Czy nowe rosyjskie rakiety polecą w kosmos?
Rakieta "Angara". 25 lat - bez postępów
Kontrakt na budowę rakiet Angara o łącznej wartości ponad dwóch miliardów rubli, który został podpisany między Centrum Chruniczowa a Roskosmosem 25 lipca 2019 r., został rozwiązany 30 października, co w pewnym sensie stało się prawdziwą sensacją. Wcześniej rosyjska korporacja państwa kosmicznego spodziewała się wystrzelenia satelitów komunikacyjnych Gonets-M w kosmos, starty miały odbyć się w 2021 r. za pomocą rakiety nośnej Angara-1.2. Teraz Roskosmos zapowiada, że starty będą realizowane za pomocą rakiety nośnej Sojuz-2, ta rakieta jest w pełni przystosowana do wystrzeliwania satelitów komunikacyjnych Gonets, więc nie powinno być problemów z ich wystrzeleniem w kosmos.
Według RIA Novosti w odniesieniu do Olega Chimochko, pierwszego zastępcy dyrektora generalnego firmy Satellite System Gonets, firma przechowuje obecnie 9 satelitów komunikacyjnych Gonets, z których trzy mają zostać wystrzelone w kosmos pod koniec tego roku. rakiety Rokot. Pozostałe sześć satelitów komunikacyjnych zostanie wyniesionych na orbitę za pomocą pojazdów nośnych Sojuz-2 przystosowanych do ich wynoszenia. Jednocześnie do końca nie wiadomo, czy starty będą miały miejsce w 2020 czy 2021 roku.
Jednym z powodów odmowy Roskosmosu z Angary na przeprowadzenie tych startów, eksperci nazywają chroniczne zaległości z harmonogramu produkcji rakiet nowej rodziny w Omsku na obiektach przedsiębiorstwa NPO Polet. Roskosmos nie podał oficjalnego powodu odmowy wcześniej zawartej umowy, ale potwierdził, że nadal jest zainteresowany produkcją nowej rosyjskiej rakiety, której rozwój z różnym nasileniem trwa już prawie ćwierć roku. wiek. Zgodnie z planami korporacji państwowej priorytetem pozostaje rozmieszczenie masowej produkcji uniwersalnych modułów rakietowych Angara w Omsku. Według komunikatu prasowego Roscosmos ciężka wersja rakiety Angara powinna zastąpić rakietę Proton-M w 2024 roku.
Ta wiadomość po raz kolejny budzi niepokój dla rosyjskiego projektu rakiety modułowej z nowymi silnikami tlenowo-naftowymi. Prace nad rodziną rakiet Angara, zdolną do wystrzeliwania ładunków o masie od 2 do 37,5 tony, rozpoczęły się w Rosji w 1995 roku. Od tego czasu minęło prawie 25 lat, koszt projektu przez cały ten czas mógł sięgnąć trzech miliardów dolarów. Szacunki kosztów projektów są różne, ale trudno je odpowiednio wyliczyć, także ze względu na długi okres realizacji. W rezultacie rakieta, od dawna nazywana „nadzieją narodowej kosmonautyki”, poleciała tylko dwa razy. Pierwszy start nowej rakiety miał miejsce 9 lipca 2014 r. (Angara-1.2PP - pierwszy start). Warto zauważyć, że był to testowy lot suborbitalny lekkiej wersji rakiety. Lot przebiegł normalnie, rakieta przeleciała 5700 km, docierając do poligonu Kura na Kamczatce. Drugi i ostatni w tej chwili lot Angary odbył się 23 grudnia 2014 roku, odbył się również w trybie normalnym. Rakieta klasy ciężkiej Angara-5 wystrzeliła modelowy ładunek ważący nieco ponad dwie tony na orbitę geostacjonarną na wysokości 35,8 tys. kilometrów.
Na tym kończą się wszystkie sukcesy nowej rosyjskiej rakiety modułowej. Dla porównania, koszt opracowania bezpośredniego konkurenta Angary na tym etapie, amerykańskiej rakiety nośnej Falcon 9 wyprodukowanej przez prywatną firmę SpaceX, kosztował Elona Muska około 850 milionów dolarów. Z czego, według danych opublikowanych w 2014 r. przez SpaceX, 450 mln USD stanowiły środki własne firmy, kolejne 396 mln USD to finansowanie projektów z NASA. Ciekawe szacunki NASA z 2010 r. mówiły, że opracowanie takiej rakiety w ramach kontraktów rządowych kosztowałoby amerykańskich podatników 3,97 miliarda dolarów.
Warto zauważyć, że dzisiaj rakieta Falcon 9, wykonana zarówno w wersji jednorazowej, jak i częściowo wielokrotnego użytku, aktywnie wypiera Roskosmos z komercyjnego rynku kosmicznego. Od 2010 roku zrealizowano już 74 starty, w samym niepełnym 2019 roku wykonano 8 udanych startów rakiety, z czego 7 startom towarzyszyło udane lądowanie pierwszego etapu, w ostatnim starcie było to lądowanie. nie przeprowadzone. Do końca 2019 roku rakieta Falcon 9 powinna polecieć w kosmos jeszcze 5 razy.
Problemy rakiety Angara
Jeden z głównych problemów rakiety nośnej Angara, eksperci nazywają jej starzeniem się, które rośnie z roku na rok. Efekt ma długi okres rozwoju, który trwa od połowy lat 1990., kiedy przemysł rakietowy zmagał się z chronicznym niedofinansowaniem. W tym czasie pomysły projektowe i inżynieryjne poszły bardzo daleko do przodu, co doskonale pokazuje przykład rakiety Falcon 9, która otrzymała zwrotny pierwszy stopień.
Felietonista gazety „Vzglyad” Alexander Galkin uważa, że rakieta Angara jest już „przestarzała”, więc dalsze próby jej modernizacji nie mają sensu. Jego zdaniem projekt powinien zostać porzucony 10 lat temu. A najlepszym rozwiązaniem byłoby skupienie się na rozwoju i produkcji rakiety podobnej klasy, Sojuz-5. Galkin szczególnie zwrócił uwagę na brak jasnych zadań wewnętrznych dla nowej rosyjskiej rakiety. W rzeczywistości jej głównym klientem staje się Ministerstwo Obrony Federacji Rosyjskiej, które jest w stanie pokryć wszystkie swoje potrzeby kosmiczne lżejszymi pociskami, takimi jak ten sam Sojuz. Dla ładunku, jaki ciężka wersja Angary może umieścić na orbicie, w Rosji po prostu nie ma zadań.
W przypadku braku zadań na terenie kraju rozsądnie byłoby założyć, że rakieta może zainteresować zagranicznych nabywców. Ale tutaj pojawiają się jednocześnie dwa problemy - pierwszy to niepewność i niepewność. W ciągu 25 lat rozwoju pocisk przeleciał tylko dwa razy, a nikt nie jest skłonny zapłacić za kota w worku bez statystyk trafień i pewności, jak zachowa się nowy pocisk. Nikt nie jest gotów ryzykować wystrzelenia wielomiliardowego statku kosmicznego. Drugim problemem są wysokie koszty produkcji pocisków, które utrzymają się bez poprawy produkcyjności produkcji i rozmieszczenia produkcji masowej na poziomie 6-7 pocisków rocznie.
Wiadomo, że rakieta nośna Angara jest uważana za zamiennik rakiety Proton-M, co potwierdza najnowszy komunikat prasowy Roskosmosu. Jednocześnie koszt rakiety pozostaje bardzo wysoki. Jurij Koptew, który jest przewodniczącym rady naukowo-technicznej Roskosmosu, zauważył w wywiadzie dla rosyjskich mediów 15 kwietnia 2018 r., że koszt pierwszej rakiety Angara-A5 wyniósł 3,4 mld rubli, co jest porównywalne z kosztem dwie rakiety Proton-M. Zgodnie z planami koncernu zestaw działań mających na celu zmniejszenie pracochłonności produkcji rakiet oraz możliwość przeprowadzania 6-7 startów rocznie pozwoli obniżyć koszt rakiety o około 1,5-2 razy, a przez W 2025 r. koszty wystrzelenia rakiet Proton-M i Angara -A5" będą musiały się wyrównać i wynieść około 55-58 mln dolarów. W każdym razie koszt rakiety można obniżyć tylko dzięki zwiększeniu wielkości produkcji, ale do tej pory w Omsku nie udało się zorganizować produkcji nawet lekkiej wersji pojazdu nośnego.
Paliwo metanowe i etapy powrotne
Zbawieniem dla rosyjskiego przemysłu kosmicznego może być wyjście na nowy poziom techniczny. Jeśli wierzyć oświadczeniom Dmitrija Rogozina (czytelnicy mogą sami zdecydować, na ile ufać oświadczeniom Rogozina), Roscosmos aktywnie pracuje nad dwoma nowymi koncepcjami dla korporacji: specjalnym systemem powrotu etapów startowych na Ziemię i nowym silnikiem rakietowym na paliwo metanowe. Obie technologie obiecują całkiem wymierne korzyści, pozostaje tylko pytanie, czy i kiedy takie projekty zostaną zrealizowane.
Projekt Krylo-SV, będący rozwinięciem i przemyśleniem projektu Bajkał, który zadebiutował na pokazie lotniczym Le Bourget w 2001 roku, jest uważany za etap powrotny w Rosji. W 2018 r. Advanced Research Foundation ogłosiła, że w naszym kraju w ciągu czterech lat powstanie demonstrator technologii poddźwiękowej w ramach projektu stworzenia etapu powrotnego rakiety nośnej Krylo-SV. Nad projektem pracują specjaliści JSC „EMZ im. V. M. Myasishchev”. Testy w locie poddźwiękowej wersji urządzenia mogą rozpocząć się już w 2020 roku. W przyszłości samolot o długości 6 metrów i średnicy 0,8 metra będzie mógł latać z prędkościami naddźwiękowymi - do 6 Macha. Zapowiadane wymiary są odpowiednie do wykorzystania zwróconego wzmacniacza wraz z ultralekkimi rakietami. W przyszłości Krylo-SV będzie w stanie zapewnić możliwość ponownego użycia odmian rakiety Angara 1.1, ale dla wersji średniej i ciężkiej konieczne będzie stworzenie nowego bloku o znacznie większych rozmiarach i masie. W przeciwieństwie do amerykańskiego, zwrotnego pierwszego stopnia SpaceX, rosyjski projekt zwrotnego akceleratora startowego będzie mógł lądować na lotniskach „jak samolot”.
Jednocześnie, na razie projekt koncentruje się wokół wzmacniacza powrotnego dla ultralekkich pocisków. Dlatego eksperci oceniają oświadczenie Dmitrija Rogozina o rozwoju etapów powrotu dla nowych rosyjskich rakiet z dużym sceptycyzmem. Nie ma wątpliwości, że takie urządzenia mogą powstać w Rosji, są już na to zaległości. Jednak sam proces tworzenia etapu powrotu dla ciężkich pojazdów nośnych, tej samej rakiety Angara-A5, jeśli nadal będzie można wysłać ją do masowej produkcji, będzie musiał przejść długą drogę od opracowania do produktu gotowego do testów.
Drugi przełomowy projekt dla astronautyki nosi nazwę silnika napędzanego metanem. Ogólnie rzecz biorąc, już w rakietach nośnych Angara wprowadzono kilka bardzo ważnych i przełomowych pomysłów na lata 1990.: uniwersalną konstrukcję modułową i zastosowanie silnika tlenowo-naftowego. Przejście na takie silniki uratowało rosyjską kosmonautykę przed użyciem niezwykle szkodliwego i niebezpiecznego paliwa - utleniacza heptylowego i amylowego, które są używane w rakietach Proton. Stosowanie takiego paliwa wymaga kosztownej pracy w celu dezaktywacji stref upadku po awaryjnych startach. Biorąc pod uwagę fakt, że rakiety są wystrzeliwane z kosmodromu Bajkonur, który pozostał na terytorium Kazachstanu, powoduje to pewne problemy. Upadek rakiety Proton-M w 2007 roku, 40 kilometrów od miasta Zhezkazgan, doprowadził do poważnego skandalu i wypłaty odszkodowania z Rosji.
W związku z tym przejście na nowe rodzaje paliw wydaje się uzasadnione. Ale teraz silniki tlenowo-naftowe nie są już w czołówce myśli technicznej. Bardziej interesująca jest inna para: metan - tlen. Takie paliwo jest bezpieczniejsze, bardziej przyjazne dla środowiska, a co najważniejsze pozwala na uzyskanie większego impulsu właściwego – około 380 sekund (heptyl-amyl zapewniał impuls do 330 sekund, nafta i tlen – do 350 sekund). Prace nad silnikiem metanowym prowadzone są w Rosji od 1997 roku, mówimy o silniku rakietowym RD-0162. Jeśli prace nad stworzeniem silnika rakietowego na metan zostaną pomyślnie zakończone, może to również dać poważny impuls do rozwoju projektu rakietowego Angara i innych krajowych systemów rakietowych.
informacja