Bugungi kunda ko'pchiligimiz SpaceX xususiy kompaniyasining qisman qayta ishlatiladigan raketalar oilasini bilamiz yoki hech bo'lmaganda eshitganmiz. Kompaniyaning muvaffaqiyati, shuningdek, asoschining shaxsiyati tufayli, tez -tez yangiliklar tasmasi, Falcon 9 raketalari, SpaceX va umuman kosmik parvozlar qahramoniga aylanadigan Elon Musk xalqaro matbuot sahifalarini tark etmaydi. Shu bilan birga, Rossiyaning o'z ishlanmalari bor edi va hozir ham bor, ular kamdan -kam ishlatiladigan qayta ishlatiladigan raketalarning qiziqarli loyihalariga ega. Nega bunday bo'layapti degan savolga javob aniq. Ilona Maskning raketalari muntazam ravishda kosmosga uchib ketadi va ko'p marta ishlatilishi mumkin bo'lgan va qisman qayta ishlatiladigan rus raketalari hozircha faqat taqdimotlar, chizmalar va chiroyli rasmlardir.
Kosmos bugun uchadi
Hozirgi kunda ishonch bilan ayta olamizki, Roskosmos bir paytlar boshqa mamlakatlardan bir necha yil oldinda bo'lgan ishlanmalar va loyihalarga ega bo'lgan, qayta ishlatiladigan raketalar mavzusini o'tkazib yubordi. Rossiyaning qayta ishlatiladigan raketalarining barcha loyihalari hech qachon tugallanmagan, metallda ishlatilmagan. Masalan, 1992 yildan 2012 yilgacha ishlab chiqilgan, bir martalik qayta ishlatiladigan Korona raketasi hech qachon mantiqiy xulosaga kelmagan. Rivojlanishda bu noto'g'ri hisoblash natijasini allaqachon ko'rib turibmiz. Rossiya Amerikaning Falcon 9 raketasi va uning variantlari paydo bo'lishi bilan kosmik tijorat kosmosini ishga tushirish bozorida o'z mavqeini jiddiy yo'qotdi, shuningdek, yiliga amalga oshirilgan kosmik uchirishlar soni bo'yicha ham ancha past. 2018 yil oxirida Roskosmos 20 ta kosmik uchirish haqida xabar berdi (bittasi muvaffaqiyatsiz), 2018 yilning aprelida esa Roskosmos rahbari Igor Komarov TASSga bergan intervyusida 30 ta kosmik uchirishni amalga oshirish rejalashtirilganligini aytdi. yil oxiri. O'tgan yilning oxirida Xitoy 39 ta kosmik parvozni amalga oshirgan (bitta muvaffaqiyatsiz), ikkinchi o'rinda AQSh 31 ta kosmik uchirish bilan (muvaffaqiyatsiz).
Zamonaviy kosmik parvozlar haqida gapirganda, shuni tushunish kerakki, zamonaviy raketani (LV) uchirishning umumiy xarajatlarida raketaning o'zi asosiy xarajat moddasi hisoblanadi. Uning korpusi, yonilg'i baklari, dvigatellari - bularning hammasi abadiy uchib ketadi, atmosferaning zich qatlamlarida yonib ketadi, aniqki, bunday qaytarilmas xarajatlar raketa uchirgichining har qanday uchishini juda qimmat zavqga aylantiradi. Kosmik aeroportlarga texnik xizmat ko'rsatmaslik, yoqilg'i emas, ishga tushirishdan oldin yig'ish ishlari emas, balki raketaning o'zi narxi - xarajatlarning asosiy moddasi. Muhandislik fikrining juda murakkab texnologik mahsuloti bir necha daqiqa davomida ishlatiladi, shundan so'ng u butunlay yo'q qilinadi. Tabiiyki, bu bir martalik raketalar uchun to'g'ri keladi. Qayta tiklanadigan uchirish moslamalarini ishlatish g'oyasi, har bir kosmik uchish narxini pasaytirish uchun haqiqiy imkoniyat sifatida o'zini ko'rsatmoqda. Bunday holda, hatto faqat birinchi bosqichning qaytishi har bir ishga tushirish narxini pasaytiradi.
Falcon 9 raketasining qaytariladigan birinchi bosqichining qo'nishi
Bu xuddi shunday sxema amerikalik milliarder Elon Mask tomonidan amalga oshirilgan bo'lib, Falcon 9 og'ir raketasining birinchi bosqichini qayta tiklaydi. Bu raketalarning birinchi bosqichi qisman tiklanishi mumkin bo'lsa -da, ba'zi qo'nish urinishlari muvaffaqiyatsiz tugaydi, lekin muvaffaqiyatsiz qo'nish 2017 va 2018 yillarda deyarli nolga tushdi. Masalan, o'tgan yili birinchi bosqichning har 10 muvaffaqiyatli qo'nishi uchun faqat bitta muvaffaqiyatsizlik bo'lgan. Shu bilan birga, SpaceX ham yangi yilni birinchi bosqichning muvaffaqiyatli qo'nishi bilan ochdi. 2019 yil 11 yanvarda Falcon 9 raketasining birinchi bosqichi suzuvchi platformaga muvaffaqiyatli qo'ndi, bundan tashqari, u qayta ishlatildi va bundan oldin Telestar 18V aloqa sun'iy yo'ldoshini 2018 yil sentyabr oyida orbitaga olib chiqdi. Hozirgi vaqtda bunday qaytariladigan birinchi bosqichlar allaqachon amalga oshmagan. Ammo Amerika xususiy kosmik kompaniyasi vakillari faqat o'z loyihalari haqida gapirishganda, ko'plab ekspertlar uning muvaffaqiyatli amalga oshishiga shubha qilishardi.
Hozirgi voqelikda, Falcon 9 raketasining birinchi bosqichi, ba'zi uchirishlarda, qaytish variantida ishlatilishi mumkin. Raketaning ikkinchi bosqichini etarlicha balandlikka ko'tarib, undan taxminan 70 kilometr balandlikda ajralib chiqadi, raketani ishga tushirilgandan taxminan 2,5 minut o'tgach, bo'shatiladi (vaqt aniq ishga tushirish vazifalariga bog'liq). LVdan ajratilgandan so'ng, birinchi bosqich, o'rnatilgan munosabatni boshqarish tizimidan foydalangan holda, ikkinchi darajali ishlaydigan dvigatellarning olovidan qochib, kichik manevrani amalga oshiradi va uchta asosiy tormoz manevrasiga tayyorgarlik jarayonida dvigatellarni oldinga buradi. Qo'nayotganda, birinchi bosqich tormozlash uchun o'z motorlaridan foydalanadi. Ta'kidlash joizki, qaytarilgan bosqich uchishga o'z cheklovlarini qo'yadi. Masalan, Falcon 9 raketasining maksimal yuklanishi 30-40 foizga kamayadi. Bu tormoz va keyingi qo'nish uchun yoqilg'ini zaxiralash zarurati, shuningdek, o'rnatilgan qo'nish uskunasining qo'shimcha og'irligi (panjara rudlari, qo'nish tayanchlari, boshqaruv tizimining elementlari va boshqalar) bilan bog'liq.
Amerikaliklarning yutuqlari va katta muvaffaqiyatli seriyalar dunyoda befarq qolmadi, bu raketalarning qisman qayta ishlatilishi, jumladan, yon kuchaytirgichlarning qaytarilishi va Yerga qaytishining birinchi bosqichidan foydalangan holda loyihalarning boshlanishi haqida bir qator bayonotlarni keltirib chiqardi. "Roskosmos" vakillari ham bu hisob bo'yicha gapirishdi. Kompaniya 2017 yil boshida Rossiyada qayta ishlatiladigan raketalarni yaratish bo'yicha ishlarning tiklanishi haqida gapira boshladi.
"Korona" avtomashinasini ishga tushirish - umumiy ko'rinish
Qayta ishlatiladigan Korona raketasi va undan oldingi loyihalar
Shuni ta'kidlash kerakki, qayta ishlatiladigan raketalar g'oyasi Sovet Ittifoqida o'rganilgan. Mamlakat qulaganidan keyin ham bu mavzu yo'qolmadi, bu yo'nalishdagi ishlar davom ettirildi. Ular Elon Mask aytganidan ancha oldin boshlangan. Masalan, "Energiya" sovet og'ir raketasining birinchi bosqich bloklari qaytarilishi kerak edi, bu iqtisodiy sabablarga ko'ra va kamida 10 ta parvoz uchun mo'ljallangan RD-170 dvigatellari manbasini amalga oshirish uchun zarur edi.
Akademik V. P. Makeyev nomidagi Davlat raketa markazi mutaxassislari tomonidan ishlab chiqilgan Rossiyanka raketasining loyihasi unchalik yaxshi ma'lum emas. Bu korxona asosan harbiy yutuqlari bilan mashhur. Masalan, suv osti kemalarini qurollantirish uchun mo'ljallangan ko'plab mahalliy ballistik raketalar, shu jumladan hozirda Rossiya suv osti kemalarida xizmat qilayotgan R-29RMU Sineva ballistik raketalari yaratilgan.
Loyihaga ko'ra, Rossiyanka ikki bosqichli raketa bo'lib, uning birinchi bosqichini qayta ishlatish mumkin edi. Asosan, SpaceX muhandislari bilan bir xil fikr, lekin bundan bir necha yil oldin. Raketa 21,5 tonna yukni past orbitali orbitaga chiqarishi kerak edi - bu ko'rsatkichlar Falcon 9 raketasiga yaqin edi. Birinchi bosqichning qaytishi, standart dvigatellarning qayta kiritilishi tufayli, ballistik traektoriya bo'ylab o'tishi kerak edi. Agar kerak bo'lsa, raketaning tashish hajmi 35 tonnagacha oshirilishi mumkin. 12-dekabr kuni Makeyev MRK yangi raketasini qayta ishlatiladigan raketalarni ishlab chiqish bo'yicha Roskosmos tanlovida taqdim etdi, ammo bunday qurilmalarni yaratish buyurtmasi Xrunichev nomidagi Baykal-Angara davlat ilmiy-ishlab chiqarish kosmik markazi raqobatchilariga topshirildi. loyiha Katta ehtimol bilan, Makeev SRC mutaxassislari o'z loyihalarini amalga oshirish vakolatiga ega bo'lishlari mumkin edi, lekin etarli e'tibor va mablag'siz bu imkonsiz edi.
Baykal-Angara loyihasi yanada shuhratparast edi; bu Yerga qaytishning birinchi bosqichining samolyot versiyasi edi. Bo'limning belgilangan balandligiga yetgandan so'ng, birinchi bosqichda maxsus qanot ochiladi va shundan so'ng u oddiy aerodromga qo'nish moslamasi uzatilgan holda samolyot bo'ylab uchadi. Biroq, bunday tizimning o'zi nafaqat juda murakkab, balki qimmat. Uning shubhasiz xizmatlari orasida uzoq masofadan qaytishi ham bor edi. Afsuski, loyiha hech qachon amalga oshmagan, u hali ham ba'zida esda qoladi, lekin boshqa hech narsa yo'q.
Endi dunyo butunlay qayta ishlatiladigan raketalar haqida o'ylamoqda. Elon Musk Big Falcon Rocket loyihasini e'lon qildi. Bunday raketa zamonaviy kosmonavtika uchun xos bo'lmagan ikki bosqichli arxitekturaga ega bo'lishi kerak; uning ikkinchi bosqichi yuk yoki yo'lovchi bo'lishi mumkin bo'lgan kosmik kemasi bo'lgan yaxlit birlikdir. Superheavy -ning birinchi bosqichi Yerga qaytadi va uning dvigatellari yordamida kosmodromga vertikal qo'nishni amalga oshiradi, bu texnologiya SpaceX muhandislari tomonidan mukammal ishlab chiqilgan. Yulduzli kemalar deb nomlangan raketaning ikkinchi bosqichi kosmik kema bilan birgalikda (aslida bu turli maqsadli kosmik kema) Yer orbitasiga kiradi. Ikkinchi bosqichda, shuningdek, kosmik missiyani tugatgandan so'ng, atmosferaning zich qatlamlarida sekinlashishi va dengiz platformasiga tushishi uchun etarli yoqilg'i qoladi.
Ta'kidlash joizki, SpaceXda ham bunday fikrda kaft yo'q. Rossiyada 1990 -yillardan boshlab qayta ishlatiladigan raketa tashish loyihasi ishlab chiqilgan. Va yana, ular loyihada akademik V. P. Makeyev nomidagi Davlat raketa markazida ishladilar. Qayta ishlatiladigan rus raketasining loyihasi "Korona" go'zal nomiga ega. Roskosmos 2017 yilda ushbu loyihani esladi, shundan so'ng ushbu loyihaning qayta tiklanishi haqida turli izohlar paydo bo'ldi. Masalan, 2018 yil yanvar oyida "Rossiyskaya gazeta" Rossiyada qayta ishlatiladigan kosmik raketa ishini qayta boshlagani haqidagi xabarni e'lon qildi. Bu Korona raketasi haqida edi.
Amerikaning "Falcon-9" raketasidan farqli o'laroq, Rossiyaning "Korona" sig'adigan bosqichlari yo'q, aslida u bitta yumshoq parvoz va qo'nish kosmik kemasidir. Makeyev SRK bosh konstruktori Vladimir Degtyarning so'zlariga ko'ra, bu loyiha sayyoralararo uzoq masofali parvozlarni amalga oshirish uchun yo'l ochishi kerak. Yangi rus raketasining asosiy konstruktiv materiali uglerod tolasi bo'lishi rejalashtirilgan. Shu bilan birga, "Korona" 200 dan 500 kilometrgacha balandlikdagi past orbitalarga kosmik kemalarni uchirishga mo'ljallangan. Raketa tashuvchi massasi taxminan 300 tonnani tashkil qiladi. Chiqish yukining massasi 7 dan 12 tonnagacha. "Korona" ning uchishi va qo'nishi soddalashtirilgan uchirish moslamalari yordamida amalga oshirilishi kerak, bundan tashqari, dengiz platformalaridan qayta ishlatiladigan raketani uchirish varianti ishlab chiqilmoqda. Yangi raketa uchish va qo'nish uchun xuddi shu platformadan foydalana oladi. Keyingi uchishga raketani tayyorlash vaqti atigi bir kun.
Ta'kidlash joizki, bir bosqichli va qayta ishlatiladigan raketalarni yaratish uchun zarur bo'lgan uglerod tolali materiallar o'tgan asrning 90-yillaridan boshlab aerokosmik texnologiyalarda ishlatilgan. 90-yillarning boshidan boshlab, Korona loyihasi uzoq rivojlanish yo'lini bosib o'tdi va sezilarli darajada rivojlandi, shuni aytish kerakki, dastlab bu bir martalik raketa haqida edi. Shu bilan birga, evolyutsiya jarayonida bo'lajak raketaning dizayni ham sodda, ham mukammal bo'lib qoldi. Asta -sekin, raketa ishlab chiqaruvchilari qanotlardan va tashqi yonilg'i baklaridan foydalanishdan voz kechib, qayta ishlatiladigan raketa korpusining asosiy materiali uglerod tolasi bo'lishini tushunishdi.
Qayta ishlatiladigan Korona raketasining so'nggi versiyasida hozirgi kungacha uning massasi 280-290 tonnaga yaqinlashmoqda. Bunday katta bir bosqichli uchirish moslamasi vodorod va kislorod bilan ishlaydigan yuqori samarali suyuq yoqilg'i raketa dvigatelini talab qiladi. Alohida bosqichlarga joylashtirilgan raketa dvigatellaridan farqli o'laroq, bunday suyuq yoqilg'i-raketa dvigateli har xil sharoitda va turli balandliklarda, shu jumladan Yer atmosferasidan tashqarida parvoz va parvozda samarali ishlashi kerak. "Laval nozullari bo'lgan oddiy suyuqlikdan ishlaydigan raketa dvigateli faqat ma'lum balandlik oralig'ida ishlaydi",-deydi Makeevka dizaynerlari. Bunday raketa dvigatellaridagi gaz oqimi "bortdagi" bosimga moslashadi, bundan tashqari, ular Yer yuzasida ham, stratosferada ham yuqori samaradorlikni saqlaydilar.
"Korona" RN yopiq yuk bo'linmasi bo'lgan orbital parvozda
Biroq, hozirgacha dunyoda bunday turdagi ishlaydigan dvigatel mavjud emas, lekin ular SSSR va AQShda faol ishlab chiqilgan. Mutaxassislarning fikricha, "Korona" qayta ishlatiladigan raketasi dvigatelning modulli versiyasi bilan jihozlangan bo'lishi kerak, bunda xanjarli havo shtutserlari prototipi bo'lmagan va amalda sinovdan o'tkazilmagan yagona element hisoblanadi. Shu bilan birga, Rossiyada zamonaviy kompozit materiallar va ulardan ehtiyot qismlar ishlab chiqarish bo'yicha o'z texnologlari bor. Ularni ishlab chiqish va qo'llash juda muvaffaqiyatli, masalan, "Kompozit" OAJ va Butunrossiya aviatsiya materiallari institutida (VIAM).
Yer atmosferasida xavfsiz parvoz qilish uchun Koronaning uglerodli tolali tuzilishi ilgari "Buran" kosmik kemasi uchun VIAMda ishlab chiqilgan va o'shandan beri muhim rivojlanish yo'lini bosib o'tgan issiqlikdan himoyalangan kafel bilan himoyalangan bo'ladi. "Koronadagi asosiy issiqlik yuki uning kamoniga to'planadi, bu erda yuqori haroratli termal himoya elementlari ishlatiladi",-deyishadi dizaynerlar. "Shu bilan birga, raketaning yonayotgan tomonlari diametri kattaroq va havo oqimining o'tkir burchagida joylashgan. Bu elementlarga termal yuk kamroq bo'ladi va bu, o'z navbatida, engil materiallardan foydalanishga imkon beradi. Natijada, taxminan 1,5 tonna vaznni tejashga erishiladi. Raketaning yuqori haroratli qismining massasi Korona termal himoyasining umumiy massasining 6 foizidan oshmaydi. Taqqoslash uchun, kosmik kemaning ulushi 20 foizdan oshdi ».
Qayta ishlatiladigan raketaning silliq, konus shakli ko'p sinov va xatolarning natijasidir. Ishlab chiquvchilarning so'zlariga ko'ra, loyiha ustida ishlayotganda ular yuzlab turli xil variantlarni ko'rib chiqishgan va baholashgan. "Biz" Space Shuttle "yoki" Buran "kosmik kemasidagi kabi, qanotlardan butunlay voz kechishga qaror qildik", - deydi ishlab chiquvchilar. - Umuman olganda, atmosferaning yuqori qatlamlarida qanotlar faqat kosmik kemaga xalaqit beradi. Bunday kosmik kemalar atmosferaga gipersonik tezlikda "temir" dan kam emas, faqat gorizontal parvozga o'tadi, shundan so'ng ular qanotlarning aerodinamikasiga to'liq ishonishlari mumkin ".
Raketaning eksa simmetrik konus shakli nafaqat issiqdan himoyalanishni osonlashtiradi, balki yuqori parvoz tezligida harakatlanayotganda uni yaxshi aerodinamik fazilatlar bilan ta'minlaydi. Atmosferaning yuqori qatlamlarida allaqachon "Korona" ko'taruvchi kuchga ega, bu raketaga nafaqat sekinlashishiga, balki manevr qilishiga ham imkon beradi. Bu raketa qo'nish maydonchasiga uchayotganda yuqori balandlikda manevr qilish imkonini beradi; kelajakda u faqat tormoz jarayonini yakunlab, yo'nalishini to'g'rilashi, kichik manevrli dvigatellar yordamida pastga qarab burilishi va erga qo'nishi kerak.
Loyihaning muammosi shundaki, Korona hali moliyalashtirish etarli bo'lmagan yoki uning to'liq yo'qligida rivojlanmoqda. Hozirgi vaqtda Makeyev MRK faqat shu mavzu bo'yicha dizayn loyihasini tayyorlab qo'ydi. 2018 yilda kosmonavtika bo'yicha XLII akademik o'qishlar davomida e'lon qilingan ma'lumotlarga ko'ra, Korona raketasini yaratish loyihasining texnik -iqtisodiy asoslari ishlab chiqilgan va raketalarni ishlab chiqishning samarali jadvali tuzilgan. Yangi uchiruvchi raketani yaratish uchun zarur shart -sharoitlar o'rganildi, rivojlanish jarayonining istiqbollari va natijalari, shuningdek, yangi raketaning kelgusida ishlashi tahlil qilindi.
2017 va 2018 yillardagi Crown loyihasi haqidagi yangiliklardan so'ng, yana sukunat hukm suradi … Loyihaning istiqbollari va uni amalga oshirish hali aniq emas. Shu bilan birga, SpaceX 2019 yil yozida yangi qayta ishlatiladigan Big Falcon Rocket (BFR) sinov namunasini taqdim etmoqchi. Sinov namunasi yaratilishidan uning to'liq ishonchliligi va ishlashini tasdiqlaydigan raketaga qadar ko'p yillar talab qilinishi mumkin, ammo hozircha ayta olamiz: Elon Musk va uning kompaniyasi qo'lda ko'rinadigan va tegadigan narsalarni yasashmoqda.. Shu bilan birga, Roskosmos, Bosh vazir Dmitriy Medvedevning so'zlariga ko'ra, o'z loyihasini tugatishi va kelajakda qaerga uchishimiz haqida suhbatlashishi kerak. Kam gapirish va ko'p ish qilish kerak.
