Avaruussukkulat ovat jälleen kysyttyjä
Venäjän Kuu- ja Mars-ohjelmat tarvitsevat erittäin raskaita toimitusajoneuvoja
Nykyään Venäjän ja Amerikan edistyneissä avaruusohjelmissa julkistettu tunkeutuminen syvään avaruuteen liittyy kuitenkin erottamattomasti, kuten maapallon lähiavaruudessa tapahtuva toiminta, luotettavien, taloudellisten ja monikäyttöisten kuljetusjärjestelmien luomiseen. Lisäksi niiden tulee soveltua hyvin monenlaisten siviili- ja sotilastehtävien ratkaisemiseen. Venäjän pitäisi ilmeisesti kiinnittää huomiota uudelleenkäytettävien avaruusraskaiden ajoneuvojen luomiseen.
Nykyään venäläinen avaruusajattelu on täysin suuntautunut pitkän matkan tutkimusmatkoille. Puhumme vaiheittaisesta kuun tutkimisesta - ohjelmasta, johon ei ole palattu 40 vuoteen. Pitkällä aikavälillä - miehitetyt lennot Marsiin. Tässä tapauksessa emme keskustele edellä mainituista ohjelmista, mutta huomaamme, että on mahdotonta tulla toimeen ilman raskaita kantoraketteja, jotka pystyvät laukaisemaan satoja tonneja hyötykuorman matalalle kiertoradalle.
"Angara" ja "Jenisei"
Myöskään sotilaallinen puoli ei katoa mihinkään. Amerikkalaisen avaruusohjuspuolustusjärjestelmän peruselementti, josta on jo tullut käytännössä todellisuutta, tulee olemaan kuljetusjärjestelmä, joka pystyy toimittamaan lukuisia taistelualustoja, havainto- ja ohjaussatelliitteja Maan kiertoradalle. Sen tulisi myös varmistaa näiden laitteiden ennaltaehkäisevä huolto ja korjaus suoraan avaruudessa.
Yleisesti ottaen on suunniteltu kolossaalisten energiamahdollisuuksien järjestelmä. Loppujen lopuksi vain yhden taistelualustan, jossa on 60 megawatin tehoinen fluorivetylaser, arvioitu massa on 800 tonnia. Mutta tehokkuus aseet suunnattu energia voi olla korkea vain, jos kiertoradalla on useita tällaisia alustoja. On selvää, että seuraavan sarjan "tähtien sota" kokonaisliikevaihto tulee olemaan kymmeniä tuhansia tonneja, jotka on toimitettava systemaattisesti Maan lähiavaruuteen. Mutta tämä ei ole kaikki.
Nykyään avaruustiedustelukomplekseilla on keskeinen rooli korkean tarkkuuden aseiden käytössä maapallolla. Tämä pakottaa sekä Yhdysvallat että Venäjän jatkuvasti rakentamaan ja parantamaan kiertoradan tähtikuvioitaan. Lisäksi korkean teknologian avaruusalukset edellyttävät samalla niiden kiertoradan korjausta.
Mutta takaisin kuun teemaan. Tammikuun lopussa, kun suunnitelmat Kuusta kattavasta tutkimuksesta, jossa on mahdollisuus ottaa käyttöön asuttava tukikohta, kuulostivat täydellä äänenvoimakkuudella, kansallisen avaruusyhtiö Energian johtaja Vitaly Lopota puhui mahdollisuudesta lentää Kuuhun. kantoraketeista.
Retkikuntien lähettäminen Kuuhun on mahdotonta ilman superraskaita kantoraketteja, joiden hyötykuorma on 74-140 tonnia, kun taas Venäjän tehokkain raketti Proton nostaa kiertoradalle 23 tonnia. "Lentääksesi kuuhun ja palataksesi takaisin, tarvitset kahden laukaisun - kaksi rakettia, joiden hyötykuorma on 75 tonnia, yhden laukaisun lento kuuhun ja takaisin ilman laskua on 130-140 tonnia. Jos otamme tukikohdan 75 tonnin raketin, niin käytännöllinen tehtävä Kuuhun laskeutumalla on kahdeksan laukaisusuunnitelma. Jos raketin kantavuus on alle 75 tonnia, kuten ehdotetaan - 25-30 tonnia, silloin jopa Kuun tutkiminen muuttuu absurdiksi ”, Lopota sanoi puhuessaan Moskovan Baumanin valtion teknillisen yliopiston Royal Readingissa.
Valtiosihteeri ja Roskosmosin apulaisjohtaja Denis Lyskov puhui tarpeesta saada raskas kantaja toukokuun puolivälissä. Hän totesi, että tällä hetkellä Roskosmos valmistelee yhdessä Venäjän tiedeakatemian kanssa avaruustutkimusohjelmaa, josta tulee olennainen osa seuraavaa Venäjän liittovaltion avaruusohjelmaa vuosille 2016-2025. ”Jotta todella puhutaan lennosta kuuhun, tarvitsemme superraskaan luokan kuljetusaluksen, jonka hyötykuorma on noin 80 tonnia. Nyt tämä hanke on kehitteillä, lähitulevaisuudessa valmistelemme tarvittavat asiakirjat hallitukselle esitettäväksi”, Lyskov painotti.
Toistaiseksi suurin käytössä ollut venäläinen raketti on Proton, jonka hyötykuorman massa on 23 tonnia matalalla radalla ja 3,7 tonnia geostationaarisella kiertoradalla. Tällä hetkellä Venäjä kehittää Angara-ohjuksia, joiden hyötykuorma on 1,5-35 tonnia. Valitettavasti näiden laitteiden luomisesta on tullut todellinen pitkäaikainen rakentaminen, ja ensimmäistä lanseerausta on lykätty useiden vuosien ajan, mukaan lukien erimielisyydet Kazakstanin kanssa. Nyt Angaran odotetaan lentävän vielä alkukesästä Plesetskin kosmodromista kevyessä asettelussa. Roscosmosin johtajan mukaan Angarasta suunnitellaan raskaan version luomista, joka pystyy laskemaan 25 tonnia painavan hyötykuorman matalalle kiertoradalle.
Mutta tällaiset indikaattorit, kuten näemme, eivät ole kaukana riittävistä planeettojen välisten lentojen ja syvän avaruuden tutkimuksen ohjelman toteuttamiseksi. Roscosmosin johtaja Oleg Ostapenko kertoi Royal Readingissa, että hallitus valmistelee ehdotusta kehittää superraskas raketti, joka pystyy laskemaan yli 160 tonnia painavaa lastia matalalle kiertoradalle. ”Tämä on todellinen haaste. Mitä tulee suurempiin lukuihin", Ostapenko sanoi.
On vaikea sanoa, kuinka pian nämä suunnitelmat toteutuvat. Siitä huolimatta kotimaisella rakettiteollisuudella on tietty reservi raskaan avaruusliikenteen luomiseen. 80-luvun lopulla oli mahdollista luoda raskas nesteiden kantoraketti Energia, joka pystyi laukaisemaan jopa 120 tonnia painavan hyötykuorman matalalle kiertoradalle. Jos tämän ohjelman täydestä elvyttämisestä ei vielä voida puhua, on olemassa ehdottomasti Energia-pohjaisen raskaan kantajan luonnokset.
Uudessa raketissa voit käyttää Energian pääosaa - menestyksekkäästi toimivaa RD-0120 LRE:tä. Itse asiassa Khrunichev-avaruuskeskuksessa, joka on ainoa raskaan kantorakettimme, Protonin, valmistuksen johtava organisaatio, on olemassa projekti näitä moottoreita käyttävästä raskaasta raketista.
Puhumme Jenisei-5-kuljetusjärjestelmästä, jonka kehitys alkoi vuonna 2008. Oletetaan, että 75 metrin pituinen raketti varustetaan ensimmäisessä vaiheessa kolmella happi-vety RD-0120 nestemäistä polttoainetta käyttävällä rakettimoottorilla, joiden tuotannon Voronezh Chemical Automation -suunnittelutoimisto käynnisti vuonna 1976. Khrunichev-keskuksen asiantuntijoiden mukaan tämän ohjelman palauttaminen ei ole vaikeaa, ja tulevaisuudessa näitä moottoreita on mahdollista käyttää uudelleen.
Ilmeisten etujen lisäksi "Yeniseillä" on kuitenkin yksi merkittävä, suoraan sanottuna, nykypäivän korjaamaton haitta - mitat. Tosiasia on, että suunnitelmien mukaan tulevien laukaisujen pääkuorma kohdistuu Kaukoitään rakennettavalle Vostochny-kosmodromille. Joka tapauksessa raskaita ja superraskaita lupaavia kantoaluksia on tarkoitus lähettää sieltä avaruuteen.
Jenisei-5-raketin ensimmäisen vaiheen halkaisija on 4,1 metriä, eikä se salli sen kuljettamista rautateitse, ainakaan ilman merkittävää tilavuudellista ja erittäin kallista tieinfrastruktuurin modernisointia. Kuljetusongelmien vuoksi jouduttiin aikoinaan asettamaan rajoituksia Rus-M-raketin marssivaiheiden halkaisijalle, joka jäi piirustuslaudoille.
Hrunitševin avaruuskeskuksen lisäksi raskaan kantoraketin kehittämisessä oli mukana myös Rocket and Space Corporation (RKK) Energia. Vuonna 2007 he ehdottivat hanketta kantoalukselle, joka käyttää osittain Energia-raketin ulkoasua. Vain hyötykuorma uudessa raketissa sijoitettiin yläosaan, ei sivukonttiin, kuten edeltäjänsä.
Hyöty ja tarkoituksenmukaisuus
Amerikkalaiset eivät tietenkään ole meille määräys, mutta heidän raskas kuljetus, jonka kehitys on jo päässyt maaliin, edellyttää osittaista uudelleenkäyttöä. Jo tänä kesänä yksityinen yritys SpaceX suunnittelee laukaisevansa ensimmäisen Falcon Heavy -kantorakettinsa, joka on suurin laukaistu raketti sitten vuoden 1973. Toisin sanoen amerikkalaisen kuuohjelman ajoista lähtien, jolloin laukaistiin jättiläinen Saturn-5-kantoraketti, jonka loi amerikkalaisten kantorakettien isä Wernher von Braun. Mutta jos tuo raketti oli tarkoitettu yksinomaan retkien toimittamiseen Kuuhun ja oli kertakäyttöinen, niin uutta voidaan jo käyttää Marsin tutkimusmatkoille. Lisäksi on tarkoitus palata Maahan marssiportaisiin kuten Falcon 9 v1.1 -raketti (R - Reusable, reusable).
Avaruussukkulat ovat jälleen kysyttyjä
Tämän raketin ensimmäinen vaihe on varustettu laskeutumistuilla, joita käytetään raketin stabiloimiseen ja pehmeän laskun tekemiseen. Erottamisen jälkeen ensimmäinen vaihe hidastuu käynnistämällä lyhyesti kolme yhdeksästä moottorista varmistaakseen palaamisen kohtuullisella nopeudella. Keskusmoottori käynnistetään jo lähellä pintaa ja lava on valmis tekemään pehmeän laskun.
Falcon Heavy -raketin nostokykyinen hyötykuorma on 52 616 kiloa, mikä on noin kaksi kertaa niin paljon kuin muut raskaat raketit - amerikkalainen Delta IV Heavy, eurooppalainen Ariane ja kiinalainen Long March pystyvät nostamaan.
Uudelleenkäytettävyys on tietysti edullista korkeataajuisen avaruustyön olosuhteissa. Tutkimukset ovat osoittaneet, että kertakäyttöisten kompleksien käyttö on kannattavampaa kuin uudelleenkäytettävä kuljetusjärjestelmä ohjelmissa, joiden käynnistysnopeus on korkeintaan viisi vuodessa, edellyttäen että erottavien osien pudotuskenttien alla olevien maiden vieraantuminen on väliaikaista, eikä pysyvä, ja mahdollisuus evakuoida väestö, karja ja laitteet vaarallisilta alueilta.
Tämä varaus johtuu siitä, että laskelmissa ei ole koskaan otettu huomioon maan luovuttamisen kustannuksia, koska hylkäämisestä tai edes tilapäisestä evakuoinnista johtuvia tappioita ei ole koskaan korvattu ja ne ovat edelleen vaikeasti laskettavissa. Ja ne muodostavat merkittävän osan ohjusjärjestelmien käyttökustannuksista. Yli 75 lanseerauksen ohjelmaskaalalla 15 vuoden aikana uudelleenkäytettävillä järjestelmillä on etu, ja niiden käytön taloudellinen vaikutus lisääntyy määrän kasvaessa.
Lisäksi siirtyminen kertakäyttöisistä raskaiden hyötykuormien laukaisuvälineistä uudelleenkäytettäviin johtaa laitteiden tuotannon merkittävään vähenemiseen. Näin ollen käytettäessä kahta vaihtoehtoista järjestelmää yhdessä avaruusohjelmassa tarvittava lohkojen määrä vähenee neljästä viiteen kertaan, keskusyksiköiden rungot - 50:llä, nestemoottorit toiseen vaiheeseen - yhdeksännkertaisesti. Näin ollen tuotantomäärien pienentymisestä johtuvat säästöt käytettäessä uudelleen käytettävää kantorakettia ovat suunnilleen samat kuin sen luomiskustannukset.
Neuvostoliitossa tehtiin laskelmia uudelleenkäytettävien järjestelmien lennonjälkeisten ylläpito- ja korjaus- ja kunnostustöiden kustannuksista. Käytimme saatavilla olevia todellisia tietoja, jotka kehittäjät ovat saaneet maapenkki- ja lentokokeiden tuloksena sekä Buran-kiertoradalla varustetun avaruusaluksen rungon toiminnasta lämpösuojapinnoitteella, pitkän matkan lentokoneilla ilmailu, uudelleenkäytettävät nestemoottorit, kuten RD-170 ja RD-0120. Tutkimustulosten mukaan huolto- ja lennonjälkeisten korjausten kustannukset ovat alle 30 prosenttia uusien rakettilohkojen valmistuskustannuksista.
Kummallista kyllä, ajatus uudelleenkäytettävyydestä syntyi jo 20-luvulla Versailles'n rauhansopimuksen murskaamassa Saksassa, joka yhdisti rakettikuumeen koetteleman eurooppalaisen teknisen yhteisön. Kolmannessa valtakunnassa vuosina 1932-1942 Eigen Sengerin johdolla kehitettiin onnistuneesti rakettipommikoneprojekti. Sen piti luoda lentokone, joka kiskovaunua käyttäen kiihtyisi suureen nopeuteen, sitten käynnistäisi oman rakettimoottorinsa, nousisi ilmakehän ulkopuolelle, josta se tekisi kimmolennon ilmakehän tiheissä kerroksissa ja saavuttaisi pitkän kantaman. Laitteen oli määrä lähteä Länsi-Euroopasta ja laskeutua Japanin alueelle, sen oli tarkoitus pommittaa Yhdysvaltoja. Tämän projektin viimeiset raportit keskeytettiin vuonna 1944.
50-luvulla Yhdysvalloissa se toimi sysäyksenä Daina-Sor-rakettikonetta edeltävän avaruuslentokoneen kehittämiselle. Neuvostoliitossa Jakovlev, Mikoyan ja Myasishchev harkitsivat ehdotuksia tällaisten järjestelmien kehittämiseksi vuonna 1947, mutta niitä ei kehitetty useiden tekniseen toteutukseen liittyvien vaikeuksien vuoksi.
Rakettitekniikan nopean kehityksen myötä 40-luvun lopulla ja 50-luvun alussa tarve saada valmiiksi miehitetyn rakettilentokoneen pommikoneen työt katosivat. Rakettiteollisuudessa muodostettiin ballististen tyyppisten risteilyohjusten suunta, jotka niiden yleisen käyttökonseptin perusteella löysivät paikkansa Neuvostoliiton yleisessä puolustusjärjestelmässä.
Mutta Yhdysvalloissa armeija tuki rakettilentokoneen tutkimustyötä. Tuolloin uskottiin, että tavanomaiset lentokoneet tai suihkukäyttöiset ammukset olivat paras tapa toimittaa panoksia vihollisen alueelle. Projektit syntyivät Navajo-liukuohjusohjelman puitteissa. Bell Aircraft jatkoi avaruuskoneen tutkimusta käyttääkseen sitä ei pommikoneena vaan tiedusteluajoneuvona. Vuonna 1960 Boeingin kanssa allekirjoitettiin sopimus Daina-Sor-subborbitaalisen tiedustelurakettilentokoneen kehittämisestä, jonka oli tarkoitus laukaista Titan-3-raketilla.
Neuvostoliitto kuitenkin palasi ajatukseen avaruuslentokoneista 60-luvun alussa ja aloitti työskentelyn Mikoyan Design Bureaussa kahdessa suborbitaalisten ajoneuvojen projektissa kerralla. Ensimmäinen koski kiihdyttävää lentokonetta, toinen Sojuz-rakettia, jossa oli kiertoratakone. Kaksivaiheista ilmailujärjestelmää kutsuttiin "Spiraaliksi" tai "50/50"-projektiksi.
Orbitaalinen avaruusalus-rakettikone laukaistiin voimakkaan Tu-95K-tukialuksen takaa korkealta. Rakettikone "Spiral" nestemäisillä raketimoottoreilla saavutti Maan kiertoradan, suoritti siellä suunnitellun työn ja palasi maahan liukuen ilmakehässä. Tämän kompaktin lentävän avaruusalus-lentokoneen toiminnot olivat paljon laajempia kuin vain kiertoradalla työskentely. Rakettikoneen täysimittainen malli teki useita lentoja ilmakehässä.
Neuvostoliiton hanke edellytti yli 10 tonnia painavan laitteen luomista taittuvilla siipipaneeleilla. Laitteen kokeellinen versio vuonna 1965 oli valmis ensimmäiselle lennolle subsonic-analogina. Lennon aikana rakenteeseen kohdistuvien lämpövaikutusten ja laitteen ohjattavuuden aliäänenopeuksilla ja yliäänenopeuksilla koskevien ongelmien ratkaisemiseksi rakennettiin lentäviä malleja, joita kutsuttiin "Boriksi". Heidän testinsä suoritettiin vuosina 1969-1973. Saatujen tulosten syvällinen tutkimus johti tarpeeseen luoda kaksi mallia: "Bor-4" ja "Bor-5". Avaruussukkula-ohjelman kiihtynyt työtahti ja mikä tärkeintä, amerikkalaisten kiistattomat menestykset tällä alueella vaativat kuitenkin mukauttamista Neuvostoliiton suunnitelmiin.
Yleisesti ottaen uudelleenkäytettävät ilmailulaitteet kotimaisille kehittäjille eivät ole mitenkään uutta ja tuntematonta. Kun otetaan huomioon satelliittijärjestelmien rakentamisohjelmien kiihtyvyys, planeettojen välinen viestintä ja syvän avaruuden tutkimus, voimme luottavaisesti puhua tarpeesta luoda tarkasti uudelleenkäytettäviä kantoraketteja, mukaan lukien raskaat kantoraketit.
Yleisesti ottaen Venäjän raskaan ohjuksen kehittämissuunnitelmat ovat varsin optimistisia. Toukokuun puolivälissä Oleg Ostapenko tarkensi, että liittovaltion avaruusohjelma vuosille 2016-2025 kattaisi edelleen superraskaan kantoraketin, jonka hyötykuorma on 70-80 tonnia. "PCF:tä ei ole vielä hyväksytty, se on muodostumassa. Julkaisemme sen lähiaikoina", Roscosmosin johtaja korostaa.
Nykyään Venäjän ja Amerikan edistyneissä avaruusohjelmissa julkistettu tunkeutuminen syvään avaruuteen liittyy kuitenkin erottamattomasti, kuten maapallon lähiavaruudessa tapahtuva toiminta, luotettavien, taloudellisten ja monikäyttöisten kuljetusjärjestelmien luomiseen. Lisäksi niiden tulee soveltua hyvin monenlaisten siviili- ja sotilastehtävien ratkaisemiseen. Venäjän pitäisi ilmeisesti kiinnittää huomiota uudelleenkäytettävien avaruusraskaiden ajoneuvojen luomiseen.
Nykyään venäläinen avaruusajattelu on täysin suuntautunut pitkän matkan tutkimusmatkoille. Puhumme vaiheittaisesta kuun tutkimisesta - ohjelmasta, johon ei ole palattu 40 vuoteen. Pitkällä aikavälillä - miehitetyt lennot Marsiin. Tässä tapauksessa emme keskustele edellä mainituista ohjelmista, mutta huomaamme, että on mahdotonta tulla toimeen ilman raskaita kantoraketteja, jotka pystyvät laukaisemaan satoja tonneja hyötykuorman matalalle kiertoradalle.
"Angara" ja "Jenisei"
Myöskään sotilaallinen puoli ei katoa mihinkään. Amerikkalaisen avaruusohjuspuolustusjärjestelmän peruselementti, josta on jo tullut käytännössä todellisuutta, tulee olemaan kuljetusjärjestelmä, joka pystyy toimittamaan lukuisia taistelualustoja, havainto- ja ohjaussatelliitteja Maan kiertoradalle. Sen tulisi myös varmistaa näiden laitteiden ennaltaehkäisevä huolto ja korjaus suoraan avaruudessa.
Yleisesti ottaen on suunniteltu kolossaalisten energiamahdollisuuksien järjestelmä. Loppujen lopuksi vain yhden taistelualustan, jossa on 60 megawatin tehoinen fluorivetylaser, arvioitu massa on 800 tonnia. Mutta tehokkuus aseet suunnattu energia voi olla korkea vain, jos kiertoradalla on useita tällaisia alustoja. On selvää, että seuraavan sarjan "tähtien sota" kokonaisliikevaihto tulee olemaan kymmeniä tuhansia tonneja, jotka on toimitettava systemaattisesti Maan lähiavaruuteen. Mutta tämä ei ole kaikki.
Nykyään avaruustiedustelukomplekseilla on keskeinen rooli korkean tarkkuuden aseiden käytössä maapallolla. Tämä pakottaa sekä Yhdysvallat että Venäjän jatkuvasti rakentamaan ja parantamaan kiertoradan tähtikuvioitaan. Lisäksi korkean teknologian avaruusalukset edellyttävät samalla niiden kiertoradan korjausta.
Mutta takaisin kuun teemaan. Tammikuun lopussa, kun suunnitelmat Kuusta kattavasta tutkimuksesta, jossa on mahdollisuus ottaa käyttöön asuttava tukikohta, kuulostivat täydellä äänenvoimakkuudella, kansallisen avaruusyhtiö Energian johtaja Vitaly Lopota puhui mahdollisuudesta lentää Kuuhun. kantoraketeista.
Retkikuntien lähettäminen Kuuhun on mahdotonta ilman superraskaita kantoraketteja, joiden hyötykuorma on 74-140 tonnia, kun taas Venäjän tehokkain raketti Proton nostaa kiertoradalle 23 tonnia. "Lentääksesi kuuhun ja palataksesi takaisin, tarvitset kahden laukaisun - kaksi rakettia, joiden hyötykuorma on 75 tonnia, yhden laukaisun lento kuuhun ja takaisin ilman laskua on 130-140 tonnia. Jos otamme tukikohdan 75 tonnin raketin, niin käytännöllinen tehtävä Kuuhun laskeutumalla on kahdeksan laukaisusuunnitelma. Jos raketin kantavuus on alle 75 tonnia, kuten ehdotetaan - 25-30 tonnia, silloin jopa Kuun tutkiminen muuttuu absurdiksi ”, Lopota sanoi puhuessaan Moskovan Baumanin valtion teknillisen yliopiston Royal Readingissa.
Valtiosihteeri ja Roskosmosin apulaisjohtaja Denis Lyskov puhui tarpeesta saada raskas kantaja toukokuun puolivälissä. Hän totesi, että tällä hetkellä Roskosmos valmistelee yhdessä Venäjän tiedeakatemian kanssa avaruustutkimusohjelmaa, josta tulee olennainen osa seuraavaa Venäjän liittovaltion avaruusohjelmaa vuosille 2016-2025. ”Jotta todella puhutaan lennosta kuuhun, tarvitsemme superraskaan luokan kuljetusaluksen, jonka hyötykuorma on noin 80 tonnia. Nyt tämä hanke on kehitteillä, lähitulevaisuudessa valmistelemme tarvittavat asiakirjat hallitukselle esitettäväksi”, Lyskov painotti.Toistaiseksi suurin käytössä ollut venäläinen raketti on Proton, jonka hyötykuorman massa on 23 tonnia matalalla radalla ja 3,7 tonnia geostationaarisella kiertoradalla. Tällä hetkellä Venäjä kehittää Angara-ohjuksia, joiden hyötykuorma on 1,5-35 tonnia. Valitettavasti näiden laitteiden luomisesta on tullut todellinen pitkäaikainen rakentaminen, ja ensimmäistä lanseerausta on lykätty useiden vuosien ajan, mukaan lukien erimielisyydet Kazakstanin kanssa. Nyt Angaran odotetaan lentävän vielä alkukesästä Plesetskin kosmodromista kevyessä asettelussa. Roscosmosin johtajan mukaan Angarasta suunnitellaan raskaan version luomista, joka pystyy laskemaan 25 tonnia painavan hyötykuorman matalalle kiertoradalle.
Mutta tällaiset indikaattorit, kuten näemme, eivät ole kaukana riittävistä planeettojen välisten lentojen ja syvän avaruuden tutkimuksen ohjelman toteuttamiseksi. Roscosmosin johtaja Oleg Ostapenko kertoi Royal Readingissa, että hallitus valmistelee ehdotusta kehittää superraskas raketti, joka pystyy laskemaan yli 160 tonnia painavaa lastia matalalle kiertoradalle. ”Tämä on todellinen haaste. Mitä tulee suurempiin lukuihin", Ostapenko sanoi.
On vaikea sanoa, kuinka pian nämä suunnitelmat toteutuvat. Siitä huolimatta kotimaisella rakettiteollisuudella on tietty reservi raskaan avaruusliikenteen luomiseen. 80-luvun lopulla oli mahdollista luoda raskas nesteiden kantoraketti Energia, joka pystyi laukaisemaan jopa 120 tonnia painavan hyötykuorman matalalle kiertoradalle. Jos tämän ohjelman täydestä elvyttämisestä ei vielä voida puhua, on olemassa ehdottomasti Energia-pohjaisen raskaan kantajan luonnokset.
Uudessa raketissa voit käyttää Energian pääosaa - menestyksekkäästi toimivaa RD-0120 LRE:tä. Itse asiassa Khrunichev-avaruuskeskuksessa, joka on ainoa raskaan kantorakettimme, Protonin, valmistuksen johtava organisaatio, on olemassa projekti näitä moottoreita käyttävästä raskaasta raketista.
Puhumme Jenisei-5-kuljetusjärjestelmästä, jonka kehitys alkoi vuonna 2008. Oletetaan, että 75 metrin pituinen raketti varustetaan ensimmäisessä vaiheessa kolmella happi-vety RD-0120 nestemäistä polttoainetta käyttävällä rakettimoottorilla, joiden tuotannon Voronezh Chemical Automation -suunnittelutoimisto käynnisti vuonna 1976. Khrunichev-keskuksen asiantuntijoiden mukaan tämän ohjelman palauttaminen ei ole vaikeaa, ja tulevaisuudessa näitä moottoreita on mahdollista käyttää uudelleen.
Ilmeisten etujen lisäksi "Yeniseillä" on kuitenkin yksi merkittävä, suoraan sanottuna, nykypäivän korjaamaton haitta - mitat. Tosiasia on, että suunnitelmien mukaan tulevien laukaisujen pääkuorma kohdistuu Kaukoitään rakennettavalle Vostochny-kosmodromille. Joka tapauksessa raskaita ja superraskaita lupaavia kantoaluksia on tarkoitus lähettää sieltä avaruuteen.
Jenisei-5-raketin ensimmäisen vaiheen halkaisija on 4,1 metriä, eikä se salli sen kuljettamista rautateitse, ainakaan ilman merkittävää tilavuudellista ja erittäin kallista tieinfrastruktuurin modernisointia. Kuljetusongelmien vuoksi jouduttiin aikoinaan asettamaan rajoituksia Rus-M-raketin marssivaiheiden halkaisijalle, joka jäi piirustuslaudoille.
Hrunitševin avaruuskeskuksen lisäksi raskaan kantoraketin kehittämisessä oli mukana myös Rocket and Space Corporation (RKK) Energia. Vuonna 2007 he ehdottivat hanketta kantoalukselle, joka käyttää osittain Energia-raketin ulkoasua. Vain hyötykuorma uudessa raketissa sijoitettiin yläosaan, ei sivukonttiin, kuten edeltäjänsä.
Hyöty ja tarkoituksenmukaisuus
Amerikkalaiset eivät tietenkään ole meille määräys, mutta heidän raskas kuljetus, jonka kehitys on jo päässyt maaliin, edellyttää osittaista uudelleenkäyttöä. Jo tänä kesänä yksityinen yritys SpaceX suunnittelee laukaisevansa ensimmäisen Falcon Heavy -kantorakettinsa, joka on suurin laukaistu raketti sitten vuoden 1973. Toisin sanoen amerikkalaisen kuuohjelman ajoista lähtien, jolloin laukaistiin jättiläinen Saturn-5-kantoraketti, jonka loi amerikkalaisten kantorakettien isä Wernher von Braun. Mutta jos tuo raketti oli tarkoitettu yksinomaan retkien toimittamiseen Kuuhun ja oli kertakäyttöinen, niin uutta voidaan jo käyttää Marsin tutkimusmatkoille. Lisäksi on tarkoitus palata Maahan marssiportaisiin kuten Falcon 9 v1.1 -raketti (R - Reusable, reusable).
Avaruussukkulat ovat jälleen kysyttyjä
Tämän raketin ensimmäinen vaihe on varustettu laskeutumistuilla, joita käytetään raketin stabiloimiseen ja pehmeän laskun tekemiseen. Erottamisen jälkeen ensimmäinen vaihe hidastuu käynnistämällä lyhyesti kolme yhdeksästä moottorista varmistaakseen palaamisen kohtuullisella nopeudella. Keskusmoottori käynnistetään jo lähellä pintaa ja lava on valmis tekemään pehmeän laskun.
Falcon Heavy -raketin nostokykyinen hyötykuorma on 52 616 kiloa, mikä on noin kaksi kertaa niin paljon kuin muut raskaat raketit - amerikkalainen Delta IV Heavy, eurooppalainen Ariane ja kiinalainen Long March pystyvät nostamaan.
Uudelleenkäytettävyys on tietysti edullista korkeataajuisen avaruustyön olosuhteissa. Tutkimukset ovat osoittaneet, että kertakäyttöisten kompleksien käyttö on kannattavampaa kuin uudelleenkäytettävä kuljetusjärjestelmä ohjelmissa, joiden käynnistysnopeus on korkeintaan viisi vuodessa, edellyttäen että erottavien osien pudotuskenttien alla olevien maiden vieraantuminen on väliaikaista, eikä pysyvä, ja mahdollisuus evakuoida väestö, karja ja laitteet vaarallisilta alueilta.
Tämä varaus johtuu siitä, että laskelmissa ei ole koskaan otettu huomioon maan luovuttamisen kustannuksia, koska hylkäämisestä tai edes tilapäisestä evakuoinnista johtuvia tappioita ei ole koskaan korvattu ja ne ovat edelleen vaikeasti laskettavissa. Ja ne muodostavat merkittävän osan ohjusjärjestelmien käyttökustannuksista. Yli 75 lanseerauksen ohjelmaskaalalla 15 vuoden aikana uudelleenkäytettävillä järjestelmillä on etu, ja niiden käytön taloudellinen vaikutus lisääntyy määrän kasvaessa.
Lisäksi siirtyminen kertakäyttöisistä raskaiden hyötykuormien laukaisuvälineistä uudelleenkäytettäviin johtaa laitteiden tuotannon merkittävään vähenemiseen. Näin ollen käytettäessä kahta vaihtoehtoista järjestelmää yhdessä avaruusohjelmassa tarvittava lohkojen määrä vähenee neljästä viiteen kertaan, keskusyksiköiden rungot - 50:llä, nestemoottorit toiseen vaiheeseen - yhdeksännkertaisesti. Näin ollen tuotantomäärien pienentymisestä johtuvat säästöt käytettäessä uudelleen käytettävää kantorakettia ovat suunnilleen samat kuin sen luomiskustannukset.
Neuvostoliitossa tehtiin laskelmia uudelleenkäytettävien järjestelmien lennonjälkeisten ylläpito- ja korjaus- ja kunnostustöiden kustannuksista. Käytimme saatavilla olevia todellisia tietoja, jotka kehittäjät ovat saaneet maapenkki- ja lentokokeiden tuloksena sekä Buran-kiertoradalla varustetun avaruusaluksen rungon toiminnasta lämpösuojapinnoitteella, pitkän matkan lentokoneilla ilmailu, uudelleenkäytettävät nestemoottorit, kuten RD-170 ja RD-0120. Tutkimustulosten mukaan huolto- ja lennonjälkeisten korjausten kustannukset ovat alle 30 prosenttia uusien rakettilohkojen valmistuskustannuksista.
Kummallista kyllä, ajatus uudelleenkäytettävyydestä syntyi jo 20-luvulla Versailles'n rauhansopimuksen murskaamassa Saksassa, joka yhdisti rakettikuumeen koetteleman eurooppalaisen teknisen yhteisön. Kolmannessa valtakunnassa vuosina 1932-1942 Eigen Sengerin johdolla kehitettiin onnistuneesti rakettipommikoneprojekti. Sen piti luoda lentokone, joka kiskovaunua käyttäen kiihtyisi suureen nopeuteen, sitten käynnistäisi oman rakettimoottorinsa, nousisi ilmakehän ulkopuolelle, josta se tekisi kimmolennon ilmakehän tiheissä kerroksissa ja saavuttaisi pitkän kantaman. Laitteen oli määrä lähteä Länsi-Euroopasta ja laskeutua Japanin alueelle, sen oli tarkoitus pommittaa Yhdysvaltoja. Tämän projektin viimeiset raportit keskeytettiin vuonna 1944.
50-luvulla Yhdysvalloissa se toimi sysäyksenä Daina-Sor-rakettikonetta edeltävän avaruuslentokoneen kehittämiselle. Neuvostoliitossa Jakovlev, Mikoyan ja Myasishchev harkitsivat ehdotuksia tällaisten järjestelmien kehittämiseksi vuonna 1947, mutta niitä ei kehitetty useiden tekniseen toteutukseen liittyvien vaikeuksien vuoksi.
Rakettitekniikan nopean kehityksen myötä 40-luvun lopulla ja 50-luvun alussa tarve saada valmiiksi miehitetyn rakettilentokoneen pommikoneen työt katosivat. Rakettiteollisuudessa muodostettiin ballististen tyyppisten risteilyohjusten suunta, jotka niiden yleisen käyttökonseptin perusteella löysivät paikkansa Neuvostoliiton yleisessä puolustusjärjestelmässä.
Mutta Yhdysvalloissa armeija tuki rakettilentokoneen tutkimustyötä. Tuolloin uskottiin, että tavanomaiset lentokoneet tai suihkukäyttöiset ammukset olivat paras tapa toimittaa panoksia vihollisen alueelle. Projektit syntyivät Navajo-liukuohjusohjelman puitteissa. Bell Aircraft jatkoi avaruuskoneen tutkimusta käyttääkseen sitä ei pommikoneena vaan tiedusteluajoneuvona. Vuonna 1960 Boeingin kanssa allekirjoitettiin sopimus Daina-Sor-subborbitaalisen tiedustelurakettilentokoneen kehittämisestä, jonka oli tarkoitus laukaista Titan-3-raketilla.
Neuvostoliitto kuitenkin palasi ajatukseen avaruuslentokoneista 60-luvun alussa ja aloitti työskentelyn Mikoyan Design Bureaussa kahdessa suborbitaalisten ajoneuvojen projektissa kerralla. Ensimmäinen koski kiihdyttävää lentokonetta, toinen Sojuz-rakettia, jossa oli kiertoratakone. Kaksivaiheista ilmailujärjestelmää kutsuttiin "Spiraaliksi" tai "50/50"-projektiksi.
Orbitaalinen avaruusalus-rakettikone laukaistiin voimakkaan Tu-95K-tukialuksen takaa korkealta. Rakettikone "Spiral" nestemäisillä raketimoottoreilla saavutti Maan kiertoradan, suoritti siellä suunnitellun työn ja palasi maahan liukuen ilmakehässä. Tämän kompaktin lentävän avaruusalus-lentokoneen toiminnot olivat paljon laajempia kuin vain kiertoradalla työskentely. Rakettikoneen täysimittainen malli teki useita lentoja ilmakehässä.
Neuvostoliiton hanke edellytti yli 10 tonnia painavan laitteen luomista taittuvilla siipipaneeleilla. Laitteen kokeellinen versio vuonna 1965 oli valmis ensimmäiselle lennolle subsonic-analogina. Lennon aikana rakenteeseen kohdistuvien lämpövaikutusten ja laitteen ohjattavuuden aliäänenopeuksilla ja yliäänenopeuksilla koskevien ongelmien ratkaisemiseksi rakennettiin lentäviä malleja, joita kutsuttiin "Boriksi". Heidän testinsä suoritettiin vuosina 1969-1973. Saatujen tulosten syvällinen tutkimus johti tarpeeseen luoda kaksi mallia: "Bor-4" ja "Bor-5". Avaruussukkula-ohjelman kiihtynyt työtahti ja mikä tärkeintä, amerikkalaisten kiistattomat menestykset tällä alueella vaativat kuitenkin mukauttamista Neuvostoliiton suunnitelmiin.
Yleisesti ottaen uudelleenkäytettävät ilmailulaitteet kotimaisille kehittäjille eivät ole mitenkään uutta ja tuntematonta. Kun otetaan huomioon satelliittijärjestelmien rakentamisohjelmien kiihtyvyys, planeettojen välinen viestintä ja syvän avaruuden tutkimus, voimme luottavaisesti puhua tarpeesta luoda tarkasti uudelleenkäytettäviä kantoraketteja, mukaan lukien raskaat kantoraketit.
Yleisesti ottaen Venäjän raskaan ohjuksen kehittämissuunnitelmat ovat varsin optimistisia. Toukokuun puolivälissä Oleg Ostapenko tarkensi, että liittovaltion avaruusohjelma vuosille 2016-2025 kattaisi edelleen superraskaan kantoraketin, jonka hyötykuorma on 70-80 tonnia. "PCF:tä ei ole vielä hyväksytty, se on muodostumassa. Julkaisemme sen lähiaikoina", Roscosmosin johtaja korostaa.
tiedot