Содержание
Космическая отрасль является одной из наиболее высокотехнологичных, и её состояние во многом характеризует общий уровень развития промышленности и технологий в стране. Существующие космические достижения России по большей части основаны на достижениях СССР. На момент развала Советского Союза возможности СССР и США в космосе были примерно сопоставимы. В дальнейшем ситуация с космонавтикой в РФ стала постепенно ухудшаться.
Если не считать услуг по доставке американских астронавтов на Международную космическую станцию (МКС), которые возникли по причине отказа США от дорогостоящей программы Space Shuttle, то Россия во всём уступает США: практически нет успешных крупных научных проектов, сравнимых с отправкой марсоходов, развёртыванием орбитальных телескопов или отправкой космических аппаратов к удалённым объектам Солнечной системы. Стремительное развитие частных коммерческих компаний привело к существенному снижению доли Роскосмоса на рынке космических запусков. Поставляемые в США российские двигатели РД-180 в ближайшей перспективе заменят американские BE-4 от компании Blue Origin.
С высокой вероятностью в ближайший год США откажутся от услуг России в качестве «космического извозчика», завершив испытания собственных пилотируемых космических аппаратов (одновременно разрабатываются сразу три пилотируемых космических аппарата).
Последней точкой соприкосновения США и России остаётся МКС, срок существования которой подходит к концу. Если не будет реализован какой-либо отечественный или международный проект с российским участием, то пребывание российских космонавтов на орбите станет крайне эпизодическим.
Основным устоявшимся трендом, который в ближайшей перспективе должен привести к существенному снижению стоимости вывода полезной нагрузки на орбиту, является создание многоразовых ракет. В какой-то мере это уже происходит: заявленной целью компании SpaceX является снижение стоимости вывода грузов на орбиту в десять раз, а на текущий момент удалось сбить цену примерно в полтора раза.
Надо понимать, что многоразовое ракетостроение в его существующем виде (с возвратом первой ступени) находится на начальном этапе развития. Судя по тому, какой интерес к этому направлению проявили другие коммерческие компании, направление можно считать крайне перспективным. Прорывом в этом направлении может стать появление двухступенчатой ракеты-носителя (РН) BFR с полной многоразовостью обоих ступеней и ожидаемой надёжностью полётов на уровне современных авиалайнеров.
У российской космической отрасли также имеется несколько проектов многоразовых ракет-носителей разной степени проработанности.
«Байкал»
Одним из наиболее активно продвигаемых проектов многоразовых ракет является «Байкал-Ангара». Перспективный модуль «Байкал» представляет многоразовый ускоритель (МРУ) первой ступени ракеты-носителя Ангара, разработанный в ГКНПЦ им. Хруничева.
В зависимости от класса ракеты (лёгкая, средняя, тяжёлая) должны применяться один, два или четыре многоразовых ускорителя «Байкал». В лёгком варианте ускоритель «Байкал», по сути, и является первой ступенью, что приближает концепцию ракеты «Ангара» в этом варианте к концепции Falcon-9 от SpaceX.
Особенностью многоразового ускорителя «Байкал» является возврат, осуществляемый самолётным способом. После отстыковки «Байкал» разворачивает поворотное крыло в верхней части корпуса и осуществляет посадку на аэродром, при этом может осуществляться манёвр на дальности порядка 400 км.
Презентация проекта «Байкал»
Проект подвергается критике из-за большей сложности и потенциально меньшей эффективности по сравнению с вертикальной посадкой, применяемой в зарубежных проектах. По утверждению Роскосмоса, горизонтальная схема посадки необходима для обеспечения возможности возврата к месту старта, но такая же возможность заявлена и для РН BFR. Да и первые ступени РН Falcon-9 удаляются от места старта не более чем на 600 км, то есть площадки для их посадки вполне можно оборудовать в относительно небольшой дальности от космодрома.
Другим недостатком концепции МРУ «Байкал» + РН «Ангара» можно считать то, что в среднем и тяжёлом варианте возвращаются только ускорители, первая ступень (центральный блок) РН теряется. Да и посадка одновременно четырёх МРУ при запуске тяжёлого варианта РН может вызвать затруднения.
На фоне проработки проекта «Байкал-Ангара» странно выглядят заявления генерального конструктора ракет семейства «Ангара» Александра Медведева. По его мнению, ракета может садиться с помощью реактивных двигателей на выдвижные опоры, как у РН Falcon-9. Дооснащение первых ступеней РН «Ангара-А5В» и «Ангара-А3В» посадочными опорами, системой управления при посадке, дополнительными системами теплозащиты и дополнительным топливом увеличит их массу примерно на 19 процентов. После доработки «Ангара-А5В» сможет выводить с космодрома Восточный 26-27 тонн, а не 37 тонн, как в одноразовом варианте. В случае реализации этого проекта стоимость выведения груза с помощью «Ангары» должна снизиться на 22-37%, при этом не указано максимально допустимое число запусков первых ступеней РН.
Учитывая заявления представителей Роскосмоса о возможности создания РН «Союз-7» в кооперации с компанией S7 Space в многоразовом варианте можно сделать вывод, что окончательно с проектом многоразовой РН в России пока окончательно не определились. Тем не менее, проект МРУ «Байкал» постепенно прорабатывается. Его разработкой занимается экспериментальный машиностроительный завод имени В. М. Мясищева. Тестовый горизонтальный полет демонстратора запланирован в 2020 году, затем должна быть достигнута скорость порядка 6,5 М. В дальнейшем МРУ запустят с аэростата, с высоты 48 км.
«Союз-7»
В сентябре 2018 года первый заместитель генерального конструктора — главный конструктор средств выведения ракетно-космической корпорации «Энергия» Игорь Радугин, который руководил разработкой новой российской ракеты-носителя «Союз-5» и сверхтяжелой ракеты «Енисей», покинул свой пост и перешел на работу в частную компанию S7 Space. По его словам, компания S7 Space планирует создание ракеты «Союз-7» на базе разрабатываемой Роскосмосом одноразовой ракеты «Союз-5», которая, в свою очередь, является идеологическим наследником успешной советской ракеты «Зенит».
Как и в ракете Falcon-9, в РН «Союз-7» планируется осуществлять возврат первой ступени с помощью ракетодинамического маневра и вертикальной посадки с использованием ракетных двигателей. Для платформы «Морской старт» планируется разработать версию «Союз-7SL». В качестве двигателя РН «Союз-7» планируется использовать проверенный двигатель РД-171 (скорее всего его модификацию РД-171МВ), который может быть повторно использован до двадцати раз (10 полётов и 10 прожигов). Компания S7 Space планирует реализовать свою разработку в течение 5-6 лет. В настоящий момент РН «Союз-7» можно считать наиболее реалистичным проектом многоразовой ракеты-носителя в России.
Компания «Лин Индастриал» проектирует сверхмалую суборбитальную ракету «Тейя», предназначенную для взлета до условной границы космоса 100 км с последующим возвращением.
Несмотря на скромные характеристики проекта, он может дать технологии, необходимые для создания в дальнейшем РН с более высокими характеристиками, тем более что «Лин Индастриал» параллельно прорабатывает проект одноразовой сверхмалой ракеты-носителя «Таймыр».
«Корона»
Одним из наиболее интересных и инновационных проектов можно считать многоразовую одноступенчатую ракету-носитель с вертикальным взлётом и посадкой «Корона», которая разрабатывалась государственным ракетным центром (ГРЦ) им. Макеева в период с 1992 по 2012 год. По мере развития проекта рассматривалось множество вариантов РН «Корона», пока не был сформирован наиболее оптимальный итоговый вариант.
Итоговый вариант РН «Корона» предназначен для выведения полезной нагрузки массой 6-12 тонн на низкую околоземную орбиту высотой порядка 200-500 км. Стартовая масса РН предполагается в районе 280-290 тонн. В качестве двигателя предполагалось использование клиновоздушного жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) на топливной паре водород + кислород. В качестве теплозащиты предполагается использовать усовершенствованную теплозащиту орбитального космического корабля «Буран».
Осесимметричная конусообразная форма корпуса обладает хорошей аэродинамикой при движении на больших скоростях, что позволяет РН «Корона» осуществлять посадку в точке старта. Это в свою очередь позволяет запускать РН «Корона» как с наземных, так и с морских платформ. При спуске в верхних слоях атмосферы РН осуществляет аэродинамическое торможение и маневрирование, а на завершающем этапе, при приближении к месту посадки, разворачивается кормой вниз, и осуществляет посадку с использованием ракетного двигателя на встроенные амортизаторы. Предположительно РН «Корона» может использоваться до 100 раз, при замене отдельных конструктивных элементов через каждые 25 полётов.
По заявлению разработчика, для выхода на этап опытной эксплуатации потребуется примерно 7 лет и 2 миллиарда долларов, не так уж и много за возможность получения столь революционного комплекса.
В настоящий момент ГРЦ им. Макеева можно считать одним из наиболее компетентных предприятий в области ракетостроения, максимально сохранившим свой потенциал после развала СССР. Именно они создали одну из наиболее эффективных межконтинентальных баллистических ракет (МБР) «Синева» и им доверено создание МБР «Сармат», идущей на смену знаменитой «Сатане». Завершение создания МБР «Сармат» в 2020-2021 году открывает возможность для привлечения ГРЦ им. Макеева к космическим проектам.
Говоря о недостатках проекта «Корона», можно предположить, что таковым в первую очередь станет необходимость создания инфраструктуры по доставке и хранению жидкого водорода, а также все связанные с его использованием проблемы и риски. Возможно, что наилучшим решением стал бы отказ от одноступенчатой схемы РН «Корона» и реализация двухступенчатого полностью многоразового комплекса на метановом топливе. Например, на базе разрабатываемого кислородно-метанового двигателя РД-169 или его модификаций. При этом первая ступень могла бы использоваться отдельно для вывода специфической полезной нагрузки на высоту порядка 100 км.
С другой стороны, от жидкого водорода, как от ракетного топлива, скорее всего, никуда не деться. Во многих проектах, мне зависимости от того на метане первая ступень или керосине, на второй ступени применяются водород-кислородные двигатели. В этом контексте уместно вспомнить про трёхкомпонентные двигатели, каким, например, является, разрабатываемый Конструкторским бюро химавтоматики (КБХА) двух режимный трехкомпонентный двигатель РД0750. На первом режиме двигатель РД0750 работает на кислороде и керосине с добавкой 6% водорода, на втором – на кислороде и водороде. Такой двигатель может быть реализован и для связки водород + метан + кислород и возможно, что это окажется даже проще, чем в варианте с керосином.
«Байкал-Ангара», «Союз-7» или «Корона»?
Какой из этих проектов может стать первой российской многоразовой ракетой? Проект «Байкал-Ангара», несмотря на его распиаренность, можно считать наименее интересным. Во-первых, сама многолетняя возня с РН семейства «Ангара» уже накладывает свой отпечаток, во-вторых, концепция возврата МРУ самолётным способом также вызывает множество вопросов. Если говорить о лёгком варианте, когда МРУ фактически является первой ступенью, то ещё куда ни шло, а если говорить о средних и тяжёлых вариантах с двумя/четырьмя МРУ и потерей первой и второй ступеней, то затея выглядит совсем уж странно. Разговоры о вертикальной посадке РН «Ангара» скорее всего таковыми и останутся, или будут реализованы тогда, когда весь остальной мир уже будет летать на антигравитации или антивеществе.
Создание многоразовой версии РН «Союз-7» частной компанией S7 Space в сотрудничестве с Роскосмосом видится более оптимистичным, тем более что и проектируемая сверхтяжёлая РН «Енисей» будет создаваться на тех-же двигателях, что потенциально позволит перенести «многоразовые» технологии и на неё. Тем не менее, вспоминая эпопею с «Ё-мобилем», и этот проект может отправиться на свалку истории. Другим вопросом является изначальное применение в проектах РН «Союз-5», «Союз-7» и «Енисей» кислородно-керосиновых двигателей. Преимущества и перспективы метана в качестве ракетного топлива очевидны, и необходимо концентрировать усилия на переходе к данной технологии – созданию дросселируемого многоразового метанового ракетного двигателя, вместо создания очередного «самого мощного в мире» кислород-керосинового двигателя, который перестанет быть актуален через 5-10 лет.
Проект «Корона» в этой ситуации можно рассматривать как «тёмную лошадку». Как уже говорилось выше, ГРЦ им. Макеева обладает высокими компетенциями, и при соответствующем финансировании вполне могло бы создать многоразовую одноступенчатую или двухступенчатую ракету-носитель в период с 2021 по 2030 годы, после завершения работ над МБР «Сармат». Из всех возможных вариантов проект «Корона» потенциально может стать наиболее инновационным, способным создать задел для следующих поколений ракет-носителей.
Появление многоразовой ракеты-носителя Falcon-9 показало, что новая битва за космос началась, и мы в этой битве стали стремительно отставать. Можно не сомневаться, что получив односторонние преимущества в космосе США, а возможно, что вслед за ним и Китай, начнут его стремительную милитаризацию. Низкая стоимость вывода полезной нагрузки на орбиту, обеспечиваемая многоразовыми ракетами-носителями, сделает космос привлекательным для инвестиций коммерческого сектора, что ещё сильнее подстегнёт космическую гонку.
В связи с изложенным хочется надеяться, что руководство нашей страны осознаёт важность развития космической техники в контексте если не гражданского, то хотя бы военного применения, и инвестирует необходимые денежные средства в развитие перспективных космических технологий, а не в строительство очередного стадиона или парка развлечений, обеспечив соответствующий контроль за их целевым использованием.
Заметили ош Ы бку Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Госкоропрация «Роскосмос» намерена подписать соглашение с частной компанией МТКС о сотрудничестве при создании многоразового транспортного космического корабля. Такая информация содержится в протоколе августовского совещания в «Роскосмосе» (копия есть у РБК). Сейчас у России нет многоразовых грузовых космических кораблей.
Проектируемый корабль, запускаемый с помощью ракеты-носителя, будет способен доставлять на орбиту полезный груз массой до 2 т и затем возвращать на Землю груз массой до 1 т. Спуск происходит по баллистической схеме с торможением посадочными двигателями, включаемыми на высоте 250 м. Приземление осуществляется на выдвижной амортизированный щит, выдвигаемый на высоте 100 м.
Основное назначение корабля — снабжение орбитальной пилотируемой станции. Предполагается провести экспериментальную отработку конструкции на ракете-носителе «Союз-2.1.Б», в дальнейшем планируется использовать разрабатываемую новую ракету «Союз-5».
Бенефициар компании МТКС Сергей Сопов подтвердил РБК, что его компания совместно с «Роскосмосом» будет создавать многоразовый транспортный космический корабль, он будет готов к 2024 году.
«Использование многоразового корабля, а значит, возвращение и спасение дорогостоящего оборудования существенно снизят издержки и стоимость доставки грузов. В конечном счете это снизит стоимость космической программы в целом», — заявил Сопов РБК. Детали он комментировать отказался.
В «Роскосмосе» РБК сообщили, что генеральный директор госкорпорации Дмитрий Рогозин провел серию совещаний с представителями бизнеса, где обсуждались перспективы взаимодействия.
«В госкорпорации готовится ряд рамочных соглашений о сотрудничестве с данными организациями. Соглашения не содержат никаких конкретных технических деталей. Как только госкорпорации будут представлены конкретные технические предложения, «Роскосмос» готов будет их обсудить», — сообщил руководитель пресс-службы организации Владимир Устименко.
Компания «Многоразовые транспортные космические системы» была зарегистрирована в подмосковном Королеве в мае с уставным капиталом 400 тыс. руб. Основной вид ее деятельности — научные исследования и разработки в области естественных и технических наук.
Гендиректор компании — Дмитрий Кахно, который также возглавляет компанию «Энергия-Логистикс» («дочка» принадлежащей «Роскосмосу» РКК «Энергия»), согласно СПАРК.
Сколько стоит запустить космический корабль
За десять лет эксплуатации МТКС рассчитывает заработать на использовании многоразового транспортного корабля $500 млн, следует из презентации, которая была продемонстрирована на совещании в «Роскосмосе» 6 августа (есть у РБК).
Расчетная себестоимость одного цикла (запуск и посадка) составляет $9,846 млн. Общие затраты на 20 циклов эксплуатации оцениваются в $196 млн, включая послеполетное обслуживание, говорится в документе.
Финансирование проекта осуществляется за счет частных вложений и кредитов, сообщил источник РБК, знакомый с разработкой, не назвав суммы инвестиций. «Предстоит решить много сложных, новых для российской космической промышленности вопросов. Одним из центральных является строительство завода для производства композитных элементов корпуса», — объяснил он.
Разработкой «Арго» руководит генеральный конструктор МТКС Николай Брюханов, в прошлом топ-менеджер S7 Space. Ранее в РКК «Энергия» Брюханов руководил проектами космоплана «Клипер» и перспективного транспортного корабля «Федерация».
Полная масса корабля «Арго» — 11,5 т, объем грузового отсека — 11 м³, диаметр — 4,1 м, высота — 5,6 м. Баки комбинированной двигательной установки (обеспечивает маневрирование на орбите, перед спуском отделяется) вмещают до 1200 кг топлива, такая же емкость у баков объединенной двигательной установки (обеспечивает управление спуском и посадку). 52% от суммарной массы корпуса корабля будут составлять композитные элементы.
Время полета в составе орбитальной пилотируемой станции — до 300 суток; схожий по параметрам американский Dragon может находиться в составе станции до 720 суток. Корабль предусматривает возможность автономного полета до 30 суток для проведения исследований, экспериментальной отработки, выполнения прикладных задач с возможностью возвращения оборудования и грузов заказчика; обеспечивает высокую точность посадки в заданный район, а также спасение грузов на этапе выведения на ракете-носителе.
При создании корабля будут использованы экспериментальная и производственная базы предприятий «Роскосмоса», говорит источник РБК.
По характеристикам «Арго» ближе всего к кораблю Илона Маска Dragon или будущей китайской разработке (названия пока нет). Оценку стоимости полета в $10 млн создатель сообщества «Открытый космос» Виталий Егоров называет очень оптимистичной цифрой. «Полет Dragon по госконтракту можно оценить в $40 млн, полет «Прогресса» — примерно в $20 млн. За счет многоразовости можно предполагать, что «Арго» будет дешевле», — считает Егоров.
Кто будет делать «Арго»
МТКС ответственна за разработку и создание корпуса, системы посадки, системы разделения и итоговую сборку корабля.
КБХМ имени А.М. Исаева отвечает за объединенную двигательную установку, комбинированную двигательную установку.
АО «НПО ИТ» — за систему электроснабжения, комплекс электро- и радиосистем.
ПАО РКК «Энергия» — за систему стыковки.
ФГУП МОКБ «Марс» — за систему управления.
ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша» — за систему обеспечения теплового режима.
Ответ Илону Маску
Корабль «Арго» является ответом на американский Dragon, считает бывший менеджер Центра им. Хруничева, гендиректор компании «Космокурс» Павел Пушкин. Конкуренцию на внутреннем рынке он должен составить космическому кораблю «Прогресс-МС», добавил он.
По мнению Пушкина, по техническим характеристикам новый корабль не превосходит Dragon. «Его преимущество по сравнению с «Прогресс-МС» — возвращение грузов», — говорит Пушкин.
«Запуск аналогичного или даже большего груза на космическом корабле Dragon, включая стоимость ракеты, составит $130–150 млн. Доставка аналогичного груза на «Прогресс-МС» составит $50–60 млн, то есть Россия и сегодня доставляет грузы по более низкой цене», — отметил он. Пока под вопросом, сможет ли «Арго» доставлять грузы дешевле, чем Dragon или «Прогресс-МС», говорит эксперт.
Главными конкурентами проекта «Арго» можно считать российские космические корабли, считает Егоров. Это «Прогресс-МС» и проектируемый «Союз МС» в беспилотном варианте. Однако «Прогресс» не может возвращать грузы обратно, а «Союз МС» только проходит испытания.
Сегодня нет потребности перевозить с МКС или другой пилотируемой станции до тонны груза, говорит эксперт. Но в 2023 году начнется строительство китайской многомодульной космической станции, а Китай не отрицает возможности международного сотрудничества, напомнил Егоров.
«Возможно, появятся потребности в доставке грузов на окололунную орбиту. И, я думаю, при достаточно мощной ракете «Арго» сможет совершать межпланетные перелеты», — отметил Егоров.
Кто такой Сергей Сопов
Бенефициар МТКС Сергей Сопов в 1980-е годы служил на космодроме Байконур, участвовал в наземных испытаниях ракетно-космического комплекса «Алмаз» и советского многоразового космического корабля «Буран», руководил первым запуском многоразовой космической системы «Энергия-Буран».
В начале 1990-х Сопов создавал Агентство космических исследований Казахстана и руководил им на начальном этапе. Автор проекта создания на основе объектов Байконура международного космопорта для обеспечения доступа всех стран ООН, не имеющих своих средств выведения, в космическое пространство. В 1994 году был назначен гендиректором государственной аэрокосмической акционерной компании Казахстана «Коском», организовывал передачу космодрома Байконур в аренду России.
С 1996 по 1999 год — гендиректор, затем председатель совета директоров ОАО «Пермские моторы». С 2001 по 2016 год занимал пост президента, затем гендиректора компании «Авиализинг». С 2016-го по февраль 2019 года работал гендиректором «дочки» S7 — компании S7 Space.
В России создадут многоразовый транспортный космический корабль, объявили в Роскосмосе. И рассказали, что называться он будет "Арго", доставлять на орбиту сможет до двух тонн груза, а первая ступень сможет после запуска вернуться обратно. И это, конечно же, очередной повод вспомнить про Илона Маска, который как раз в эти дни тоже много чего рассказал о своих планах освоения космоса. Однако, в Российском космическом агентстве уверяют: речь не о конкуренции с американской SpaceX.
Многоразовый. Возвращаемый. Грузовой. О проекте под названием "Арго" заговорили в российской компании Международные транспортные космические системы. Транспортный корабль, который разработают специально для Роскосмоса, как предполагается, будет доставлять грузы на МКС – до двух тонн, и возвращать до одной тонны на Землю.
"Мы уделяем особое внимание развитию механизмов государственно-частного партнерства. На сегодняшний день мы готовим ряд рамочных соглашений о сотрудничестве. Пока без конкретных технических деталей. Как только будут детали, мы будем готовы их обсудить с нашими партнерами", — ограничился кратким пояснением руководитель пресс-службы Роскосмоса Владимир Устименко.
Вероятнее всего, запускать "Арго" будет ракета-носитель "Союз-5", которая как раз сейчас на стадии разработки. В госкорпорации Роскосмос уже заявили – в случае успешной реализации проекта, кораблю в рамках российской космической программы применение найдется незамедлительно.
"Если этот корабль будет действительно такой красивый удобный и качественный, как это представлено в презентации, мы могли бы рассмотреть возможность его использования. У нас много задач, которые мы можем диверсифицировать: космический туризм, снабжение МКС", — подчеркивает исполнительный директор по перспективным программам Роскосмоса Александр Блошенко.
Массой почти 12 тонн в составе орбитальной станции корабль сможет находиться до 300 суток. Схожий по характеристикам корабль Илона Маска Dragon, он стал первым многоразовым, рассчитан на 750 суток полета. При этом "Арго" уже считают ответом проекту американского изобретателя. Но о прямой конкуренции речи не идет.
"В данном случае они напрямую не будут конкурировать, потому что заказы Америки по доставке грузов на МКС через Роскосмос малы. Роскосмос астронавтов больше доставляет. "Арго" сможет поработать для российской космической программы. И посоперничать "Арго" сможет с российским грузовым "Прогрессом", — отмечает создатель сообщества "Открытый космос" Виталий Егоров.
К слову, новость о создании многоразового корабля "Арго" появилась почти одновременно с громким заявлением Илона Маска о создании ракетного корабля StarShip, который тоже считается многоразовым. На низкую орбиту его планируют вывести уже весной, в качестве эксперимента. Впоследствии корабль может быть использован для доставки первых колонистов на Марс.
"Думаю, впервые у нас есть устройство, которое при небольшой доработке может помочь обустройству самоподдерживающейся (self-sustaining) колонии на Марсе и базы на Луне. Если развитие продолжится по экспоненте, то тогда мы сможем отправлять людей на орбиту еще до следующего года", — утверждает изобретатель Илон Маск.
Российский проект "Арго" планируется воплотить в жизнь к 2024 году. Первым возможным заказчиком в рамках международного сотрудничества может стать Китай сразу после того, как начнется строительство китайской многомодульной космической станции.