Raketë dhe sistem hapësinor i ripërdorshëm në vendin e lëshimit. Grafika e Institutit të Kërkimeve të Temperaturës së Lartë
Baza e kozmonautikës moderne ruse janë raketat Soyuz dhe Proton, të cilat u krijuan në mesin e shekullit të kaluar. Pothuajse gjithçka që lëshohet në hapësirë nga kozmodromet ruse është vënë në orbitë nga këto makina të besueshme, por mjaft të vjetruara. Për të rinovuar flotën e raketave dhe për të siguruar aksesin e pakushtëzuar të Rusisë në të gjitha segmentet e aktivitetit hapësinor, kompleksi më i ri i raketave Angara po hyn në fazën e testeve të fluturimit. Ky është ndoshta kompleksi i vetëm i raketave hapësinore në botë që ka një gamë të gjerë aftësish për dërgimin e anijeve kozmike me peshë nga 4 deri në 26 ton në hapësirë.
Parime super të rënda
Nevojat për automjete hapësinore në të ardhmen e afërt do të plotësohen nga raketat Soyuz dhe Angara, por kapaciteti mbajtës i tyre është i pamjaftueshëm për të zgjidhur problemet e eksplorimit të Hënës, Marsit dhe planetëve të tjerë të sistemit diellor. Për më tepër, ato ndërlikojnë situatën ekologjike në Rajonin Amur sepse fazat e tyre të kaluara do të bien ose në taigën Amur ose në zonën ujore të Detit të Okhotsk. Shtë e qartë se kjo situatë është e detyruar, është një pagesë për të siguruar sovranitetin hapësinor të Rusisë. Cila do të jetë kjo pagesë nëse merret një vendim për krijimin e raketave super të rënda për fluturimet e drejtuara në Hënë?
Tashmë ka pasur raketa të tilla në historinë tonë: Energia dhe N-1. Parimet themelore të një rakete super të rëndë u vendosën dhe u zbatuan më shumë se 50 vjet më parë, kështu që nevojiten vetëm para për ta krijuar atë. Dhe nëse një raketë super e rëndë krijohet për herë të tretë, atëherë një shtesë prej 320 ton metali të mbeturinave me mbetje karburanti do të grumbullohen çdo vit në Rajonin Amur.
Dëshira për të bërë raketa miqësore me mjedisin dhe me kosto efektive ka çuar në idenë e kthimit të fazave të para të raketave në vendin e lëshimit dhe ripërdorimin e tyre. Pasi të keni përpunuar kohën e caktuar, hapat duhet të zbresin në atmosferë dhe ndërsa avioni kthehet në vendin e lëshimit. Sipas këtij parimi, sistemi raketor dhe hapësinor i ripërdorshëm (MRKS) do të operohet.
MRKS ashtu siç është
Raketa dhe sistemi hapësinor i ripërdorshëm iu paraqit specialistëve dhe publikut në Panairin Hapësinor të Moskës në 2011. Sistemi përbëhet nga katër automjete lëshimi të ripërdorshëm (MRN) me montime raketash të ripërdorshme (VRB). E gjithë sfera e MRN -ve me një kapacitet mbajtës prej 25 deri në 70 ton mund të plotësohet me kombinime të ndryshme të dy moduleve kryesore: moduli i parë është një njësi rakete e ripërdorshme (faza e parë), moduli i dytë është një fazë e dytë raketash e disponueshme.
Në një konfigurim me një kapacitet mbajtës deri në 25 tonë (një VRB dhe një modul të fazës së dytë), raketa e ripërdorshme mund të lëshojë të gjitha anijet kozmike moderne dhe premtuese të drejtuara dhe pa pilot. Në dimensionin prej 35 tonë (dy VRB dhe një modul të fazës së dytë), MRN lejon lëshimin e dy satelitëve të telekomunikacionit në orbitë për lëshim, dhënien e moduleve të stacioneve orbitale premtuese në hapësirë dhe nisjen e stacioneve të rënda automatike, të cilat do të përdoren në Faza e parë e eksplorimit hënor dhe eksplorimit të Marsit.
Një avantazh i rëndësishëm i MRN është aftësia për të kryer lëshime të çiftuara. Për të lëshuar dy satelitë modernë të telekomunikacionit duke përdorur raketën Angara, është e nevojshme të blini dhjetë motorë raketash me vlerë 240 milion rubla secila. secili Kur lëshoni dy satelitë të njëjtë duke përdorur MRN, do të konsumohet vetëm një motor, kostoja e të cilit vlerësohet në 400 milion rubla. Kursimi i kostos vetëm për motorët është 600%!
Studimet e para të njësisë së raketave të rikuperueshme u kryen në fillim të shekullit dhe u paraqitën në shfaqjen e hapësirës ajrore Le Bourget në formën e një modeli të fazës së rikthimit në Baikal.
Më vonë, në fazën e projektimit paraprak, u krye puna në përzgjedhjen e përbërësve të karburantit, zgjidhjen e problemeve të ngrohjes termike, uljen automatike dhe shumë probleme të tjera. Dhjetëra variante të VRB janë analizuar në detaje, është kryer një analizë e plotë teknike dhe ekonomike, duke marrë parasysh skenarë të ndryshëm për zhvillimin e kozmonautikës vendase. Si rezultat, u përcaktua një variant i MRKS, i cili plotëson plotësisht tërësinë e detyrave moderne dhe premtuese.
Ulje e një automjeti lëshimi të ripërdorshëm me njësi raketash të ripërdorshme. Grafika e Institutit të Kërkimeve të Temperaturës së Lartë
Në gaz blu
U propozua të zgjidhet problemi i një motori të ripërdorshëm duke përdorur gaz natyror të lëngshëm (LNG) si lëndë djegëse. Gazi natyror është një karburant i lirë, miqësor me mjedisin, i cili është më i përshtatshmi për t’u përdorur në motorët e ripërdorshëm. Kjo u konfirmua nga Byroja e Dizajnit Khimmash me emrin A. M. Isaev në Shtator 2011, kur u testua motori i parë raketor i gazit natyror me lëndë djegëse të lëngshme në botë. Motori ka funksionuar për më shumë se 3000 sekonda, që korrespondon me 20 nisje. Pas çmontimit të tij dhe shqyrtimit të gjendjes së njësive, të gjitha idetë e reja teknike u konfirmuan.
U propozua të zgjidhet problemi i ngrohjes së strukturës duke zgjedhur trajektoret optimale në të cilat rrjedhat e nxehtësisë përjashtojnë ngrohjen intensive të strukturës. Kjo eliminon nevojën për mbrojtje të shtrenjtë termike.
U propozua të zgjidhet problemi i uljes automatike të dy VRB -ve dhe integrimi i tyre në hapësirën ajrore ruse duke përfshirë sistemin e lundrimit GLONASS dhe një sistem vëzhgimi të varur automatikisht, i cili nuk u përdor në raketa, në lakin e kontrollit.
Duke marrë parasysh kompleksitetin teknik dhe risinë e pajisjeve që krijohen, bazuar në përvojën vendase dhe të huaj, vërtetohet domosdoshmëria e krijimit të një demonstruesi fluturimi, i cili është një kopje e zvogëluar e VRB. Demonstruesi mund të prodhohet dhe pajiset me të gjitha sistemet standarde në bord pa ndonjë përgatitje të veçantë për prodhim. Një avion i tillë do të lejojë testimin në kushtet reale të fluturimit të të gjitha zgjidhjeve kryesore teknike të përfshira në një produkt me madhësi të plotë, duke zvogëluar rreziqet teknike dhe financiare kur krijoni një produkt standard.
Kostoja e demonstruesit mund të justifikohet për shkak të aftësisë së tij unike për të lëshuar objekte që peshojnë më shumë se 10 ton në një lartësi prej 80 km përgjatë një trajektore balistike, duke i përshpejtuar ato me një shpejtësi që tejkalon shpejtësinë e zërit me 7 herë dhe duke u kthyer në aeroport për një nisje të dytë. Një produkt i ripërdorshëm i krijuar në bazë të tij mund të ketë një rëndësi të madhe jo vetëm për zhvilluesit e avionëve hipersonikë.
Filozofia e fleksibilitetit
Faza e parë është pjesa më e madhe dhe më e shtrenjtë e raketës. Duke zvogëluar prodhimin e këtyre fazave për shkak të përdorimit të tyre të përsëritur, është e mundur të zvogëlohen ndjeshëm kostot e agjencive federale për lëshimet e anijeve kozmike. Vlerësimet paraprake tregojnë se për zbatimin e suksesshëm të të gjitha programeve ekzistuese dhe premtuese të hapësirës, duke përfshirë dërgimin e stacioneve pa pilot në Hënë dhe Mars, është e mjaftueshme që të ketë një flotë prej vetëm 7-9 blloqesh raketash.
MRCS ka një filozofi fleksibiliteti në lidhje me konjukturën e programit hapësinor. Duke krijuar një MRN me një kapacitet mbajtës prej 25 deri në 35 tonë, Roskosmos do të marrë një sistem që do të zgjidhë në mënyrë efektive problemet e sotme dhe të ardhmen e afërt. Nëse ka nevojë të vendosni automjete më të rënda për fluturime në Hënë ose Mars, klienti do të ketë një MRN me një kapacitet mbajtës deri në 70 ton, krijimi i të cilit nuk kërkon kosto të konsiderueshme.
Programi i vetëm për të cilin MRKS nuk është i përshtatshëm është programi i fluturimeve me njerëz në Mars. Por këto fluturime nuk janë teknikisht të realizueshme në të ardhmen e parashikueshme.
Sot ekziston një pyetje thelbësisht e rëndësishme në lidhje me perspektivat për zhvillimin e automjeteve të lëshimit. Çfarë duhet krijuar: një raketë super e rëndë e disponueshme, e cila do të përdoret vetëm në programet Hënore dhe Marsiane dhe, nëse ato përfundojnë, kostot do të fshihen përsëri; ose për të krijuar një MRCS, e cila jo vetëm që do të lejojë zbatimin e programeve aktuale të nisjes me një çmim një herë e gjysmë më pak se sot, por gjithashtu mund të përdoret me modifikime minimale në programin Hënor dhe programin e eksplorimit të Marsit?
