsiskyrimas atskiriamųjų dalių kritimo laukams bus laikinas, o ne nuolatinis, su galimybe evakuoti gyventojus, gyvulius ir įrangą iš pavojingų zonų. …
Ši išlyga yra dėl to, kad skaičiuojant niekada nebuvo atsižvelgta į žemės įsigijimo išlaidas, nes iki šiol nuostoliai dėl atmetimo ar net laikinos evakuacijos niekada nebuvo kompensuojami ir išlieka sunkiai apskaičiuojami. Ir jie sudaro didelę raketų sistemų eksploatavimo išlaidų dalį. Per 15 metų paleidžiant programą daugiau nei 75 kartus, daugkartinio naudojimo sistemos turi pranašumą, o ekonominis jų naudojimo poveikis didėja.
Be to, perėjimas nuo vienkartinių transporto priemonių, skirtų didelėms naudingosioms apkrovoms pradėti, prie daugkartinio naudojimo, žymiai sumažina įrangos gamybą. Taigi, kai vienoje kosminėje programoje naudojamos dvi alternatyvios sistemos, reikiamas blokų skaičius sumažinamas keturis ar penkis kartus, centrinių blokų korpusų skaičius - 50, skysti varikliai antrajam etapui - devynis kartus. Taigi sutaupyta sumažinus gamybos apimtis naudojant daugkartinio naudojimo nešančiąją transporto priemonę yra maždaug lygi jos sukūrimo išlaidoms.
Dar Sovietų Sąjungoje buvo apskaičiuotos pakartotinai naudojamų sistemų priežiūros ir remonto bei restauravimo darbų išlaidos. Mes panaudojome turimus faktinius duomenis, kuriuos kūrėjai gavo atlikdami antžeminius stendus ir skrydžio bandymus, taip pat orbitinio erdvėlaivio „Buran“orlaivio korpusą su šilumą apsaugančia danga, ilgo nuotolio orlaivius, daugkartinio naudojimo skystus variklius. RD-170 ir RD-0120 tipo. Remiantis tyrimo rezultatais, priežiūros ir po skrydžio remonto išlaidos yra mažesnės nei 30 procentų naujų raketų agregatų gamybos išlaidų.
Kaip bebūtų keista, pakartotinio naudojimo idėja pasireiškė dar 1920 -aisiais Vokietijoje, sutriuškinta Versalio sutarties, kuri vienijo Europos technikos bendruomenę, apimta raketų karštinės. Trečiajame Reiche 1932–1942 m., Vadovaujant Eigenui Zengerui, buvo sėkmingai sukurtas raketų bombonešio projektas. Turėjo būti sukurtas orlaivis, kuris, naudodamasis bėgių paleidimo vežimėliu, įsibėgėtų iki didelio greičio, paskui įjungtų savo raketinį variklį, pakiltų iš atmosferos, iš kur rikošuotų tankiais atmosferos sluoksniais. ilgo nuotolio. Įrenginys turėjo prasidėti nuo Vakarų Europos ir nusileisti Japonijos teritorijoje, jis buvo skirtas bombarduoti JAV teritoriją. Paskutinės šio projekto ataskaitos buvo nutrauktos 1944 m.
50-aisiais Jungtinėse Amerikos Valstijose jis tarnavo kaip postūmis plėtoti kosminio lėktuvo projektą, įvykusį prieš „Dyna-Sor“raketinį lėktuvą. Sovietų Sąjungoje pasiūlymus dėl tokių sistemų kūrimo 1947 metais svarstė Jakovlevas, Mikojanas ir Miašiševas, tačiau jie nesulaukė plėtros dėl daugybės sunkumų, susijusių su techniniu įgyvendinimu.
40 -ųjų pabaigoje - 50 -ųjų pradžioje sparčiai vystantis raketų sistemai, dingo poreikis užbaigti darbą su pilotuojamu raketiniu bombonešiu. Raketų pramonėje buvo suformuota balistinio tipo sparnuotųjų raketų kryptis, kurios, remiantis bendra jų panaudojimo koncepcija, rado savo vietą bendroje SSRS gynybos sistemoje.
Tačiau Jungtinėse Valstijose raketinio lėktuvo tyrimų darbus parėmė kariuomenė. Tuo metu buvo manoma, kad įprastiniai orlaiviai ar sviediniai orlaiviai su oro srauto varikliais yra geriausia priemonė įnešti užtaisus į priešo teritoriją. Gimė sklandomųjų raketų programos „Navajo“projektai. „Bell Aircraft“toliau tyrinėjo kosminį lėktuvą, kad galėtų jį naudoti ne kaip bombonešį, o kaip žvalgybinę transporto priemonę. 1960 metais buvo pasirašyta sutartis su „Boeing“dėl suborbitalinio žvalgybinio raketinio lėktuvo „Daina-Sor“, kuris turėjo būti paleistas su raketa „Titan-3“, kūrimo.
Tačiau šeštojo dešimtmečio pradžioje SSRS grįžo prie kosminių orlaivių idėjos ir pradėjo darbą Mikojano projektavimo biure, kurdama du suborbitinių transporto priemonių projektus vienu metu. Pirmasis numatė stiprintuvą, antrasis - raketą „Sojuz“su orbitine plokštuma. Dviejų pakopų aviacijos ir kosmoso sistema vadinosi „Spiral“arba „Project 50/50“.
Orbitinis raketinis laivas buvo paleistas iš galingo nešiojamojo lėktuvo „Tu-95K“nugaros dideliame aukštyje. Raketinis lėktuvas „Spiral“ant skystų raketinių raketų variklių pasiekė beveik Žemės orbitą, ten atliko suplanuotus darbus ir grįžo į Žemę, sklandydamas atmosferoje. Šio kompaktiško skraidančio lėktuvo erdvėlaivio funkcijos buvo daug platesnės nei tik darbas orbitoje. Pilno masto raketinio lėktuvo modelis atmosferoje atliko kelis skrydžius.
Sovietinis projektas numatė sukurti aparatą, sveriantį daugiau nei 10 tonų su sulankstomomis sparnų konsolėmis. 1965 m. Eksperimentinė prietaiso versija buvo paruošta pirmajam skrydžiui kaip pogarsinis analogas. Siekiant išspręsti šiluminio poveikio konstrukcijai skrydžio metu ir transporto priemonės valdomumo problemas, susijusias su žemesniu ir viršgarsiniu greičiu, buvo sukurti skraidantys modeliai, pavadinti „Bor“. Jų bandymai buvo atlikti 1969–1973 m. Gilus gautų rezultatų tyrimas paskatino sukurti du modelius: „Bor-4“ir „Bor-5“. Tačiau paspartėjęs „Space Shuttle“programos darbo tempas, o svarbiausia - neginčijama amerikiečių sėkmė šioje srityje reikalavo koreguoti sovietų planus.
Apskritai daugkartinio naudojimo kosmoso technologija, skirta vidaus kūrėjams, jokiu būdu nėra kažkas naujo ir nežinomo. Atsižvelgdami į spartėjančias palydovų sistemų kūrimo programas, tarpplanetinius ryšius ir gilų kosmoso tyrimą, galime užtikrintai kalbėti apie būtinybę sukurti tiksliai daugkartinio naudojimo nešančias nešančias nešančias nešančias nešančias nešančias nešiotuves.
Apskritai planai sukurti rusišką sunkiąją raketą yra gana optimistiški. Gegužės viduryje Olegas Ostapenko patikslino, kad Federalinėje 2016–2025 m. Kosminėje programoje vis tiek bus numatytas supersunkiosios raketos, kurios keliamoji galia yra 70–80 tonų, dizainas. „FKP dar nepatvirtintas, jis formuojamas. Artimiausiu metu paskelbsime “, - pabrėžia„ Roscosmos “vadovas.
