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 войска освободили Косовцево в Запорожской области
Темы дня

Россия взяла под контроль главную проблему в экономике

Одним из главных успехов российской экономики в 2025 году стало взятие разгоняющейся инфляции под контроль. Еще в начале года жесткая политика ЦБ по ставке – а регулятор довел ее до рекорда в 21% – казалась многим чересчур жесткой. Однако результат к концу года показал эффективность этой политики. Несмотря на это, инфляционные ожидания россиян растут. Что будет с ценами и ключевой ставкой в новом году?

Россия совершила инженерное чудо в авиации

Глава Минтранса Андрей Никитин заявил, что Россия совершила инженерное чудо в обслуживании иностранных самолетов. С 2022 года наши лайнеры Airbus и Boeing остались без технического обслуживания и запчастей от оригинальных производителей. Однако Россия удержала безопасность и масштабы авиаперевозок в стране. Как ей это удалось?

Бойцы «Востока» показали захваченный штаб ВСУ в центре Гуляйполя

Китай построил грузовое судно с 60 вертикальными пусковыми установками

Ветеран ФСБ предупредил молодежь о мошеннических схемах

Новости

Российские войска освободили Косовцево в Запорожской области

Подразделения группировки войск «Восток» продолжали продвижение вглубь обороны противника и освободили Косовцево. Кроме того, за неделю они освободили Андреевку в Днепропетровской области и Заречное в Запорожской области.

Трамп заявил об ударе по «террористическим подонкам» в Нигерии

Американский лидер Дональд Трамп сообщил в соцсети True Social об атаке по боевикам ИГ (ИГИЛ, террористическая группировка, запрещенная в России) в Нигерии в качестве возмездия за их нападения на христиан.

Китай предостерег Японию от милитаризации

Япония отказывается от курса мирного развития и все больше уходит в сторону милитаризации, заявил официальный представитель МИД КНР Линь Цзянь на брифинге.

Банк России представил обновленную тысячерублевку

Новые банкноты номиналом 1000 рублей появятся в обращении постепенно, этот процесс может занять от одного года до полутора лет, сообщил заместитель председателя Банка России Сергей Белов.

Китай построил самый длинный в мире тоннель под Тянь-Шанем

В северо-западном регионе Китая открыт для движения уникальный автотоннель через горы Тянь-Шань длиной 22,13 километра – самый длинный в мире.

Вышла новогодняя серия «Простоквашино» с Путиным

Президент России Владимир Путин стал персонажем новогоднего эпизода мультсериала, который вышел в онлайн-кинотеатре Okko и получил название «Настоящий Новый год».

Балицкий сообщил об урегулировании разногласий с ЦИК

Губернатор Запорожской области Евгений Балицкий встретился с председателем Центральной избирательной комиссии Российской Федерации Эллой Памфиловой.

Эксперт рассказал о «клещах» для освобождения трех ключевых городов Донбасса

Дружковско-Краматорско-Славянская агломерация представляет собой мощнейший укрепрайон. Наступление ВС России с востока практически невозможно. Поэтому армия обходит район с севера, а также с юга. Противник это понимает, сказал газете ВЗГЛЯД военный эксперт Юрий Кнутов. Ранее стало известно о стягивании войск ВСУ к трем ключевым городам Донбасса.

Генсек НАТО не увидел причин для ЕС создавать независимую от США оборону

Генеральный секретарь НАТО Марк Рютте сообщил, что не видит повода для того, чтобы Евросоюз становился оборонительно независимым от США.

Погибших при взрыве в Москве полицейских решено похоронить с воинскими почестями

Церемония прощания с инспекторами отдельного батальона ДПС ГИБДД УВД по Южному округу Ильей Климановым и Максимом Горбуновым прошла на территории управления внутренних дел по Южному административному округу столицы.

Захарова показала подарок Путина на день рождения

Официальный представитель МИД России Мария Захарова выложила в Telegram-канале фото подарка, который вручил ей в день рождения президент страны Владимир Путин.

В ЕС собрались ограничить полномочия будущих новых членов

Европейская комиссия разрабатывает инициативу, которая позволит ограничивать полномочия вступивших в ЕС стран при отступлении от демократических ценностей, пишет Politico.
Мнения

Борис Джерелиевский: Единство ЕС ждет испытание угрозой поражения

Лидеры стран Европы начинают понимать, что вместо того, чтобы бороться за живучесть не только тонущего, но и разваливающегося на куски судна, разумнее занять место в шлюпках, пока они еще есть. Пока еще никто не крикнул «Спасайся кто может!», но кое-кто уже потянулся к шлюп-балкам.

Игорь Горбунов: Украина стала полигоном для латиноамериканского криминала

Бесконтрольная накачка Украины оружием и людьми оборачивается появлением новых угроз для всего мира. Украинский кризис больше не локальный – он экспортирует нестабильность на другие континенты.

Сергей Миркин: Когда на Украине появится новый гетман Скоропадский

Скоропадский формально не был объявлен гетманом немецкими генералами, а был провозглашен монархом на всеукраинском съезде хлеборобов. Имя нового руководителя Украины не столь важно, его главной функцией будет заключить мир с Россией.
Вопрос дня

Почему заблокировали Roblox?

Суть игры, риски и угрозы для детей, позиция Роскомнадзора и мнение экспертов