След доста силно разгласени инциденти с участието на руски ракети Proton, може да се каже, че е станало дори неприлично да се пише за реалното състояние на нещата в космическата индустрия. Руската космическа програма обаче не е само за инциденти и катастрофи на спътници и космически станции, това са и наистина невероятни проекти, които са доста обещаващи и успешно преминават по пътя на тяхното проектиране. Той ще се фокусира върху ракетно-космическата система за многократна употреба (MRKS-1), чиито моделни тестове започнаха в Цаги.
Не толкова отдавна пресцентърът на ЦАГИ публикува изображение на този модел. Външният му вид напомня на много космически кораби за многократна употреба, като например американската космическа совалка или нашия „Буран“. Но външната прилика, както често се случва в живота, е измамна. MKRS-1 е напълно различна система. Той прилага фундаментално различна идеология, която качествено се различава от всички реализирани минали космически проекти. В основата си това е ракета -носител за многократна употреба.
Проектът MRKS-1 е частично многократно използвана ракета-носител с вертикално излитане, базирана на първи етап на круиз за многократна употреба, бустерни блокове и вторични етапи за еднократна употреба. Първият етап се изпълнява по схемата на самолета и е обратим. Той се връща в зоната за изстрелване в самолетен режим и прави хоризонтално кацане на летища от първи клас. Крилатият блок за многократна употреба от 1-ви етап на ракетната система ще бъде оборудван с многократно използвани круизни ракетни двигатели с течно гориво (LPRE).
В момента Държавният научно -производствен център на името Хруничев, проектирането и разработката и изследователската работа по разработването и обосноваването на техническия облик, както и техническите характеристики на ракетно -космическата система за многократна употреба, е в разгара си. Тази система се създава в рамките на федералната космическа програма в сътрудничество с много свързани предприятия.
Нека обаче поговорим малко за историята. Първото поколение космически кораби за многократна употреба включва 5 космически кораба от типа космическа совалка, както и няколко вътрешни разработки от сериите BOR и Buran. В тези проекти и американците, и съветските специалисти се опитаха да построят самия космически кораб за многократна употреба (последният етап, който се изстрелва директно в космоса). Целите на тези програми бяха следните: връщане от космоса на значително количество полезен товар, намаляване на разходите за изстрелване на полезен товар в космоса, запазване на скъпи и сложни космически кораби за многократна употреба, възможност за извършване на чести изстрелвания на етап за многократна употреба.
Първото поколение космически системи за многократна употреба обаче не успя да реши проблемите си с достатъчно ниво на ефективност. Единичната цена на достъп до космоса се оказа приблизително 3 пъти по-висока от тази на обикновените ракети за еднократна употреба. В същото време връщането на полезен товар от космоса не се е увеличило значително. В същото време ресурсът за използване на етапи за многократна употреба се оказа значително по -нисък от изчисления, което не позволи използването на тези кораби в строг график на космически изстрелвания. В резултат на това в наши дни както спътниците, така и астронавтите се доставят на околоземна орбита с помощта на ракетни системи за еднократна употреба. И изобщо няма нищо за връщане на скъпо оборудване и превозни средства от околоземна орбита. Само американците са си направили малък автоматичен кораб X-37B, който е проектиран за военни нужди и има полезен товар по-малък от 1 тон. За всички е очевидно, че съвременните системи за многократна употреба трябва да бъдат качествено различни от представителите на 1 -во поколение.
В Русия се работи по няколко космически системи за многократна употреба едновременно. Ясно е обаче, че най-обещаваща ще бъде т. Нар. Космическа система. В идеалния случай космически кораб ще излети от летище като обикновен самолет, ще влезе в нискоземна орбита и ще се върне обратно, консумирайки само гориво. Това обаче е най -трудният вариант, който изисква много технически решения и предварителни проучвания. Тази опция не може да бъде приложена бързо от никоя съвременна държава. Въпреки че Русия има доста голям научно -технически резерв за проекти от този вид. Например „аерокосмическият самолет“Ту-2000, който имаше доста подробно проучване. Изпълнението на този проект по едно време беше възпрепятствано от липсата на финансиране след разпадането на СССР през 90 -те години, както и от липсата на редица критични и сложни компоненти.
Съществува и междинна версия, в която космическата система се състои от космически кораб за многократна употреба и бустер за многократна употреба. Работата по такива системи се извършваше още в СССР, например спиралната система. Има и много по -нови разработки. Но дори тази схема на космическа система за многократна употреба предполага доста дълъг цикъл от проектиране и изследователска работа в много области.
Следователно основният фокус в Русия е върху програмата MRKS-1. Тази програма означава ракета и космическа система за етап 1 за многократна употреба. Въпреки този „първи етап“, създадената система ще бъде много функционална. Просто в рамките на доста голяма обща програма за създаване на най -новите космически системи тази програма има най -близките срокове за окончателното й изпълнение.
Системата, предложена от проекта MRKS-1, ще бъде двустепенна. Основната му цел е да изстреля на околоземна орбита абсолютно всеки космически кораб (транспортен, пилотиран, автоматичен) с тегло до 25–35 тона, както вече съществуващ, така и в процес на създаване. Теглото на полезния товар, пуснато в орбита, е по -голямо от това на протоните. Основната разлика от съществуващите ракети -носители обаче ще бъде различна. Системата MRKS-1 няма да бъде за еднократна употреба. Първият му етап няма да изгори в атмосферата или да падне на земята под формата на колекция от отломки. След ускоряване на втория етап (което е еднократно) и полезния товар, първият етап ще кацне, подобно на космическите совалки от 20-ти век. Днес това е най -обещаващият начин за развитие на системите за космически транспорт.
На практика този проект е поетапна модернизация на ракетата-носител за еднократна употреба Angara, която се създава в момента. Всъщност самият проект MRKS-1 се ражда като по-нататъшно развитие на GKNPTs im. Хруничев, където заедно с неправителствената организация „Молния“е създаден бустер за многократна употреба на ракета-носител „Ангара“за първи път, който получава обозначението Байкал (за първи път моделът Байкал е показан на МАКС-2001). Байкал използва същата система за автоматично управление, която позволява на съветската космическа совалка Буран да лети без екипаж на борда. Тази система осигурява поддръжка на полета на всичките му етапи - от момента на изстрелване до кацането на превозното средство на летището, тази система ще бъде адаптирана за MRKS -1.
За разлика от проекта Байкал, MRKS-1 няма да има сгъваеми равнини (крила), а твърдо монтирани. Това техническо решение ще намали вероятността от извънредни ситуации, когато превозното средство влезе в траекторията за кацане. Но наскоро тестваният дизайн на ускорителя за многократна употреба все още ще претърпи промени. Както отбеляза Сергей Дроздов, ръководител на отдела за аеротермодинамика на високоскоростни самолети в ЦАГИ, специалистите бяха „изненадани от високите топлинни потоци в централната част на крилото, което несъмнено ще доведе до промяна в дизайна на самолета“. През септември-октомври тази година моделите MRKS-1 ще преминат поредица от тестове в трансзвукови и хиперзвукови аеродинамични тунели.
На втория етап от изпълнението на тази програма се планира вторият етап да се направи за многократна употреба, а масата на полезния товар, който да бъде изстрелян в космоса, ще трябва да нарасне до 60 тона. Но дори разработването на ускорител за многократна употреба само на 1 -ви етап вече е истински пробив в развитието на съвременните системи за космически транспорт. И най -важното е, че Русия върви към този пробив, като същевременно запазва статута си на една от водещите космически сили в света.
Днес MRKS-1 се счита за универсално многофункционално превозно средство, предназначено за изстрелване на космически кораби и различни полезни товари, пилотирани и товарни кораби в околоземна орбита, пилотирани и товарни кораби по програмите на човешкото изследване на околоземното пространство, изследване на Луна и Марс, както и други планети от нашата Слънчева система. …
Съставът на MRKS-1 включва ракета за многократна употреба (VRB), която е бустер за многократна употреба от етап I, еднократен бустер от етап II, както и космическа бойна глава (RGC). Ускорителят VRB и етап II се свързват помежду си в пакетна схема. Предлага се изграждане на модификации на MRCS с различна товароносимост (масата на товара, доставен на ниска референтна орбита от 20 до 60 тона), като се вземат предвид унифицираните ускорители от етап I и II, използващи един наземен комплекс. Това в дългосрочен план ще позволи да се осигури на практика намаляване на трудоемкостта на работата на техническа позиция, максимално серийно производство и възможност за разработване на икономически ефективно семейство космически превозвачи на базата на основни модули.
Разработване и изграждане на семейство MRKS-1 с различна товароносимост на базата на унифицирани етапи за еднократна и многократна употреба, които ще отговарят на изискванията за усъвършенствани системи за космически транспорт и са способни да решават задачите по изстрелване както на уникални скъпи космически обекти, така и на серийни много висока ефективност и надеждност. Космическите кораби могат да се превърнат в много сериозна алтернатива в редица ракети -носители от ново поколение, които ще експлоатират дълго време през 21 -ви век.
Към момента специалистите на ЦАГИ вече са успели да преценят рационалната множественост на използването на първия етап на МРКС-1, както и възможностите за демонстратори на върнатите ракетни части и необходимостта от тяхното внедряване. Върнатият първи етап MRKS-1 ще осигури високо ниво на безопасност и надеждност и напълно ще изостави разпределението на зони, където падат отделящи се части, което значително ще повиши ефективността на изпълнението на обещаващи търговски програми. Гореспоменатите предимства за Русия изглеждат изключително важни, тъй като за единствената държава в света, която има континентално разположение на съществуващи и обещаващи космодроми.
TsAGI вярва, че създаването на проекта MRKS-1 е качествено нова стъпка в проектирането на обещаващи космически кораби за многократна употреба за изстрелване на орбита. Такива системи напълно отговарят на нивото на развитие на ракетно -космическите технологии през XXI век и имат значително по -високи показатели за икономическа ефективност.
