Россия создает новую многоразовую одноступенчатую ракету-носитель «Корона». Разберемся с какими трудностями столкнутся разработчики, чтобы создать прорывные технологии в освоении космоса.
Что было заявлено
Заместитель генерального конструктора АО «Государственный ракетный центр имени академика В.П. Макеева» (АО «ГРЦ Макеева») Сергей Молчанов на «Королёвских чтениях» рассказал следующее.
Проект «Корона» предусматривает разработку многоразового одноступенчатого носителя, причём без промежуточных этапов, которые «лишь удлиняют время перехода к многоразовым системам и делают их дороже». Носитель будет представлять собою одноступенчатую конструкцию вертикального взлёта и посадки, с взлётно-посадочными амортизаторами.
Двигателем будет служить энергоустановка внешнего расширения с модульной камерой сгорания, которая будет работать на топливе из высокоэнергетической пары «водород-кислород».
Далее было заявлено, что специфическим свойством ракеты «Корона» станет возможность использования многогопусковых систем выведения, при которых посадочное топливо тратится на выведение спутника, а топливо для возвращения доставляется носителем-танкером.
Ракета предназначена для выведения на низкие околоземные орбиты высотой от 200 до 500 километров с наклонением до 110 градусов, — заявил Молчанов. По его словам, наиболее энергонапряжённые элементы в системах ракеты можно будет использовать не менее 25 раз, а общий ресурс носителя составит не менее ста полетов. Основным конструкционным материалом выбран углепластик, а в термозащите будут применяться керамические плитки.
Что видно из теории
Так слова «макеевского» замгендира передавали авторитетные информационные агентства. А что стоит за этими словами?
Вообще говоря, ГРЦ имени Макеева — один из авторитетнейших научно-конструкторских центров России по разработке ракетной техники.
Над «Короной» («Космическая одноразовая ракета, одноступенчатый носитель аппаратов») центр работал с 1992 по 2012 год. Затем проект был приостановлен. То были вообще не очень приятные времена для ГРЦ, которые начались ещё раньше – в 1998 году, когда после третьего неудачного пуска у него отобрали перспективную ракету «Барк», а разработку новой альтернативной ракеты для подводных лодок передали Московскому институту теплотехники. Она известная сегодня под название «Булава».
В теории «Корона» должна делать следующее. Она должна стать роботизированной. Она должна иметь стартовую массу в 300 т. Она должна работать с высокоэффективным жидкостным реактивным двигателем, дающим высокий удельный импульс за счёт топлива из водорода и кислорода (второй по величине удельный импульс в пустоте после фторо-водородного топлива).
Беда в том, что необходимого – а нужен так называемый клиновоздушный ЖРД, который сохраняет нужную эффективность как у поверхности, так и высоко в стратосфере, — ещё в природе нет.
Далее ракета должна уметь совершать вертикальную посадку. Из не очень понятно описания следует, что ракета при посадке входит в высокие слои атмосферы носом, «обутым» в теплозащиту, маневрировать здесь, завершает торможение и разворачивается кормой вниз. После этого, по логике, она должна садиться на собственной огненной струе из двигателя. Или на парашюте?
По срокам конструкторы указывают следующие параметры: при получении необходимого финансирования уже через шесть лет можно начать лётные испытания, через семь-восемь приступить к опытной эксплуатации. По стоимости заявляется сумма около 2 млрд долларов. В публикациях, ориентированных на «макеевцев», указывается, что возврата этих денег можно ожидать уже через семь лет, если количество коммерческих пусков сохранится на текущем уровне.
А что на практике?
А на практике у многих специалистов возникают многие вопросы.
Какой танкер-заправщик необходим для посадки? Он тоже многоразовый? Тогда на чём он сам будет спускаться? Или всё же одноразовый?
Обеспечить заправку с корабля на корабль в космосе очень трудная задача, если даже дозаправка самолёта в воздухе на неизмеримо меньших скоростях считается достаточно сложной операцией, к которой допускают не каждого пилота. Стыковка, конечно, решает многие вопросы, но отнюдь не все. Жидкий кислород и жидкий водород — не авиационный керосин.
А что с посадкой?
Из фантастических книг и фильмов мы знаем, что космические корабли садятся на колонне из собственного пламени, которую испускают планетарные двигатели и встают на амортизаторы.
Но насколько надёжен такой манёвр с нынешней техникой, топливом и системами управления? Сам же миасский ГРЦ с гордостью говорит, что успешность пусков его ракет составляет 96%. Значит, «Короны» должны разбиваться в 8 случаях из ста – 4 на старте и 4 на финише.
О полезная нагрузке почему-то нигде прямо не говорится. Сколько полезного груза способна вывести на орбиту 300-тонная ракета? Напомним: лучшая из пока что сделанных человечеством ракета-носитель «Энергия» при стартовой массе 2400 тонн выводила на орбиту 100 тонн, а в перспективе – до 200.
Нынешний «Союз-2» при 313 тоннах стартовой массы выводит на низкую орбиту от 3 до 9 тонн. А «Корона»? На просторах интернета встречается цифра в 6 тонн, но источника её мне найти не удалось. Не маловато ли, если посчитать стоимость двух объёмов топлива и запуска второго носителя-танкера.
Мнения специалистов
Известный военный и политический аналитик, доктор военных наук Константин Сивков в интервью поделился оптимистичным прогнозом:
Пока, естественно, ничего в металле не сделано, поскольку потребуются определённые денежные средства, которые у нашего ОПК в дефиците. Но состояние разработки этой ракеты таково, что уже практически речь идёт о выработке конструкторской документации.
По убеждению эксперта, такая ракета нужна, потому что «без ракет многоразового использования освоение других планет невозможно в принципе, поскольку прибыв на другую планету, космический корабль должен высадить экипаж, который должен получить какие-то данные и вернуться назад».
«Без ракет, которые обеспечивают возможность многократных взлётов и посадок — именно вертикально, не так, как Буран или американский Шаттл, предполагающий наличие взлетно-посадочной полосы, — освоение космических подстанций невозможно», подчеркнул Сивков, добавив:
Поэтому я считаю, что развитие программы «Корона» настолько приоритетно, что всё остальное должно быть отодвинуто на второй план. Американцы в этом вопросе нас опережают.
Более того, считает Константин Сивков, полёты этой ракеты позволят резко, в 5-8 раз сократить стоимость вывода на орбиту грузов.
Вопрос о танкере специалист счёл несущественным: «Могут быть разные варианты»- сославшись на своё знакомство с этой программой. Что же до спуска на столбе пламени, то «он и есть всегда на столбе из пламени, в любом случае», отметил Константин Сивков.
А вот Павел Пушкин, генеральный директор ООО «КосмоКурс», считает, что «реальной, серьёзной, значительной проработки этого проекта не было», а потому правильно говорить о том, что «сегодня заявляют об этом проекте с целью получить финансирование на него».
В то же время специалист признает, что одноступенчатая ракета – она надежнее. Эта ракета дешевле. Реализация его закладывает новые технологии: суперновые сплавы, композиты, водородное топливо, новый тип двигателя.
Но в этом, по мнению Пушкина, заключается и проблема:
Двигатель ещё даже не отработан, вообще, то есть, никак», а многие необходимые технологии «на данный момент не очень даже прощупываются.
Вопрос о танкере на орбите специалиста также озадачил: «Скорее всего, имеется в виду, что это полезная нагрузка для этой ракеты. То есть, она будет выводить танкер с топливом. Как бы ракета сама многоразовая, а танкер с топливом выводить будет. Хотя не знаю. Вы меня озадачили…».
«Роскосмос», по словам связанного ним Павла Пушкина, «естественно, в курсе». «Другое дело, что «Роскосмос» не санкционировал проектирование этой ракеты и денег на неё не выделял, — отметил он. — И в планах этого, насколько я понимаю, тоже нет».
Каков же вывод? «Корону» делают и желают получить деньги на её достройку (что вполне естественно) вполне авторитетные, уважаемые ракетчики. Как конкретно она будет летать, заправляться, садиться при современных технологиях и технических условиях – из всего сказанного так и неясно.
В то же время нельзя не согласиться с мнением эксперта, что только такие – многоразовые одноступенчатые носители только и позволят человечеству если не завоевать космос, то хотя бы твёрдо стать ногою на ближайших планетах. Да и побочный эффект от работ над такими амбициозными задачами в виде новых открытий и технологий может стать куда значительней, чем вложенные в проект суммы.
В общем, если «Корона» и увенчает русскую космонавтику, то не скоро и не наверняка. Но и работать над нею, видимо, всё же нужно. Ибо какое движение вперёд без подобных мощных вызовов?
Автор:
