Станем ли мы первопроходцами в создании одноступенчатой многоразовой ракеты?
В России может появиться абсолютно новая многоразовая одноступенчатая ракета-носитель «Корона». Наиболее энергонапряженные элементы в ее системах можно будет использовать не менее 25 раз, а общий ресурс составит не менее 100 полетов. Об этом во вторник, 23 января, сообщил заместитель генерального конструктора Государственного ракетного центра имени академика В.П. Макеева (ГРЦ) Сергей Молчанов.
Напомним: ГРЦ является одним из крупнейших научно-конструкторских центров России по разработке ракетно-космической техники. С 1992 по 2012 годы центр вел работу над «Короной», в частности, были определены ключевые технические и технологические решения. Но затем проект заморозили из-за отсутствия финансирования, и вернулись к нему лишь в январе 2018 года.
Надо сказать, сегодня именно многоразовость носителей — главная цель разработчиков. Частично многоразовыми были системы Space Shuttle и «Энергия-Буран». Многократное использование первой ступени отрабатывается для ракет SpaceX Falcon 9. Но такую ракету все равно приходится перебирать после каждого полета.
Полностью многоразовым носителем является лишь ракета New Shepard с пилотируемой капсулой американской компании Blue Origin. Но она рассчитана лишь на суборбитальные полеты космических туристов.
В 1990-е задачей многоразовости носителей заинтересовались и в российском ГРЦ Макеева. Так и появилась «Корона». И за последующие годы проект пережил заметную эволюцию.
В последней версии взлетная масса «Короны» составляла 300 тонн. Чтобы поднять такую махину, по расчетам инженеров ГРЦ, требуется высокоэффективный жидкостный ракетный двигатель, работающий на кислороде и водороде. Причем, стандартные ЖРД, которые сейчас устанавливают на отдельные ступени, здесь не годятся: они хорошо работают лишь в сравнительно узком высотном диапазоне.
Нужен так называемый клиновоздушный ЖРД. Но проблема в том, что в мире не существует рабочего двигателя такого типа, хотя ими плотно занимаются и в России, и в США.
Что любопытно, «Корона» — это аппарат с вертикальным взлетом и посадкой. Вертикально, заметим, садятся и Falcon 9, и New Shepard. Благодаря такой особенности, «Корона» сможет взлетать с морской платформы и садиться на нее — конечная точность посадки, по проекту, составляет около 10 м, причем при посадке ракета опускается на выдвижные пневматические амортизаторы.
Словом, «Корона» могла бы здорово продвинуть наше ракетостроение. Стоимость ее будет выше, чем ракеты традиционной конструкции, зато подготовка отдельного старта будет минимальна по затратам. В итоге, цена запуска окажется значительно ниже обычной.
Будет ли построена «Корона», какие перспективы открывает этот проект перед Россией?
— Пока проект «Корона» официально не перезапущен, есть лишь желание макеевцев возобновить его финансирование, — отмечает гендиректор компании «Космокурс», один из разработчиков ракеты «Ангара» в ФГУП ГКНПЦ имени М.В. Хруничева Павел Пушкин. — Роскосмос еще на инициативу ГРЦ не отреагировал, но будет, по всей видимости, это предложение рассматривать.
Надо понимать: проект «Корона» ориентирован на новейшие технологии. Это и инновационный двигатель, и сплавы, и супер-новые композитные материалы чуть ли не из нанотрубок. По сути, этот проект отвечает на вопрос: что было бы в ракетостроении, если бы упомянутые технологии уже были освоены?
Но таких технологий, увы, пока нет — нигде в реальной жизни их не применяли. А главное, если эти передовые технологии применить в ракетах традиционной конструкции, там тоже будет достигнут супер эффект.
Иными словами, нельзя сравнивать одноступенчатую ракету на инновационных технологиях с традиционными ракетами на старых технологиях.
«СП»: — Мы сильно отстаем от американцев в освоении этих новых технологий?
— Мы близки к тому, чтобы находиться с американцами на одном уровне. В чем-то наши заокеанские коллеги продвинулись чуть дальше, но это не глобальный отрыв. Грубо говоря, композитные материалы у них лучше российских, но не настолько, как они сами утверждают.
«СП»: — А как решается проблема с клиновоздушным ракетным двигателем?
— По такому ЖРД работы ведутся давно, в США даже проводились предварительные испытания двигателя такого типа. Расчеты показывают, что он действительно дает ощутимый эффект: увеличивается импульс, снижается масса ЖРД. Однако всякий раз углубленная проработка двигателя натыкается на вопросы, прежде всего, технологического характера. Более того, нет достоверных методик расчета, показывающих, как этот двигатель работает.
Тот же центр Макеева говорит, что клиновоздушный двигатель будет создан, но сами они вопрос глубоко не прорабатывали. Американцы, замечу, тоже пытаются такой двигатель построить — за океаном есть даже частные компании, которые этим активно занимаются. Но и у них дальше деклараций дело не пошло.
Может быть, лет через пять такой двигатель и впрямь построят. Но с ним, опять же, смогут летать и нынешние многоступенчатые ракеты.
«СП»: — Почему вообще конструкторы вернулись к одноступенчатым ракетам?
— Одноступенчатая ракета — очень привлекательная идея. В этом случае снижаются издержки на эксплуатацию, повышается надежность ракеты. Многоступенчатые ракеты начали применять не от хорошей жизни — от того, что энергетики не хватало.
Причем, раньше было много ступеней — встречались даже четырехступенчатые ракеты. Но последние веяния можно сформулировать так: в космос надо летать на двух ступенях. На деле, чем дальше развиваются технологии, тем меньше требуется ступеней. И проект «Корона», по сути, говорит об одном: в будущем, когда технологии будут крутыми, мы сможем перейти на одноступенчатую многоразовую схему ракет-носителей.
Думаю, это действительно магистральный путь развития ракетостроения. Но на нынешнем уровне технологий говорить об одноступенчатых многоразовых ракетах рановато. Только через 20−30 лет, возможно, мы придем к таким ракетам.
«СП»: — Если ракетостроение перейдет на новые технологии, это станет драйвером развития для других отраслей экономики РФ?
— Я так не думаю. Космонавтика не является драйвером развития, и пока лишь всасывает в себя технологии, которые появляются вне ее. Она, возможно, станет драйвером, если мы перейдем на низкоорбитальные спутники, которые будут обслуживать интернет. Но пока речь об этом не идет, и «Корона» этой ситуации не исправит.
Андрей Полунин
«Свободная пресса»
