Reusable rocket at space system sa launch site. Mataas na Temperatura ng Research Institute Graphics
Ang batayan ng modernong Russian cosmonautics ay ang Soyuz at Proton rockets, na nilikha noong kalagitnaan ng huling siglo. Halos lahat ng bagay na inilulunsad sa kalawakan mula sa Russian cosmodromes ay inilalagay sa orbit ng mga maaasahang, ngunit medyo hindi napapanahong machine. Upang mabago ang rocket fleet at matiyak na walang kondisyon ang pag-access ng Russia sa lahat ng mga segment ng aktibidad sa kalawakan, ang pinakabagong Angara rocket complex ay pumapasok sa yugto ng mga pagsubok sa paglipad. Ito marahil ang tanging space rocket complex sa mundo na may malawak na hanay ng mga kakayahan para sa paghahatid ng spacecraft na tumitimbang mula 4 hanggang 26 tonelada sa kalawakan.
Napakahirap na prinsipyo
Ang mga pangangailangan para sa mga sasakyang puwang sa malapit na hinaharap ay matutugunan ng mga Soyuz at Angara rockets, ngunit ang kanilang kakayahan sa pagdadala ay hindi sapat upang malutas ang mga problema sa paggalugad ng Moon, Mars at iba pang mga planeta ng solar system. Bilang karagdagan, kumplikado nila ang sitwasyong ecological sa Amur Region dahil ang kanilang ginugol na mga yugto ay mahuhulog alinman sa Amur taiga o sa lugar ng tubig ng Dagat ng Okhotsk. Malinaw na ang sitwasyong ito ay sapilitang, ito ay isang pagbabayad para sa pagtiyak sa soberanya ng puwang ng Russia. Ano ang magiging pagbabayad na ito kung magagawa ang isang desisyon na lumikha ng napakahirap na mga rocket para sa mga flight ng tao sa buwan?
Mayroon nang mga nasabing missile sa ating kasaysayan: Energia at N-1. Ang mga pangunahing prinsipyo ng isang napakabigat na rocket ay inilatag at ipinatupad higit sa 50 taon na ang nakaraan, kaya pera lamang ang kailangan upang likhain ito. At kung ang isang napakabigat na rocket ay nilikha sa ikatlong pagkakataon, pagkatapos ay isang karagdagang 320 toneladang basurang metal na may mga residue ng gasolina ang makokolekta taun-taon sa Rehiyon ng Amur.
Ang pagnanais na gumawa ng mga rocket na environment friendly at epektibo sa gastos ay humantong sa ideya ng pagbabalik ng mga unang yugto ng mga rocket sa site ng paglulunsad at muling paggamit sa kanila. Na nagtrabaho ang inilaan na oras, ang mga hakbang ay dapat bumaba sa himpapawid at sa pagbabalik ng eroplano sa site ng paglulunsad. Ayon sa prinsipyong ito, ang reusable rocket at space system (MRKS) ay tatakbo.
MRKS kung ano ito
Ang reusable rocket at space system ay ipinakita sa mga dalubhasa at publiko sa Moscow Aerospace Show noong 2011. Ang system ay binubuo ng apat na magagamit muli na mga sasakyan sa paglunsad (MRN) na may magagamit muli na mga missile assemblies (VRB). Ang buong saklaw ng MRNs na may dalang kapasidad na 25 hanggang 70 tonelada ay maaaring makumpleto ng iba't ibang mga kumbinasyon ng dalawang pangunahing mga module: ang unang modyul ay isang magagamit na yunit ng rocket (unang yugto), ang pangalawang module ay isang pangalawang disposable rocket stage.
Sa isang pagsasaayos na may dalang kapasidad na hanggang sa 25 tonelada (isang VRB at isang module ng ika-2 yugto), ang reusable rocket ay maaaring maglunsad ng lahat ng moderno at nangangako na may tao at hindi tao na spacecraft. Sa sukat ng 35 tonelada (dalawang VRB at isang module ng ika-2 yugto), pinapayagan ng MRN ang paglulunsad ng dalawang mga telecommunication satellite sa orbit bawat paglulunsad, na naghahatid ng mga module ng nangangako na mga istasyon ng orbital sa kalawakan at naglulunsad ng mabibigat na mga awtomatikong istasyon, na gagamitin sa unang yugto ng pagsaliksik ng buwan at pagtuklas sa Mars.
Ang isang mahalagang bentahe ng MRN ay ang kakayahang magsagawa ng mga pares na paglulunsad. Upang mailunsad ang dalawang modernong mga telecommunication satellite gamit ang Angara rocket, kinakailangan na bumili ng sampung mga rocket engine na nagkakahalaga ng 240 milyong rubles bawat isa. bawat isa Kapag naglulunsad ng dalawa sa parehong mga satellite gamit ang MRN, isang makina lamang ang matatupok, na ang gastos ay tinatayang nasa 400 milyong rubles. Ang pagtitipid sa gastos para sa mga makina lamang ay 600%!
Ang mga unang pag-aaral ng nababawi na yunit ng rocket ay isinagawa sa simula ng siglo at ipinakita sa Le Bourget aerospace show sa anyo ng isang mock-up ng Baikal reentry stage.
Nang maglaon, sa paunang yugto ng disenyo, ang gawain ay ginampanan sa pagpili ng mga sangkap ng gasolina, paglutas ng mga problema ng pag-init ng init, awtomatikong pag-landing at maraming iba pang mga problema. Dose-dosenang mga pagkakaiba-iba ng VRB ay nasuri nang detalyado, isang masusing teknikal at pang-ekonomiyang pagsusuri ay natupad, isinasaalang-alang ang iba't ibang mga sitwasyon para sa pagpapaunlad ng domestic cosmonautics. Bilang isang resulta, natutukoy ang isang iba't ibang mga MRKS, na kung saan ang pinaka-ganap na nagbibigay-kasiyahan sa buong hanay ng mga moderno at promising gawain.
Ang landing ng isang magagamit muli na sasakyan ng paglulunsad na may magagamit na mga yunit ng rocket. Mataas na Temperatura ng Research Institute Graphics
Sa asul na gas
Iminungkahi upang malutas ang problema ng isang reusable engine sa pamamagitan ng paggamit ng liquefied natural gas (LNG) bilang fuel. Ang natural gas ay isang murang, environmentally friendly fuel na pinakaangkop para magamit sa mga reusable engine. Kinumpirma ito ng Khimmash Design Bureau na pinangalanang A. M. Isaev noong Setyembre 2011, nang ang unang likido-propellant natural gas rocket engine sa buong mundo ay nasubok. Ang makina ay tumakbo nang higit sa 3000 segundo, na tumutugma sa 20 pagsisimula. Matapos ang pag-disassemble nito at suriin ang kalagayan ng mga yunit, nakumpirma ang lahat ng mga bagong teknikal na ideya.
Iminungkahi upang malutas ang problema ng pag-init ng istraktura sa pamamagitan ng pagpili ng pinakamainam na mga daanan kung saan ang mga daloy ng init ay nagbubukod ng matinding pag-init ng istraktura. Tinatanggal nito ang pangangailangan para sa mamahaling proteksyon ng thermal.
Iminungkahi na malutas ang problema ng awtomatikong pag-landing ng dalawang VRB at pagsasama sa mga ito sa airspace ng Russia sa pamamagitan ng pagsasama ng GLONASS nabigasyon system at isang awtomatikong umaasa na surveillance system, na hindi ginamit sa rocketry, sa control loop.
Isinasaalang-alang ang pagiging kumplikado ng teknikal at pagiging bago ng kagamitan na nilikha, batay sa karanasan sa domestic at dayuhan, ang pangangailangan na lumikha ng isang flight demonstrator, na isang nabawasan na kopya ng VRB, ay napatunayan. Ang demonstrator ay maaaring gawin at nilagyan ng lahat ng pamantayang mga on-board system nang walang anumang espesyal na paghahanda para sa paggawa. Papayagan ng nasabing sasakyang panghimpapawid ang pagsubok sa totoong mga kundisyon ng paglipad lahat ng mga pangunahing solusyon sa teknikal na isinama sa isang buong sukat na produkto, binabawasan ang mga panganib na teknikal at pampinansyal kapag lumilikha ng isang karaniwang produkto.
Ang gastos ng demonstrador ay maaaring matuwid dahil sa natatanging kakayahang maglunsad ng mga bagay na may bigat na higit sa 10 tonelada sa taas na 80 km kasama ang isang ballistic trajectory, pinapabilis ang mga ito sa isang bilis na lumalagpas sa bilis ng tunog ng 7 beses, at bumalik sa paliparan para sa isang pangalawang paglulunsad. Ang isang magagamit muli na produkto na nilikha sa batayan nito ay maaaring may malaking kahalagahan hindi lamang para sa mga tagabuo ng hypersonic na sasakyang panghimpapawid.
Ang pilosopiya ng kakayahang umangkop
Ang unang yugto ay ang pinakamalaki at pinakamahal na bahagi ng rocket. Sa pamamagitan ng pagbawas sa paggawa ng mga yugtong ito dahil sa paulit-ulit na paggamit nito, posible na mabawasan nang malaki ang mga gastos ng mga ahensya ng pederal para sa paglulunsad ng spacecraft. Ipinapakita ng paunang pagtatantya na para sa matagumpay na pagpapatupad ng lahat ng mayroon at promising space program, kasama ang paghahatid ng mga walang istasyong istasyon sa Moon at Mars, sapat na magkaroon ng isang fleet na 7-9 lamang reentry rocket blocks.
Ang MRCS ay may pilosopiya ng kakayahang umangkop na may kaugnayan sa conjuncure ng space program. Ang paglikha ng isang MRN na may dalang kapasidad na 25 hanggang 35 tonelada, ang Roskosmos ay makakatanggap ng isang sistema na mabisang malulutas ang mga problema sa ngayon at sa malapit na hinaharap. Kung may pangangailangan na mag-deploy ng mga mas mabibigat na sasakyan para sa mga flight sa Moon o Mars, ang customer ay magkakaroon ng MRN na may kapasidad ng pagdadala hanggang sa 70 tonelada, ang paglikha nito ay hindi nangangailangan ng mga makabuluhang gastos.
Ang nag-iisang programa kung saan hindi angkop ang MRKS ay ang programa ng mga manned flight patungong Mars. Ngunit ang mga flight na ito ay hindi posible sa teknikal sa hinaharap na hinaharap.
Ngayon ay may isang mahalagang mahalagang tanong tungkol sa mga prospect para sa pagpapaunlad ng mga sasakyan sa paglunsad. Ano ang lilikha: isang disposable super-mabigat na rocket, na gagamitin lamang sa mga Lunar at Martian na programa at, kung natapos na sila, ang mga gastos ay isusulat muli; o upang lumikha ng isang MRCS, na kung saan ay hindi lamang papayagan ang pagpapatupad ng kasalukuyang mga programa ng paglulunsad sa presyong isa't kalahating beses na mas mababa kaysa sa ngayon, ngunit maaari ding magamit nang kaunting pagbabago sa Lunar program at sa programa ng pagsaliksik sa Mars?
