Технологии, Безопасность | Олег Брагинский
Многоразовые ракеты давно не удивляют: Falcon 9 с возвращаемыми первой ступенью и створками обтекателя эксплуатируется 10 лет, система Starship проходит лётные испытания. Команды по всему миру, осознав преимущества, стремятся повторить яркий успех.
Пропорционально росту интереса в сервисах, предоставляемых посредством спутников и группировок, возрастает потребность в пусковых услугах, что создаёт благоприятные условия для возникновения новых игроков, предлагающих различные решения по доставке грузов в космос.
На внутреннем рынке предложение не соответствует спросу, в связи с чем заказчики вынуждены ждать место под головным обтекателем от нескольких месяцев до года, так как отечественный парк средств выведения начинается от представителей среднего класса семейства «Союз».
Изделия сверхлёгкого и лёгкого классов с малым временем заполняемости космической головной части позволят осуществлять пуски чаще и значительно сократить ожидание, но при этом не составят конкуренцию существующим носителям среднего и тяжёлого классов, а дополнят их.
Поэтому SR Space разрабатывает собственные космические ракетные комплексы сверхлёгкого и лёгкого классов для оперативного вывода на орбиту полезной нагрузки. Высокая частота запусков будет обеспечена возможностью повторного применения первых ступеней – впервые в России.
Данным решением продиктован выбор топливной пары «СПГ-жидкий кислород», при сгорании которой практически не образуется сажа, а остатки выпариваются самостоятельно из-за разницы температур собственной и атмосферной, снижая трудоёмкость послеполётного обслуживания.
Преимущества технологии:
- более высокая частота запусков: к очередному полёту производится меньше компонентов
- меньшая цена: обслуживание многоразовой ступени дешевле производства одноразовых
- короче срок ожидания: менее тяжёлые ракеты заполняются нагрузкой быстрее
- корпоративная независимость: возможность выводить собственные спутники.
Направление развития мировой ракетной индустрии подтверждает правильность выбранного вектора компании: переход к многоразовости также наблюдается и за рубежом – в США (SpaceX, Blue Origin), Китае (LandSpace), Новой Зеландии (Rocket Lab), Южной Корее (Perigee Aerospace).
Сверхлёгкая ракета-носитель «Небо»
Средства выведения сверхлёгкого класса стали особенно популярными в XXI веке с появлением частных стартапов. Не удивительно: маленькую ракету произвести, испытать и запустить проще и дешевле, чем большую. Преимуществом является и избыток соразмерной нагрузки – кубсатов.
Успешный полёт опытного образца открывает дорогу к крупным инвесторам и заказчикам, что делает возможным запуск серийного производства и переход к изделиям более тяжёлого класса. Такой путь прошла SpaceX от Falcon 1 к Falcon 9, такой же подход выбрала и компания SR Space.
Согласно предъявленным требованиям на низкую околоземную орбиту высотой 200 км будет выводиться 500 кг в многоразовом исполнении и 780 кг – в одноразовом, на солнечно-синхронную высотой 500 км – 250 кг и 420 кг соответственно. Расчётная точка старта – космодром Плесецк.
Для привлечения внимания инвесторов и потенциальных заказчиков приняты технические решения, качественно отличающие данную ракету от эксплуатируемых сегодня в России: композит в качестве конструкционного материала, СПГ в качестве горючего и многоразовая первая ступень.
Не менее важным стал выбор собственного производства большинства компонентов, в особенности наукоёмких деталей и систем, что обеспечит минимальные расходы ресурсов и риски.
Лёгкая ракета-носитель «Космос»
После запуска серийного производства ракеты «Небо» пустующим в российском парке средств выведения останется лёгкий класс, характерный для категории малых космических аппаратов и используемый как для вывода одиночных спутников, так и для довывода в состав группировок.
Поскольку на данный момент в России существуют проекты таких созвездий (Бюро 1440, Сфера, Avant Space), SR Space планирует занять нишу анонсированной ракетой «Космос»:
Согласно предъявленным требованиям на низкую околоземную орбиту высотой 200 км будет выводиться 1’800 кг в многоразовом исполнении и 2’800 кг в одноразовом, на солнечно-синхронную высотой 500 км – 1’000 кг и 1’680 кг соответственно. Запуски планируются с космодрома Плесецк.
«Космос» предполагает применение тех же технологий: композит, СПГ, многоразовая ступень и собственное производство, причём наличие видения и первичного технического облика позволяет планировать разработку, изготовление и отработку с учётом характеристик обоих носителей.
Выводы
Практика выполнения ответственной за космическую деятельность государственной организацией функции регулятора и реализации пусковых услуг частными компаниями в США продемонстрировала значительную эффективность и привлекла инвестиции в данный сектор.
Обеспечить толчок в усилении позиции космической державы и расширении рынка возможно, благодаря взаимодействию государства и бизнеса с точки зрения распределения функций и задач, а также создания благоприятных условий для появления и работы частных компаний.
Россию характеризует сильная инженерная школа, богатая производственно-испытательная база и развитая наземная космическая инфраструктура, которые заметно ускорят ввод в эксплуатацию новых ракет-носителей, а также обеспечат их конкурентоспособность на международном рынке.