Sot, shumë prej nesh e dinë, ose të paktën kanë dëgjuar për, familjen e automjeteve të lëshimit pjesërisht të kompanisë private SpaceX. Falë suksesit të kompanisë, si dhe personalitetit të themeluesit, Elon Musk, i cili vetë shpesh bëhet heroi i lajmeve, raketat Falcon 9, SpaceX dhe fluturimet hapësinore në përgjithësi nuk lënë faqet e shtypit ndërkombëtar. Në të njëjtën kohë, Rusia kishte dhe ka ende zhvillimet e veta dhe jo më pak projekte interesante të raketave të ripërdorshme, për të cilat dihet shumë më pak. Përgjigja e pyetjes pse po ndodh kjo është e qartë. Raketat e Ilona Mask fluturojnë rregullisht në hapësirë, dhe raketat ruse të ripërdorshme dhe pjesërisht të ripërdorshme deri më tani janë vetëm projekte, vizatime dhe fotografi të bukura në prezantime.
Hapësira nis sot
Në ditët e sotme, mund të themi me siguri se Roskosmos në një moment humbi temën e raketave të ripërdorshme, duke pasur në dorë zhvillimet dhe projektet që ishin përpara vendeve të tjera për disa vjet. Të gjitha projektet e raketave ruse të ripërdorshme nuk u përfunduan kurrë, nuk u zbatuan në metal. Për shembull, automjeti i lëshimit Korona me një fazë të ripërdorshëm, i zhvilluar nga 1992 deri në 2012, nuk u arrit kurrë në përfundimin e tij logjik. Ne tashmë po shohim rezultatin e këtij llogaritje të gabuar në zhvillim. Rusia ka humbur seriozisht pozicionet e saj në tregun e lëshimit të hapësirës komerciale me ardhjen e raketës amerikane Falcon 9 dhe variantet e saj, dhe është gjithashtu seriozisht inferiore për sa i përket numrit të lëshimeve në hapësirë të bëra në vit. Në fund të vitit 2018, Roscosmos raportoi për 20 lëshime në hapësirë (një i pasuksesshëm), ndërsa në prill 2018, në një intervistë me TASS, kreu i Roscosmos, Igor Komarov, tha se është planifikuar të kryhen 30 lëshime në hapësirë nga fundvitit. Drejtuesi në fund të vitit të kaluar ishte Kina, e cila kreu 39 lëshime në hapësirë (një e pasuksesshme), në vendin e dytë ishin Shtetet e Bashkuara me 31 lëshime në hapësirë (asnjë të pasuksesshme).
Duke folur për fluturimet moderne në hapësirë, është e nevojshme të kuptohet se në koston totale të lëshimit të një automjeti modern të lëshimit (LV), artikulli kryesor i shpenzimeve është vetë raketa. Trupi i tij, rezervuarët e karburantit, motorët - e gjithë kjo fluturon përgjithmonë, digjet në shtresat e dendura të atmosferës, është e qartë se shpenzime të tilla të pakthyeshme e kthejnë çdo lëshim të një automjeti lëshimi në një kënaqësi shumë të shtrenjtë. Mos mirëmbajtja e porteve hapësinore, jo karburanti, as punimet e montimit para nisjes, por çmimi i veturës së lëshimit, është zëri kryesor i shpenzimeve. Një produkt teknologjik shumë kompleks i mendimit inxhinierik përdoret për disa minuta, pas së cilës ai shkatërrohet plotësisht. Natyrisht, kjo është e vërtetë për raketat e disponueshme. Ideja e përdorimit të automjeteve të rikuperueshme të lëshimit sugjeron veten këtu në vetvete, si një shans i vërtetë për të zvogëluar koston e çdo lëshimi në hapësirë. Në këtë rast, edhe kthimi i vetëm fazës së parë e bën koston e secilës nisje më të ulët.
Ulja e fazës së parë të kthimit të automjetit të lëshimit Falcon 9
Schemeshtë një skemë e ngjashme që u zbatua nga miliarderi amerikan Elon Musk, duke e bërë fazën e parë të rikuperueshme të mjetit të rëndë të lëshimit Falcon 9. Ndërsa faza e parë e këtyre raketave është pjesërisht e rikuperueshme, disa përpjekje për ulje përfundojnë me dështim, por numri i uljet e dështuara ranë në pothuajse zero në 2017 dhe 2018. Për shembull, vitin e kaluar pati vetëm një dështim për çdo 10 ulje të suksesshme të fazës së parë. Në të njëjtën kohë, SpaceX gjithashtu hapi vitin e ri me një ulje të suksesshme të fazës së parë. Më 11 janar 2019, faza e parë e raketës Falcon 9 u ul me sukses në një platformë lundruese, për më tepër, ajo u ripërdor, dhe më herët lëshoi satelitin e komunikimit Telestar 18V në orbitë në shtator 2018. Në ditët e sotme, faza të tilla të para të kthyeshme janë tashmë një përfundim i vërtetë. Por kur përfaqësuesit e kompanisë amerikane të hapësirës private folën vetëm për projektin e tyre, shumë ekspertë dyshuan në mundësinë e zbatimit të tij të suksesshëm.
Në realitetet e sotme, faza e parë e një rakete të klasit të rëndë Falcon 9 në disa lëshime mund të përdoret në një version të rihyrjes. Duke marrë fazën e dytë të raketës në një lartësi të mjaftueshme, ajo ndahet prej saj në një lartësi prej rreth 70 kilometrash, zhbllokimi ndodh afërsisht 2.5 minuta pas lëshimit të mjetit lëshues (koha varet nga detyrat specifike të lëshimit). Pas ndarjes nga LV, faza e parë, duke përdorur sistemin e instaluar të kontrollit të qëndrimit, kryen një manovër të vogël, duke shmangur flakën e motorëve të punës të fazës së dytë dhe i kthen motorët përpara në përgatitje për tre manovrat kryesore të frenimit. Kur ulet, faza e parë përdor motorët e vet për frenim. Vlen të përmendet se faza e kthyer imponon kufizimet e veta në nisje. Për shembull, ngarkesa maksimale e një rakete Falcon 9 zvogëlohet me 30-40 përqind. Kjo është për shkak të nevojës për të rezervuar karburant për frenimin dhe uljen e mëvonshme, si dhe peshën shtesë të pajisjeve të instaluara të uljes (timonet e grilës, mbështetëset e uljes, elementët e sistemit të kontrollit, etj.).
Sukseset e amerikanëve dhe seritë e mëdha të lëshimeve të suksesshme nuk kaluan pa u vënë re në botë, gjë që provokoi një seri deklaratash në lidhje me fillimin e projekteve duke përdorur ripërdorimin e pjesshëm të raketave, përfshirë kthimin e përforcuesve anësorë dhe fazën e parë përsëri në Tokë. Përfaqësuesit e Roscosmos gjithashtu folën për këtë rezultat. Kompania filloi të flasë për rifillimin e punës për krijimin e raketave të ripërdorshme në Rusi në fillim të vitit 2017.
Automjeti i nisjes "Korona" - pamje e përgjithshme
Raketa Korona e ripërdorshme dhe projekte të mëparshme
Vlen të përmendet se ideja e raketave të ripërdorshme u studiua në Bashkimin Sovjetik. Pas rënies së vendit, kjo temë nuk u zhduk; puna në këtë drejtim vazhdoi. Ata filluan shumë më herët sesa Elon Musk sapo foli për të. Për shembull, blloqet e fazës së parë të raketës super të rëndë sovjetike Energia do të ktheheshin, kjo ishte e nevojshme për arsye ekonomike dhe për zbatimin e burimit të motorëve RD-170, të krijuar për të paktën 10 fluturime.
Më pak i njohur është projekti i automjetit të lëshimit Rossiyanka, i cili u zhvillua nga specialistët e Qendrës Raketare Shtetërore të Akademikut V. P. Makeev. Kjo ndërmarrje është e njohur kryesisht për zhvillimet e saj ushtarake. Për shembull, ishte këtu që u krijuan shumica e raketave balistike vendase të destinuara për armatimin e nëndetëseve, përfshirë raketat balistike R-29RMU Sineva aktualisht në shërbim me flotën nëndetëse ruse.
Sipas projektit, Rossiyanka ishte një mjet lëshimi me dy faza, faza e parë e të cilit ishte e ripërdorshme. Në thelb e njëjta ide si inxhinierët e SpaceX, por disa vjet më parë. Raketa supozohej të lëshonte 21.5 tonë ngarkesë në një orbitë të ulët referimi - tregues afër raketës Falcon 9. Kthimi i fazës së parë do të ndodhte përgjatë një trajektore balistike për shkak të ri-përfshirjes së motorëve të fazës standarde. Nëse është e nevojshme, kapaciteti mbajtës i raketës mund të rritet në 35 tonë. Më 12 dhjetor, MakeRev SRC prezantoi raketën e saj të re në konkursin Roscosmos për zhvillimin e automjeteve të lëshimit të ripërdorshëm, por urdhri për krijimin e pajisjeve të tilla iu dha konkurrentëve të Qendrës Hapësinore të Kërkimit dhe Prodhimit Shtetëror Khrunichev me Baikal-Angara projektit. Me shumë mundësi, specialistët e Makeev SRC do të kishin kompetencën për të zbatuar projektin e tyre, por pa vëmendje dhe financim të mjaftueshëm ishte e pamundur.
Projekti Baikal-Angara ishte edhe më ambicioz; ishte një version avioni i fazës së parë të kthimit në Tokë. Ishte planifikuar që pasi të arrinte lartësinë e caktuar të ndarjes, një krah i veçantë do të hapet në fazën e parë dhe më pas do të fluturonte përgjatë një aeroplani me një ulje në një aeroport konvencional me mjetin e uljes të zgjatur. Sidoqoftë, një sistem i tillë në vetvete nuk është vetëm shumë kompleks, por edhe i shtrenjtë. Meritat e saj të padiskutueshme përfshinin faktin se ajo mund të kthehej nga një distancë më e madhe. Fatkeqësisht, projekti nuk u realizua kurrë, ai ende mbahet mend ndonjëherë, por asgjë më shumë.
Tani bota po mendon për automjetet e lëshimit plotësisht të ripërdorshëm. Elon Musk njoftoi projektin Big Falcon Rocket. Një raketë e tillë duhet të marrë një arkitekturë dy-fazore jo karakteristike për kozmonautikën moderne; faza e saj e dytë është një tërësi e vetme me një anije kozmike, e cila mund të jetë ose ngarkesë ose pasagjer. Isshtë planifikuar që faza e parë e Superheavy të kthehet përsëri në Tokë, duke kryer një ulje vertikale në kozmodrom përmes përdorimit të motorëve të saj, kjo teknologji tashmë është zhvilluar në mënyrë të përkryer nga inxhinierët e SpaceX. Faza e dytë e raketës, së bashku me një anije kozmike (në fakt, kjo është një anije kozmike për qëllime të ndryshme), e cila u quajt Starship, do të hyjë në orbitën e Tokës. Faza e dytë do të ketë gjithashtu karburant të mjaftueshëm për të ngadalësuar në shtresat e dendura të atmosferës pasi të keni përfunduar një mision hapësinor dhe të uleni në një platformë në det të hapur.
Vlen të përmendet se SpaceX nuk ka një pëllëmbë as në një ide të tillë. Në Rusi, projekti i një automjeti lëshues të ripërdorshëm është zhvilluar që nga vitet 1990. Dhe përsëri, ata punuan në projektin në Qendrën Shtetërore të Raketave të quajtur pas Akademikut V. P. Makeev. Projekti i raketës ruse të ripërdorshme ka emrin e bukur "Korona". Roscosmos e kujtoi këtë projekt në vitin 2017, pas së cilës pasuan komente të ndryshme për rifillimin e këtij projekti. Për shembull, në janar 2018, Rossiyskaya Gazeta publikoi lajmin se Rusia kishte rifilluar punën në një raketë hapësinore të ripërdorshme. Bëhej fjalë për mjetin e lëshimit Korona.
Ndryshe nga raketa amerikane Falcon-9, Korona ruse nuk ka faza të ndashme; në fakt, është një anije kozmike e vetme e ngritjes dhe e uljes. Sipas Vladimir Degtyar, Projektuesi i Përgjithshëm i Makeyev SRC, ky projekt duhet të hapë rrugën për zbatimin e fluturimeve të drejtuara ndërplanetare në distanca të gjata. Isshtë planifikuar që materiali kryesor strukturor i raketës së re ruse të jetë fibra karboni. Në të njëjtën kohë, "Korona" është projektuar për të lëshuar anije kozmike në orbita të ulëta tokësore me një lartësi prej 200 deri në 500 kilometra. Masa e mjetit lëshues është rreth 300 tonë. Masa e ngarkesës së prodhimit është nga 7 në 12 ton. Ngritja dhe ulja e "Korona" duhet të bëhet duke përdorur pajisje të thjeshta lëshimi, përveç kësaj, opsioni i lëshimit të një rakete të ripërdorshme nga platformat në det të hapur po përpunohet. Automjeti i ri i lëshimit do të jetë në gjendje të përdorë të njëjtën platformë për ngritje dhe ulje. Koha e përgatitjes së raketës për lëshimin e radhës është vetëm rreth një ditë.
Duhet të theksohet se materialet me fibra karboni të kërkuara për të krijuar raketa me një fazë dhe të ripërdorshme janë përdorur në teknologjinë e hapësirës ajrore që nga vitet '90 të shekullit të kaluar. Që nga fillimi i viteve 1990, projekti Korona ka bërë një rrugë të gjatë zhvillimi dhe ka evoluar ndjeshëm, e panevojshme të thuhet se fillimisht ishte në lidhje me një raketë një herë. Në të njëjtën kohë, në procesin e evolucionit, dizajni i raketës së ardhshme u bë edhe më i thjeshtë dhe më i përsosur. Gradualisht, zhvilluesit e raketës braktisën përdorimin e krahëve dhe rezervuarëve të jashtëm të karburantit, pasi kishin arritur të kuptonin se materiali kryesor i trupit të raketës së ripërdorshëm do të ishte fibra karboni.
Në versionin e fundit të raketës Korona të ripërdorshme deri më sot, masa e saj po i afrohet 280-290 ton. Një mjet i tillë i madh lëshimi me një fazë kërkon një motor raketash me efikasitet të lëngshëm shumë efikas që punon me hidrogjen dhe oksigjen. Ndryshe nga motorët e raketave, të cilët vendosen në skena të veçanta, një motor i tillë rakete me lëndë djegëse të lëngët duhet të funksionojë në mënyrë efektive në kushte të ndryshme dhe në lartësi të ndryshme, përfshirë ngritjen dhe fluturimin jashtë atmosferës së Tokës. "Një motor i zakonshëm rakete me lëndë djegëse të lëngshme me grykë Laval është efektiv vetëm në rangje të caktuara të lartësive", thonë projektuesit e Makeevka. Avioni i gazit në motorë të tillë rakete përshtatet me presionin "jashtë bordit"; për më tepër, ata ruajnë efikasitetin e tyre si në sipërfaqen e Tokës ashtu edhe mjaft të lartë në stratosferë.
RN "Korona" në fluturim orbital me një ndarje të mbyllur të ngarkesës, jepni
Sidoqoftë, deri më tani në botë thjesht nuk ekziston një motor pune i këtij lloji, megjithëse ato u zhvilluan në mënyrë aktive në BRSS dhe SHBA. Ekspertët besojnë se automjeti i lansimit Korona i ripërdorshëm duhet të jetë i pajisur me një version modular të motorit, në të cilin gryka e ajrit me pykë është elementi i vetëm që aktualisht nuk ka një prototip dhe nuk është testuar në praktikë. Në të njëjtën kohë, Rusia ka teknologët e saj në prodhimin e materialeve moderne të përbërë dhe pjesëve prej tyre. Zhvillimi dhe aplikimi i tyre janë angazhuar mjaft me sukses, për shembull, në SHA "Composite" dhe Instituti Gjith-Rus i Materialeve të Aviacionit (VIAM).
Për një fluturim të sigurt në atmosferën e Tokës, struktura e fibrave të karbonit të Koronës do të mbrohet nga një pllakë që mbron nxehtësinë, e cila ishte zhvilluar më parë në VIAM për anijen kozmike Buran dhe që atëherë ka kaluar një rrugë të rëndësishme zhvillimi. "Ngarkesa kryesore e nxehtësisë në Korona do të përqendrohet në harkun e saj, ku përdoren elementë të mbrojtjes termike me temperaturë të lartë," vërejnë projektuesit. "Në të njëjtën kohë, anët e ndezura të mjetit lëshues kanë një diametër më të madh dhe janë të vendosura në një kënd akut ndaj rrjedhës së ajrit. Ngarkesa termike në këto elemente është më pak, dhe kjo, nga ana tjetër, na lejon të përdorim materiale më të lehta. Si rezultat, arrihet një kursim prej rreth 1.5 ton peshë. Masa e pjesës me temperaturë të lartë të raketës nuk kalon 6 përqind të masës totale të mbrojtjes termike për Koronën. Për krahasim, anija hapësinore përbënte më shumë se 20 përqind ".
Forma e lëmuar dhe e ngushtë e raketës së ripërdorshme është rezultat i shumë provave dhe gabimeve. Sipas zhvilluesve, ndërsa punonin në projekt, ata rishikuan dhe vlerësuan qindra opsione të ndryshme. "Ne vendosëm të braktisim plotësisht krahët, si ato të Space Shuttle ose në anijen Buran," thonë zhvilluesit. - Në përgjithësi, kur në shtresat e sipërme të atmosferës, krahët ndërhyjnë vetëm në anijen kozmike. Anije kozmike të tilla hyjnë në atmosferë me shpejtësi hipersonike jo më mirë se një "hekur", dhe vetëm me shpejtësi supersonike ata kalojnë në fluturim horizontal, pas së cilës ata mund të mbështeten plotësisht në aerodinamikën e krahëve."
Forma konike aksimetrike e raketës lejon jo vetëm lehtësimin e mbrojtjes nga nxehtësia, por edhe sigurimin e cilësive të mira aerodinamike kur lëviz me shpejtësi të larta fluturimi. Tashmë në shtresat e sipërme të atmosferës, "Korona" merr një forcë ngritëse, e cila lejon që raketa jo vetëm të ngadalësohet, por edhe të bëjë manovra. Kjo lejon që automjeti lëshues të manovrojë në një lartësi të madhe kur fluturon në vendin e uljes; në të ardhmen, ai vetëm duhet të përfundojë procesin e frenimit, të korrigjojë rrjedhën e tij, të kthehet prapa poshtë duke përdorur motorë të vegjël manovrues dhe të ulet në tokë.
Problemi me projektin është se Korona është ende duke u zhvilluar në kushtet e financimit të pamjaftueshëm ose mungesës së tij të plotë. Aktualisht, MakeRev SRC ka përfunduar vetëm një projekt projekt mbi këtë temë. Sipas të dhënave të shpallura gjatë Leximeve Akademike XLII mbi Kozmonautikën në 2018, studimet e fizibilitetit u kryen mbi projektin për krijimin e mjetit lëshues Korona dhe u hartua një orar efektiv i zhvillimit të raketave. Janë hetuar kushtet e nevojshme për krijimin e një automjeti të ri lëshimi dhe janë analizuar perspektivat dhe rezultatet e procesit të zhvillimit dhe funksionimit të ardhshëm të raketës së re.
Pas shpërthimit të lajmeve në lidhje me projektin e Kurorës në 2017 dhe 2018, heshtja vjen përsëri … Perspektivat e projektit dhe zbatimi i tij janë ende të paqarta. Ndërkohë, SpaceX do të paraqesë një mostër prove të Raketës së saj të madhe të ripërdorshme Big Falcon (BFR) në verën e vitit 2019. Mund të duhen shumë vite nga krijimi i një mostre prove në një raketë të plotë, e cila do të konfirmojë besueshmërinë dhe performancën e saj, por tani për tani mund të themi: Elon Musk dhe kompania e tij po bëjnë gjëra që mund të shihen dhe preken me dorë Me Në të njëjtën kohë, Roskosmos, sipas kryeministrit Dmitry Medvedev, duhet të përfundojë projektimin e tij dhe të bisedojë se ku do të fluturojmë në të ardhmen. Duhet të flisni më pak dhe të bëni më shumë.
