Venäjän Proton -raketteihin liittyvien melko äänekkäästi julkistettujen onnettomuuksien jälkeen voidaan sanoa, että on tullut jopa sopimatonta kirjoittaa avaruusalan todellisesta tilanteesta. Venäjän avaruusohjelma ei kuitenkaan koske vain satelliittien ja avaruusasemien onnettomuuksia ja katastrofeja, vaan se on myös todella hämmästyttäviä projekteja, jotka ovat varsin lupaavia ja kulkevat menestyksekkäästi suunnittelun tiellä. Se keskittyy uudelleenkäytettävään raketti- ja avaruusjärjestelmään (MRKS-1), jonka mallitestit aloitettiin TsAGI: ssa.
Ei niin kauan sitten, TsAGI -lehdistökeskus julkaisi kuvan tästä mallista. Sen ulkonäkö muistuttaa monia uudelleenkäytettäviä avaruusaluksia, kuten amerikkalaista avaruussukkulaa tai "Burania". Mutta ulkoinen samankaltaisuus, kuten elämässä usein tapahtuu, pettää. MKRS-1 on täysin erilainen järjestelmä. Se toteuttaa pohjimmiltaan erilaista ideologiaa, joka eroaa laadullisesti kaikista aikaisemmin toteutetuista avaruushankkeista. Ytimessään se on uudelleenkäytettävä kantoraketti.
MRKS-1-projekti on osittain uudelleenkäytettävä pystysuora lentoonlähtökanava, joka perustuu uudelleenkäytettävään risteilyn ensimmäiseen vaiheeseen, tehostinlohkoihin ja kertakäyttöisiin toisiin vaiheisiin. Ensimmäinen vaihe suoritetaan lentokonekaavion mukaisesti ja on palautuva. Se palaa laukaisualueelle lentokonetilassa ja laskeutuu vaakatasossa ensimmäisen luokan lentokentille. Rakettijärjestelmän ensimmäisen vaiheen siivekäs uudelleenkäytettävä lohko varustetaan uudelleenkäytettävillä nestepolttoaineella toimivilla risteilymoottorilla (LPRE).
Tällä hetkellä valtion tutkimus- ja tuotantokeskus on nimetty Khrunichev, suunnittelu-, kehitys- ja tutkimustyö teknisen ulkonäön sekä uudelleenkäytettävän raketti- ja avaruusjärjestelmän teknisten ominaisuuksien kehittämiseksi ja perusteluksi on täydessä vauhdissa. Tämä järjestelmä luodaan liittovaltion avaruusohjelman puitteissa yhteistyössä monien etuyhteydessä olevien yritysten kanssa.
Puhutaan kuitenkin hieman historiasta. Ensimmäisen sukupolven uudelleenkäytettäviä avaruusaluksia ovat viisi avaruusalustyyppistä avaruusalusta sekä useita BOR- ja Buran -sarjan kotimaisia kehityskulkuja. Näissä hankkeissa sekä amerikkalaiset että neuvostoliiton asiantuntijat yrittivät rakentaa itse uudelleenkäytettävän avaruusaluksen (viimeinen vaihe, joka laukaistaan suoraan avaruuteen). Näiden ohjelmien tavoitteet olivat seuraavat: huomattavan määrän hyötykuormien palauttaminen avaruudesta, hyötykuorman avaruuteen laskemisesta aiheutuvien kustannusten alentaminen, kalliiden ja monimutkaisten avaruusalusten säilyttäminen toistuvaa käyttöä varten, mahdollisuus käynnistää usein uudelleenkäytettävää vaihetta.
Ensimmäisen sukupolven uudelleenkäytettävät avaruusjärjestelmät eivät kuitenkaan kyenneet ratkaisemaan ongelmia riittävän tehokkaasti. Avaruuteen pääsyn yksikkökustannukset osoittautuivat noin kolme kertaa korkeammiksi kuin tavallisten kertakäyttöisten rakettien. Samaan aikaan hyötykuormien palautus avaruudesta ei lisääntynyt merkittävästi. Samaan aikaan uudelleenkäytettävien vaiheiden käytön resurssit osoittautuivat huomattavasti pienemmiksi kuin laskettu, mikä ei sallinut näiden alusten käytön tiukassa avaruuskäynnin aikataulussa. Tämän seurauksena nykyään sekä satelliitit että astronautit toimitetaan maanläheiselle kiertoradalle kertakäyttöisten rakettijärjestelmien avulla. Eikä ole mitään, mikä voisi palauttaa kalliita laitteita ja ajoneuvoja maanläheiseltä kiertoradalta. Vain amerikkalaiset tekivät itselleen pienen automaattialuksen X-37B, joka on suunniteltu sotilaallisiin tarpeisiin ja jonka hyötykuorma on alle 1 tonni. Kaikille on selvää, että nykyaikaisten uudelleenkäytettävien järjestelmien pitäisi olla laadullisesti erilaisia kuin ensimmäisen sukupolven edustajat.
Venäjällä on käynnissä useita uudelleenkäytettäviä avaruusjärjestelmiä kerralla. On kuitenkin selvää, että lupaavin on ns. Ilmailu- ja avaruusjärjestelmä. Ihannetapauksessa avaruusalus nousisi lentokentältä tavallisen koneen tavoin, astuisi matalan maan kiertoradalle ja palaisi takaisin kuluttaen vain polttoainetta. Tämä on kuitenkin vaikein vaihtoehto, joka vaatii paljon teknisiä ratkaisuja ja alustavaa tutkimusta. Mikään nykyaikainen valtio ei voi toteuttaa tätä vaihtoehtoa nopeasti. Vaikka Venäjällä on melko suuri tieteellinen ja tekninen varaus tällaisille hankkeille. Esimerkiksi "ilmailulentokone" Tu-2000, jolla oli melko yksityiskohtainen tutkimus. Tämän hankkeen toteuttamista vaikeutti rahoituksen puute Neuvostoliiton romahtamisen jälkeen 1990 -luvulla sekä useiden kriittisten ja monimutkaisten osien puuttuminen.
On myös väliversio, jossa avaruusjärjestelmä koostuu uudelleenkäytettävästä avaruusaluksesta ja uudelleenkäytettävästä tehostevaiheesta. Tällaisia järjestelmiä, esimerkiksi Spiral -järjestelmää, tehtiin jo Neuvostoliitossa. On myös paljon uudempaa kehitystä. Mutta jopa tämä uudelleenkäytettävän avaruusjärjestelmän malli edellyttää melko pitkää suunnittelu- ja tutkimustyötä monilla aloilla.
Siksi Venäjällä pääpaino on MRKS-1-ohjelmassa. Tämä ohjelma tarkoittaa vaiheen 1 uudelleenkäytettäviä raketti- ja avaruusjärjestelmiä. Tästä "ensimmäisestä vaiheesta" huolimatta luotu järjestelmä on erittäin toimiva. Se on vain se, että tällä ohjelmalla on melko laaja yleinen ohjelma uusimpien avaruusjärjestelmien luomiseksi, ja sen lopulliselle toteuttamiselle on lähimmät määräajat.
MRKS-1-hankkeen ehdottama järjestelmä on kaksivaiheinen. Sen päätarkoitus on laukaista maanläheiselle kiertoradalle aivan kaikki 25–35 tonnin painoiset avaruusalukset (kuljetus, miehitetty, automaattinen), sekä jo olemassa olevat että luomisprosessissa. Kiertoradalle asetettu hyötykuorma on suurempi kuin protoneilla. Perusero nykyisiin kantoraketteihin on kuitenkin erilainen. MRKS-1-järjestelmä ei ole kertakäyttöinen. Sen ensimmäinen vaihe ei pala ilmakehässä eikä putoa maahan roskakokoelman muodossa. Toisen vaiheen (joka on kertaluonteinen) ja hyötykuorman kiihdyttämisen jälkeen ensimmäinen vaihe laskeutuu, kuten 1900-luvun avaruussukkulat. Nykyään tämä on lupaavin tapa kehittää avaruusliikennejärjestelmiä.
Käytännössä tämä hanke on vaiheittainen nykyaikaistaminen parhaillaan luotavan Angara-kertakäyttöisen kantoraketin kanssa. Itse asiassa MRKS-1-hanke syntyi GKNPT-laitteiden edelleen kehittämisenä im. Khrunichev, jossa yhdessä kansalaisjärjestön Molniyan kanssa luotiin uudelleen käytettävä Angara-kantoraketin 1. vaiheen tehostin, joka sai nimityksen Baikal (ensimmäistä kertaa Baikal-malli esiteltiin MAKS-2001). Baikal käytti samaa automaattista ohjausjärjestelmää, joka salli Neuvostoliiton Buran -avaruussukkulan lentää ilman miehistöä. Tämä järjestelmä tukee lentoa kaikissa sen vaiheissa - käynnistyshetkestä ajoneuvon laskeutumiseen lentokentälle, tämä järjestelmä mukautetaan MRKS -1 -malliin.
Baikal-hankkeesta poiketen MRKS-1: ssä ei ole taittokoneita (siipiä), vaan ne on asennettu jäykästi. Tämä tekninen ratkaisu vähentää hätätilanteiden todennäköisyyttä, kun ajoneuvo saapuu laskeutumisradalle. Mutta äskettäin testattu uudelleenkäytettävän kiihdyttimen rakenne muuttuu edelleen. Kuten TsAGI: n suurnopeuslentokoneiden aerotermodynamiikan osaston johtaja Sergei Drozdov totesi, asiantuntijat olivat "yllättyneitä siipien keskiosan suurista lämpövirroista, jotka aiheuttavat epäilemättä muutoksia lentokoneen rakenteessa". Tämän vuoden syys-lokakuussa MRKS-1-malleille tehdään useita testejä transonisissa ja hypersonic-tuulitunnelissa.
Tämän ohjelman täytäntöönpanon toisessa vaiheessa on tarkoitus tehdä toinen vaihe uudelleenkäytettäväksi, ja avaruuteen laukaistavan hyötykuorman massan on kasvava 60 tonniin. Mutta jopa ensimmäisen vaiheen uudelleenkäytettävän kiihdyttimen kehittäminen on jo todellinen läpimurto nykyaikaisten avaruuden kuljetusjärjestelmien kehittämisessä. Ja tärkeintä on, että Venäjä etenee kohti tätä läpimurtoa säilyttäen asemansa yhtenä maailman johtavista avaruusvalloista.
Nykyään MRKS-1: tä pidetään yleismaailmallisena monikäyttöajoneuvona, joka on tarkoitettu laukaisemaan avaruusaluksia ja erilaisia hyötykuormia, miehitettyjä ja rahtilaivoja maanläheiselle kiertoradalle, miehitettyjä ja rahtilaivoja ihmiskunnan maanläheisen avaruuden etsintäohjelmien puitteissa. Kuu ja Mars sekä muut aurinkokuntamme planeetat ….
MRKS-1: n koostumus sisältää uudelleenkäytettävän rakettiyksikön (VRB), joka on uudelleenkäytettävä vaiheen I tehostin, kertaluonteinen vaiheen II tehostin sekä avaruussotakärki (RGC). VRB ja vaiheen II kiihdytin telakoituvat keskenään eräkaaviossa. MRCS -järjestelmään ehdotetaan muutoksia, joilla on erilainen kantokyky (20 - 60 tonnin matalalle vertailukiertoradalle toimitetun rahdin massa), ottaen huomioon yhden ja toisen vaiheen kiihdyttimet, jotka käyttävät yhtä maaperäkompleksia. Tämä mahdollistaa pitkällä aikavälillä käytännössä sen varmistamisen, että teknisessä asemassa olevan työn työvoimakkuus vähenee, sarjatuotanto on mahdollisimman suuri ja että voidaan kehittää taloudellisesti tehokas avaruusalusten perhe perusmoduulien perusteella.
Kehitetään ja rakennetaan eri kantokykyisiä MRKS-1-perheitä, jotka perustuvat yhtenäisiin kertakäyttöisiin ja uudelleenkäytettäviin vaiheisiin, jotka täyttävät kehittyneiden avaruudenkuljetusjärjestelmien vaatimukset ja kykenevät ratkaisemaan sekä ainutlaatuisten kalliiden että sarja-avaruusobjektien laukaisun tehtävät erittäin korkea hyötysuhde ja luotettavuus.
Tällä hetkellä TsAGI-asiantuntijat ovat jo onnistuneet arvioimaan MRKS-1: n ensimmäisen vaiheen käytön järkevän moninaisuuden sekä palautettujen ohjusyksiköiden mielenosoittajien vaihtoehdot ja niiden toteuttamisen tarpeen. Palautettu ensimmäinen vaihe MRKS-1 tarjoaa korkean turvallisuuden ja luotettavuuden ja luopuu kokonaan alueiden jakamisesta, joihin irrotettavat osat putoavat, mikä lisää merkittävästi lupaavien kaupallisten ohjelmien toteuttamisen tehokkuutta. Edellä mainitut edut Venäjälle näyttävät olevan äärimmäisen tärkeitä, kuten ainoalle valtiolle maailmassa, jolla on mantereella olemassa olevia ja lupaavia kosmodromeja.
TsAGI uskoo, että MRKS-1-hankkeen luominen on laadullisesti uusi askel lupaavien uudelleenkäytettävien avaruusalusten suunnittelussa kiertoradalle. Tällaiset järjestelmät täyttävät täysin raketti- ja avaruusteknologian kehitysasteen XXI -luvulla ja niillä on huomattavasti korkeammat taloudellisen tehokkuuden indikaattorit.
