Avaruusteollisuus on yksi huipputeknologiasta, ja sen tila luonnehtii suurelta osin maan teollisuuden ja teknologian yleistä kehitystasoa. Venäjän nykyiset avaruus saavutukset perustuvat enimmäkseen Neuvostoliiton saavutuksiin. Neuvostoliiton romahtamisen aikaan Neuvostoliiton ja Yhdysvaltojen valmiudet avaruudessa olivat suunnilleen vertailukelpoisia. Myöhemmin Venäjän federaation astronautian tilanne alkoi vähitellen huonontua.
Lukuun ottamatta amerikkalaisten astronauttien kansainväliselle avaruusasemalle (ISS) toimittamiseen liittyviä palveluja, jotka syntyivät siksi, että Yhdysvallat kieltäytyi kalliista avaruussukkulaohjelmasta, Venäjä on kaikessa Yhdysvaltoja huonompi: käytännössä mitään onnistuneita suuria tieteellisiä hankkeita, jotka ovat verrattavissa rovereiden lähettämiseen, kiertoratakaukoputkien käyttöönottoon tai lähettämällä avaruusaluksia kaukaisiin kohteisiin aurinkokunnassa. Yksityisten kaupallisten yritysten nopea kehitys on johtanut siihen, että Roskosmosin osuus avaruuden laukaisumarkkinoilla on laskenut merkittävästi. Yhdysvaltoihin toimitetut venäläiset RD-180-moottorit korvaavat pian Blue Originin amerikkalaisen BE-4-moottorin.
Suurella todennäköisyydellä Yhdysvallat kieltäytyy tulevana vuonna Venäjän palveluista "avaruusohjaamona", kun se on suorittanut testit omalle miehitetylle avaruusalukselleen (kolme miehitettyä avaruusalusta kehitetään samanaikaisesti).
Viimeinen yhteyspiste Yhdysvaltojen ja Venäjän välillä on ISS, joka on päättymässä. Jos mitään kotimaista tai kansainvälistä hanketta, johon Venäjä osallistuu, ei toteuteta, venäläisten kosmonauttien pysyminen kiertoradalla tulee erittäin episodiseksi.
Tärkein vakiintunut suuntaus, jonka pitäisi lähitulevaisuudessa vähentää merkittävästi hyötykuorman kiertoradalle laskemisen kustannuksia, on uudelleenkäytettävien rakettien luominen. Jossain määrin tämä on jo tapahtumassa: SpaceX: n ilmoitettu tavoite on alentaa rahdin kiertoradalle laskemisesta aiheutuvia kustannuksia kymmenen kertaa, ja tällä hetkellä hintaa on voitu alentaa noin puolitoista kertaa.
On ymmärrettävä, että uudelleenkäytettävät raketit nykyisessä muodossaan (ensimmäisen vaiheen palatessa) ovat kehityksen alkuvaiheessa. Muiden kaupallisten yritysten tähän suuntaan osoittaman kiinnostuksen perusteella suuntaa voidaan pitää erittäin lupaavana. Läpimurto tähän suuntaan voisi olla kaksivaiheisen kantoraketin (LV) BFR ilmestyminen, jossa molempien vaiheiden täysi uudelleenkäytettävyys ja odotettu lentovarmuus nykyaikaisten matkustajakoneiden tasolla.
Venäjän avaruusalalla on myös useita hankkeita, joissa on käytetty eri tasoisia uudelleenkäytettäviä kantoraketteja.
Baikal
Yksi aktiivisimmista uudelleenkäytettävien rakettien hankkeista on Baikal-Angara. Lupaava "Baikal" -moduuli on uudelleenkäytettävä kiihdytin (MRU) ensimmäisessä vaiheessa Angara -kantorakettia, joka on kehitetty GKNPTs im. Khrunichev.
Raketin luokasta (kevyt, keskikokoinen, raskas) riippuen tulisi käyttää yhtä, kahta tai neljää uudelleenkäytettävää Baikal -vahvistinta. Kevyessä versiossa Baikal-kiihdytin on itse asiassa ensimmäinen vaihe, joka tuo tämän version Angara-rakettikonseptin lähemmäksi SpaceX: n Falcon-9-konseptia.
Uudelleenkäytettävän "Baikal" -kiihdyttimen ominaisuus on lentokoneiden palautus. Purkamisen jälkeen "Baikal" avaa pyörivän siiven rungon yläosaan ja laskeutuu lentokentälle samalla kun voidaan ohjata noin 400 km: n etäisyydellä.
Suunnittelua on kritisoitu monimutkaisemmaksi ja mahdollisesti vähemmän tehokkaaksi verrattuna pystysuoraan istutukseen, jota käytetään merentakaisissa projekteissa. Roskosmosin mukaan vaakasuuntainen laskeutumismalli on välttämätön, jotta varmistetaan mahdollisuus palata laukaisupaikkaan, mutta sama mahdollisuus on ilmoitettu BFR -kantoraketille. Ja Falcon-9-kantoraketin ensimmäiset vaiheet ovat enintään 600 km: n päässä laukaisupaikasta, eli niiden laskeutumispaikat voidaan helposti varustaa suhteellisen lyhyen matkan päässä kosmodromista.
Toinen Baikal MRU + Angara -kantoraketin konseptin haittapuoli voidaan pitää sitä, että keskikokoisessa ja raskaassa versiossa vain kiihdyttimet palaavat, kantoraketin ensimmäinen vaihe (keskusyksikkö) menetetään. Ja neljän MRU: n laskeutuminen samanaikaisesti kantoraketin raskaan version käynnistämisessä voi aiheuttaa vaikeuksia.
Baikal-Angara-hankkeen kehittämisen taustalla Angara-ohjusten yleissuunnittelijan Alexander Medvedevin lausunnot näyttävät oudolta. Hänen mielestään raketti voi laskeutua suihkumoottorien avulla sisäänvedettäville tuille, kuten Falcon-9-kantoraketille. Angara-A5V- ja Angara-A3V-kantorakettien ensimmäisten vaiheiden jälkiasennus laskutukilla, laskeutumisjärjestelmällä, ylimääräisillä lämpösuojajärjestelmillä ja lisäpolttoaineella lisää niiden painoa noin 19 prosenttia. Tarkistuksen jälkeen Angara-A5V pystyy poistamaan 26-27 tonnia Vostochny-kosmodromista eikä 37 tonnia, kuten kertaluonteisessa versiossa. Jos tämä hanke toteutetaan, "Angaran" avulla tapahtuvan lastin nostokustannusten pitäisi laskea 22-37%, kun taas kantoraketin ensimmäisten vaiheiden suurin sallittu laukaisumäärä ei ole ilmoitettu.
Kun otetaan huomioon Roscosmos-edustajien lausunnot mahdollisuudesta luoda Soyuz-7-kantoraketti yhteistyössä S7 Spacen kanssa uudelleenkäytettävässä versiossa, voidaan päätellä, että uudelleenkäytettävän kantoraketin hanke ei ole vielä lopullisesti päätetty Venäjällä. Siitä huolimatta Baikal MRU -hanketta kehitetään vähitellen. V. M. Myasishchevin mukaan nimetty kokeellinen konepajatehdas osallistuu sen kehittämiseen. Demonstraattorin vaakasuora lento on suunniteltu vuonna 2020, jolloin nopeus tulisi saavuttaa noin 6,5 m. Jatkossa MRU laukaistaan ilmapallolta 48 km: n korkeudesta.
Sojuz-7
Syyskuussa 2018 Igor Radugin, Energia Rocket and Space Corporationin kanta-autojen pääsuunnittelija, ensimmäinen apulaissuunnittelija ja johtaja, joka johti uuden venäläisen Soyuz-5-kantoraketin ja Yenisei-superraskaan raketin kehittämistä, jätti tehtävänsä ja meni töihin yksityiselle yritykselle S7 Space. Hänen mukaansa S7 Space aikoo luoda Sojuz-7-raketin, joka perustuu Roscosmosin kehittämään Soyuz-5-rakettiin, joka puolestaan on menestyneen Neuvostoliiton Zenit-raketin ideologinen seuraaja.
Kuten Falcon-9-rakettissa, myös Soyuz-7-kantoraketin on tarkoitus palata ensimmäiseen vaiheeseen käyttämällä rakettien dynaamista ohjausta ja pystysuuntaista laskua rakettimoottoreilla. Sea Launch -alustalle on tarkoitus kehittää Soyuz-7SL-versio. Suunnitellaan käytettäväksi todistettua RD-171-moottoria (luultavasti sen muunnos RD-171MV) Soyuz-7 LV -moottorina, jota voidaan käyttää jopa kaksikymmentä kertaa (10 lentoa ja 10 palovammaa). S7 Space suunnittelee kehitystyönsä 5-6 vuoden kuluessa. Tällä hetkellä kantoraketti Sojuz-7 voidaan pitää realistisimpana uudelleenkäytettävän kantoraketin hankkeena Venäjällä.
Teia
Yritys "Lin Industrial" suunnittelee erittäin pientä suborbitaalista rakettia "Teia", joka on suunniteltu nousemaan 100 km: n ehdolliselle avaruuden rajalle ja sitten palaamaan.
Hankkeen vaatimattomista ominaisuuksista huolimatta se voi tarjota tarvittavia tekniikoita, jotta tulevaisuudessa voitaisiin luoda korkeammilla ominaisuuksilla varustettu kantoraketti, varsinkin kun Lin Industrial työskentelee samanaikaisesti kertakäyttöisen erittäin pienen kantoraketin Taimyr-projektin parissa.
Kruunu
Yksi mielenkiintoisimmista ja innovatiivisimmista hankkeista voidaan pitää uudelleenkäytettävänä yksivaiheisena pystysuorana lentoonlähtö- ja laskurakettina "Korona", jonka on kehittänyt valtion ohjuskeskus (GRT), jonka nimi on V. I. Makeev vuosina 1992-2012. Projektin edetessä monia Korona -kantoraketin variantteja harkittiin, kunnes muodostui optimaalisin lopullinen versio.
Korona-kantoraketin lopullinen versio on suunniteltu laukaisemaan 6-12 tonnin painoinen hyötykuorma matalan maan kiertoradalle, jonka korkeus on noin 200-500 km. Kantoraketin laukaisumassan oletetaan olevan noin 280-290 tonnia. Moottorin oli tarkoitus käyttää kiila-ilma nestemäistä ponneainetta sisältävää rakettimoottoria (LRE) vety + happipolttoaineparilla. Kiertävän avaruusaluksen "Buran" parannettua lämpösuojaa on tarkoitus käyttää lämpösuojana.
Rungon akselisymmetrisen kartiomaisen muodon aerodynamiikka on hyvä liikuttaessa suurilla nopeuksilla, mikä mahdollistaa Korona -kantoraketin laskeutumisen laukaisupisteeseen. Tämä puolestaan mahdollistaa Korona LV: n käynnistämisen sekä maalla että offshore-alustoilla. Laskeutuessaan ilmakehän ylemmissä kerroksissa kantoraketti jarruttaa ja ohjaa aerodynaamisesti, ja viimeisessä vaiheessa lähestyessään laskeutumispaikkaa se kääntyy taaksepäin ja laskeutuu käyttämällä rakettimoottoria sisäänrakennetuilla iskunvaimentimilla. Oletettavasti Korona -kantorakettia voidaan käyttää jopa 100 kertaa, ja yksittäiset rakenneosat vaihdetaan 25 lennon välein.
Kehittäjän mukaan kokeiluvaiheeseen siirtyminen kestää noin 7 vuotta ja 2 miljardia dollaria, ei niinkään mahdollisuudesta saada tällainen vallankumouksellinen kompleksi.
Tällä hetkellä bruttorekisterit. Makeevia voidaan pitää yhtenä osaavimmista yrityksistä rakettialalla, joka säilytti mahdollisuutensa mahdollisimman paljon Neuvostoliiton romahtamisen jälkeen. He loivat yhden tehokkaimmista mannertenvälisistä ballistisista ohjuksista, Sinevan, ja heille annettiin tehtäväksi luoda Sarmat ICBM, joka korvaa kuuluisan Saatanan. Sarmat ICBM: n luomisen valmistuminen vuosina 2020-2021 avaa mahdollisuuden houkutella SRC: n nimeä Makeev avaruushankkeisiin.
Korona -hankkeen puutteista puhuttaessa voidaan olettaa, että nämä ovat ensisijaisesti tarve luoda infrastruktuuri nestemäisen vedyn jakelua ja varastointia varten sekä kaikki sen käyttöön liittyvät ongelmat ja riskit. On mahdollista, että paras ratkaisu olisi luopua Korona-kantoraketin yksivaiheisesta järjestelmästä ja ottaa käyttöön kaksivaiheinen täysin uudelleenkäytettävä metaanipolttoainekompleksi. Esimerkiksi kehitetyn happi-metaanimoottorin RD-169 tai sen muutosten perusteella. Tässä tapauksessa ensimmäistä vaihetta voitaisiin käyttää erikseen tuodakseen tietyn hyötykuorman noin 100 km: n korkeuteen.
Toisaalta nestemäistä vetyä rakettien polttoaineena ei todennäköisesti voida välttää. Monissa hankkeissa käytetään toisessa vaiheessa vety-happimoottoreita riippuen siitä, onko ensimmäinen vaihe metaanissa vai kerosiinissa. Tässä yhteydessä on aiheellista palauttaa mieleen kolmikomponenttimoottorit, jotka ovat esimerkiksi kemiallisen automaation suunnittelutoimiston (KBKhA) kehittämä kaksimuotoinen kolmikomponenttimoottori RD0750. Ensimmäisessä tilassa RD0750 -moottori käyttää happea ja kerosiinia lisäämällä 6% vetyä, toisessa - happea ja vetyä. Tällainen moottori voidaan toteuttaa myös vety + metaani + happi -yhdistelmälle, ja on mahdollista, että tämä osoittautuu jopa yksinkertaisemmaksi kuin kerosiiniversiossa.
Baikal-Angara, Sojuz-7 tai Korona?
Mikä näistä hankkeista voisi olla Venäjän ensimmäinen uudelleenkäytettävä raketti? Baikal-Angara-projektia voidaan suosiosta huolimatta pitää vähiten mielenkiintoisena. Ensinnäkin erittäin pitkäaikainen melu "Angara" -kantorakettien kanssa jättää jo jälkensä, ja toiseksi ajatus MRU: n palauttamisesta lentokoneella herättää myös monia kysymyksiä. Jos puhumme helpoimmasta vaihtoehdosta, kun MRU on itse asiassa ensimmäinen vaihe, niin minne tahansa se meni, mutta jos puhumme keskikokoisista ja raskaista vaihtoehdoista, joissa on kaksi / neljä MRU: ta ja ensimmäisen ja toisen vaiheen menetys, idea näyttää hyvin outoa. Keskustelut Angara -kantoraketin pystysuorasta laskeutumisesta todennäköisesti jatkuvat, tai ne toteutuvat, kun muu maailma lentää jo antigravitaatiolla tai antiaineella.
Yksityisen yrityksen S7 Spacein yhteistyössä Roskosmosin kanssa luoma uudelleenkäytettävä versio Soyuz-7-kantoraketista vaikuttaa optimistisemmalta, varsinkin kun suunniteltu supersuuri kantoraketti Yenisei rakennetaan samoille moottoreille, mikä mahdollistaa siirron "uudelleenkäytettäviä" tekniikoita siihen …. Kuitenkin eeppisen muistaminen "Yo-mobile": lla ja tämä projekti voi mennä historian roskakoriin. Toinen ongelma on happi-kerosiinimoottoreiden ensimmäinen käyttö Soyuz-5-, Soyuz-7- ja Yenisei-kantorakettien hankkeissa. Metaanin edut ja näkymät rakettien polttoaineena ovat ilmeiset, ja on keskitettävä ponnistelut siirtymiseen tähän tekniikkaan - kuristetun uudelleenkäytettävän metaaninrakettimoottorin luomiseen sen sijaan, että luodaan seuraava "maailman tehokkain" happi -kerosiinimoottori, jonka merkitys lakkaa olemasta 5-10 vuoden kuluttua …
Projektia "Crown" voidaan tässä tilanteessa pitää "tummana hevosena". Kuten edellä mainittiin, SRC ne. Makeevalla on korkea osaaminen, ja sillä olisi asianmukaisella rahoituksella voitu luoda uudelleenkäytettävä yksivaiheinen tai kaksivaiheinen kantoraketti vuosina 2021–2030, kun Sarmat ICBM -työ on saatu päätökseen. Kaikista mahdollisista vaihtoehdoista Korona -hankkeesta voi tulla innovatiivisin, joka pystyy luomaan perustan kantoraketin seuraaville sukupolville.
Uudelleenkäytettävän Falcon-9-kantoraketin ulkonäkö osoitti, että uusi taistelu avaruudesta oli alkanut ja olimme nopeasti jäljessä tästä taistelusta. Ei ole epäilystäkään siitä, että saatuaan yksipuolisia etuja avaruudessa Yhdysvallat ja mahdollisesti Kiina seuraa sitä aloittavat nopean militarisoinnin. Uudelleenkäytettävien kantorakettien tarjoamat hyötykuormien kiertoradalle laskemisen alhaiset kustannukset tekevät avaruudesta houkuttelevan investoinnin kaupalliselle sektorille ja lisäävät avaruuskilpailua.
Edellä esitetyn yhteydessä haluan toivoa, että maamme johto ymmärtää avaruusteknologian kehittämisen tärkeyden, jos ei siviilikäyttöön, ainakin sotilaallisiin sovelluksiin, ja sijoittaa tarvittavat varat lupaavan avaruuden kehittämiseen. tekniikoille, ei toisen stadionin tai huvipuiston rakentamiseen, mikä takaa asianmukaisen käytön hallinnan.
