Общество

3 ноября 2019, 18:40

У российской космонавтики появились две идеи для прорыва и обновления

Фото: fpi.gov.ru

Двигатели с метановым топливом и особая система для возвращения стартовых ступеней на Землю. Если верить главе Роскосмоса Дмитрию Рогозину, космическая отрасль активно занимается разработкой двух этих новых для отечественной космонавтики концепций. В чем их преимущество и почему данные технологии критически важны для России?

Роскосмос отметился сразу целым рядом заявлений о том, каким образом будет происходить переход к новому поколению российских космических ракет. И речь не только о судьбе ракеты-носителя «Ангара», о чем газета ВЗГЛЯД уже писала.

Вначале руководитель корпорации Дмитрий Рогозин заявил, что Роскосмосу под силу создать многоразовую ракету, однако не такую, как у компании SpaceX Илона Маска. Судя по всему, речь идёт об использовании разработки ускорителя «Крыло-СВ», который должен производить посадку на космодром «по-самолётному». Ещё одной идеей Рогозина стал перевод новых российских ракет на метановое топливо.

Так что же происходит с новыми российскими разработками ракет-носителей и станут ли они действительно многоразовыми и эффективными?

Гептил и амил: опасное наследие

Одной из самых неприятных проблем старой ракеты-носителя «Протон» ещё к началу 2000 годов стало его топливо, включающее в себя два токсичных компонента – несимметричный диметилгидразин (НДМГ, или гептил) и азотный тетраоксид (амил). Гептил является высокотоксичным канцерогенным веществом, требующим предельно осторожного обращения. Даже штатное падение отработавших ступеней требует проведения дорогостоящих мероприятий по очистке территории. Поражённая им растительность приобретает вид «варёной» зелени и сама становится токсичной. Окислитель из баков «Протонов» – амил – тоже токсичен.

Инциденты с «Протонами» потенциально опасны: например, в 2007 году ракета «Протон-М» упала всего лишь в 40 км от казахского города Жезказган. После жёстких переговоров с казахстанской стороной Россия согласилась заплатить 2,5 млн долларов США за очистку территории падения от гептила. При этом Астана запрашивала 60,7 млн долларов США и, что гораздо важнее, требовала сокращения общего числа пусков «Протонов», что могло привести к нарушению существующих коммерческих соглашений и даже большим потерям. Не говоря уже о том, что падение «Протона» чуть ближе к Жезказгану стало бы уже не просто аварией, а катастрофой с многочисленными пострадавшими.

Подобная ситуация, кстати, сложилась и со сверхлёгкой ракетой, на замену которой также была запланирована «Ангара» (в модификации «Ангары-1.1»), которая должна была заменить устаревшую ракету-носитель «Космос-3М». Старый «Космос-3М», использовавший тот же токсичный гептил и амил, уже снят с производства – последний его запуск произошёл ещё в 2013 году. На сегодняшний день у России вообще нет ракеты-носителя сверхлёгкого класса, а небольшие спутники приходится запускать «пакетами» на «Союзах», что бывает не всегда удобно.

Ещё одним системным недостатком пары гептил–амил являлся относительно низкий удельный импульс ракетных двигателей, которые их используют – лишь 288-330 секунд. Даже переход на пару керосин–кислород сразу же поднимал удельный импульс до значения в 350 секунд, а использование жидкого водорода в качестве горючего и жидкого кислорода как окислителя позволяло достичь удельного импульса в 450 секунд. А это тут же отражалось на весовом совершенстве ракеты и позволяло добиться лучших результатов по массе полезной нагрузки.

Изначальная концепция «Ангары» подразумевала использование во всех универсальных ракетных модулях (УРМ) топливной пары кислород–керосин, что позволяло уйти от токсичного гептила и амила. Впоследствии для тяжёлой «Ангары-А5» всё-таки решили сделать и вариант с третьей ступенью на паре водород–кислород – что тут же подняло полезную нагрузку с 24,5 до 37,5 тонны.

Однако за прошедшие 25 лет с момента первого задания на разработку «Ангары» инженерная мысль не стояла на месте – и вместо пары керосин–кислород появилось сразу несколько интересных альтернатив. Главной из них стала пара метан–кислород, которая оказалась посередине между керосином и водородом. Метан позволяет при использовании совместно с кислородом получить удельный импульс около 380 секунд.

«Законодателем мод» в части создания метановых двигателей сегодня выступает компания SpaceX Илона Маска, которая в будущем планирует полностью перейти на это топливо в своих запусках.

Похожие идеи, судя по всему, вынашивают и в Роскосмосе. При этом свои наработки по метановым двигателям в России уже тоже есть. В АО «Конструкторское бюро химавтоматики» (КБХА) ещё с 1997 года разрабатывается кислородно-метановый ракетный двигатель РД-0162.

За 2019 год глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин сделал целый ряд обязывающих заявлений о судьбе РД-0162. В апреле он заявил, что госкорпорация не может вести разработку перспективных метановых двигателей для многоразовых ракет по причине того, что все свободные деньги Роскосмоса сегодня направляются на погашение долгов Центра им. Хруничева. В случае же появления свободных средств метановый двигатель можно было бы сделать за два-три года.

Если «метановый прорыв» будет реализован, семейство ракет «Ангара» сможет получить самые современные двигатели, которые в значительной мере поднимут его эффективность.

Возвращаемые ступени

Интересно, что в конструкции «Ангары» ещё в 1990 годы был заложен целый ряд прорывных идей – в том числе и те, которые впоследствии успешно реализовала компания SpaceX в последние годы. Поскольку «Ангара» проектировалась как универсальная ракета, её основой должен был стать подход «конструктора Лего», когда ракета собиралась под конкретную задачу из стандартных и легко модифицируемых ракетных блоков – УРМов.

Одной из таких модификаций стала концепция возвращаемых стартовых ступеней-ускорителей. Такой ускоритель, а фактически крылатая ракета, получившая наименование «Байкал», демонстрировалась на авиационном салоне в французском Ле-Бурже ещё в 2001 году. Несмотря на то, что тогда ускоритель «Байкал» был представлен лишь в виде макета, его проект был проработан во всех деталях.

Проект «Крыло-СВ» является современным развитием «Байкала» и частично использует его разработки. Фонд перспективных исследований (ФПИ) ещё в 2018 году сообщил, что полнофункциональный дозвуковой демонстратор возвращаемой ступени ракеты-носителя «Крыло-СВ» будет создан в России в течение четырех лет. 29 мая 2019 года в ФПИ прошла защита проекта, который получил положительную оценку. «Крыло-СВ» создаётся рабочей группой, где головным предприятием выступает АО «ЭМЗ имени В.М. Мясищева».

Летные испытания «Крыла-СВ» могут начаться уже в следующем году и будут начаты с отработки горизонтального полёта – ракета будет стартовать не со стартового стола, а с самолёта-носителя. В таких запусках её полёт будет дозвуковым, однако в реальности ракета размером шесть метров в длину и 0,8 метра в диаметре будет перемещаться на обратном пути при гиперзвуковых скоростях – до 6 чисел Маха.

Такие размеры «Крыла-СВ» делают её ускорителем для ракеты сверхлёгкого класса

– для сравнения: универсальный «Байкал», который планировался в качестве замены УРМ ракеты «Ангара» имел гораздо более солидные размеры – длину 28,5 метра и диаметр 2,9 метра. Поэтому пока что «Крыло-СВ» может обеспечить многоразовое использование каких-то вариаций «Ангары-1.1», а вот для средней «Ангары-АЗ» и тяжёлой «Ангары-А5» потребуется создание своего крылатого возвращаемого блока, гораздо более серьёзного размера и веса.

Поэтому, судя по всему, заявление Дмитрия Рогозина в части возвращаемых ступеней новых российских ракет-носителей надо тоже трактовать с изрядной долей скептицизма. Да, создать такие возвращаемые ступени России вполне под силу – только речь, как и в случае метанового двигателя, идёт о существующих заделах, которые должны пройти долгий путь до готового и испытанного изделия.

Как видится, сегодня семейство «Ангара» попало в очередную турбулентность. Конструкторская и инженерная мысль уже ушли далеко вперёд даже от разработок начала 1990 годов, в силу чего «Ангара» уже оказалась в роли догоняющего. Однако в самой идее универсальной модульной ракеты есть немало сильных сторон, реализация которых может обеспечить России возврат в технологическую элиту современной космонавтики.

Текст: Алексей Анпилогов

Вам может быть интересно

Российские ПВО сбили семь РСЗО Vapmire над Белгородской областью
Темы дня

Министров Зеленского и Порошенко Москва лишила права представлять Украину

Москва объявила в розыск ряд украинских политиков. Среди них – министры гражданских и силовых ведомств, а также два президента: бывший и нынешний. Понятно, что посадить на скамью подсудимых их будет сложно, особенно если те сбегут на Запад. Но данное решение МВД говорит о том, что рассматривать этих людей в качестве легитимных представителей Киева, равно как и обсуждать их инициативы, Москва больше не намерена.

Россия строит туристический суверенитет

Растущая в России популярность внутреннего туризма выходит за рамки только отдыха, развлечений и даже экономического развития. Внутренний туризм требует собственного удобного транспорта, комфортных гостиниц и качественных услуг – и в итоге оказывается одним из условий государственного суверенитета России.

НАСА назвало Шепарда первым космонавтом

Летчик-бомбардировщик предупредил о рисках при появлении в небе украинских F-16

Рассекречены документы о планах нацистов взять в плен Сталина

Новости

Франция опровергла отправку «Иностранного легиона» на Украину

Сведения о том, что Франция направила военных на Украину, являются недостоверными, заявили в министерстве иностранных дел страны.

МЧС предупредило о заморозках в Подмосковье

В ночные и утренние часы во вторник на территории Московской области ожидаются заморозки, такое предупреждение распространил подмосковный главк МЧС.

Израиль начал наносить авиаудары по Рафаху

Израильская армия начала бомбардировки города Рафах в южной части сектора Газа, сообщил телеканал Al Jazeera.

МВД объявило в розыск Невзорова и Милова

МВД России вновь объявило в розыск журналиста Александра Невзорова и бывшего замминистра энергетики России Владимира Милова (внесены Минюстом в реестр иноагентов).

Венгрия отказалась «отправлять на смерть» украинцев

Венгрия не будет выдавать Украине ее военнообязанных граждан и не позволит отправить их на смерть, заявил венгерский вице-премьер Жолт Шемьен.

Си Цзиньпин: Китай не создавал кризис на Украине и не является его стороной

Пекин не является ни создателем украинского кризиса, ни его стороной, но он все это время вел активную работу над содействием мирному урегулированию, заявил глава КНР Си Цзиньпин.

Названы лидеры стран, которые посетят Парад Победы в Москве

Лидеры Белоруссии, Казахстана, Киргизии, Таджикистана, Туркмении, Кубы, Лаоса и Гвинеи-Бисау посетят парад Победы 9 мая в Москве, сообщил помощник президента России Юрий Ушаков.

Политолог оценила шансы арестовать экс-главу МВД Украины Арсена Авакова

Экс-министр МВД Украины Арсен Аваков курировал националистические батальоны и, скорее всего, причастен к трагедии в одесском Доме профсоюзов. И это не единственные грехи, за которые российские правоохранители могли объявить экс-чиновника в розыск, сказала газете ВЗГЛЯД политолог Лариса Шеслер. Ранее Россия объявила Авакова в розыск.

Умер экс-скрипач и клавишник «Крематория» Вячеслав Бухаров

В возрасте 62 лет после продолжительной болезни скончался скрипач и клавишник рок-группы «Крематорий» Вячеслав Бухаров, сообщила рок-группа.

Китай выступил за полноправное членство Палестины в ООН

Китай поддерживает полноправное членство Палестины в ООН, заявил председатель КНР Си Цзиньпин на трехсторонней встрече в Париже с президентом Франции Эммануэлем Макроном и главой Еврокомиссии Урсулой фон дер Ляйен.

Определена дата встречи Путина с Пашиняном

Президент России Владимир Путин проведет 8 мая встречу с премьер-министром Армении Николом Пашиняном, вопросов для обсуждения много, сообщил помощник главы российского государства Юрий Ушаков.

МИД предупредил Лондон о возможности ударов по его военным объектам

Посол Великобритании в Москве Найджел Кейси предупрежден, что ответом на удары Киева британским оружием по России могут стать любые военные объекты и техника Британии на Украине и за ее пределами, заявило Министерство иностранных дел России.
Мнения

Глеб Простаков: Китай и Россия сыграют в игру на раскол Европы

Первым в топку экономической войны с КНР американцы бросят Евросоюз, который является вторым по значимости после самих США торговым партнером китайцев. Однако плюшек, которые предлагает Китай, может быть недостаточно для того, чтобы страны ЕС предали гегемона.

Игорь Мальцев: Чем смешны убеганты

«Популяризатор науки» считает, что именно из средств от ее лекций в Европе можно будет составить бюджет нового государства в Монголии. Теперь вы понимаете, каков уровень государственного мышления у людей, которые на Болотной кричали «Мы здесь власть!».

Геворг Мирзаян: Средней Азии придется играть по новым миграционным правилам

В Бишкеке в Душанбе жалуются на резкое ужесточение контроля за въезжающими гражданами этих стран в Россию. Гастарбайтеров тщательно проверяют на пунктах пропуска, и многих отправляют обратно.
Вопрос дня

Что известно о новом главкоме ВСУ Александре Сырском?