Космическая корона: могут ли многоразовые российские ракеты потеснить проекты Илона Маска
В современной российской космонавтике многоразовость стала новым трендом, и отмахнуться от этого уже нельзя. Еще в 2016 году в каждом втором интервью сквозило «не спешите», вот пусть американцы сначала попробуют, пусть Илон Маск шишек набьет, а мы посмеемся, а потом спустимся с «холма классических ракет» и медленно покажем, что были правы.
Прошло всего два года, и разворот совершен на 180°. Теперь новые проекты без многоразовости или возвращения первой ступени тем или иным способом уже не котируются. За последние несколько месяцев практически не было новостей о разработке новых носителей, рядом с которыми бы не стояло слово «многоразовость». Что будем возвращать?
S7 начинает и выигрывает
Год назад, когда было объявлено о том, что новая надежда российской космонавтики будет носить имя «Союз-5», руководитель «Роскосмоса» Игорь Комаров сообщил, что конкурентоспособность ракеты будет обеспечена чудесной возможностью сделать все на 20% дешевле. За счет чего это произойдет, пока так и не стало известно.
Однако компании «S7 Космические транспортные системы» такой расклад не понравился. В интервью генерального директора компании Сергея Сопова прозвучала достаточно жесткая критика в адрес разрабатываемой ракеты: «Союз-5» в таком виде, в котором его представляют, нам не нужен. Это потолстевший и потяжелевший «Зенит». Делать сейчас новый «Зенит», чтобы через 15 лет он опять устарел? Основополагающий вопрос для нас — это цена».
Понятны заботы S7. Компания купила «Морской старт» и столкнулась с тем, что ракет для запуска на нем нет. Пока предполагается собрать специальную партию «Зенитов», а впоследствии использовать «Союз-5», создаваемый на замену. Но в 20-процентное снижение стоимости только за счет «старания» инженеров компания не очень верит.
В ответ на это «Роскосмос» пообещал учесть пожелания, снизить цену (возможно, за счет создания версии на метановом взамен кислород-керосинового двигателя) и создать коммерческую версию ракеты с технологиями многоразового использования. В настоящее время ведется проработка различных вариантов реализации многоразовости.
Итого: «Союз-5»
— Сроки запуска обычной версии: 2022 год.
— Сроки запуска многоразовой версии: неизвестно.
— Технология многоразового использования: в разработке.
Теперь легкий и многоразовый
В январе 2018 года стало известно, что многострадальная «Ангара», самый серьезный долгострой российской космонавтики, станет легкой и многоразовой. Гендиректор Центра имени Хруничева Алексей Варочко заявил, что центр совместно с «Роскосмосом» и ОКБ имени Мясищева возобновил работу над проектом многоразовой ракеты-носителя «Ангара-1.2». Предполагается, что это будет легкая версия «Ангары», оснащенная крыльями. После окончания работы и отделения первая ступень ракеты расправляет крылья и по-самолетному начинает свой путь на специальный аэродром. У ступени выдвигаются шасси, и она лихо, как заправский самолет, садится на полосу.
Этот проект — отголоски созданного в ОАО «НПО «Молния» многоразового ускорителя «Байкал». Впервые его показали еще в 2001 году. Он был разработан специально для «Ангары», в тот момент еще молодого (всего восемь лет разработок) и перспективного проекта. Проект с крыльями всплыл спустя десятилетие, в 2011 году, при разработке многоразовой ракетно-космической системы (МРКС). Но и в первый, и во второй раз от подобной идеи отказались. Посмотрим, будет ли результат в третий раз.
Итого: «Ангара 1.2»
— Сроки запуска обычной версии: неизвестно. (Единственный тестовый полет «Ангара-1.2ПП» прошел в 2014 году, но без выхода на орбиту.)
— Сроки запуска многоразовой версии: неизвестно.
— Технология многоразового использования: самолетная, с раскладывающимся крылом.
Все легче и легче
По этому проекту информации пока меньше всего. Известно, что новую сверхлегкую многоразовую ракету разрабатывают совместно Фонд перспективных исследований, «Роскосмос» и Объединенная авиастроительная корпорация. Многоразовость реализуется при помощи крыльев, шасси и турбореактивного двигателя на первой ступени. Садиться аппарат будет так же, как и предыдущий проект, — по-самолетному.
Собственно, это все тот же самый технологический задел проекта многоразового ускорителя «Байкал». Теперь и на сверхлегком варианте. И сразу стоит оговориться, что и многоразовая «Ангара», по мнению экспертов, могла использоваться только как способ отработки технологий, а не реальный вариант снижения стоимости доставки грузов на орбиту. У аналогичного проекта для сверхлегкой ракеты стать реальным, а не просто демонстрационным или экспериментальным шансов еще меньше.
Чем больший груз выводит ракета, тем дороже при прочих равных она стоит. А значит, ценнее и возвращаемая ступень. Кроме того, появляется возможность выбирать: запустить более тяжелый объект на орбиту, пожертвовав первой ступенью, или спасти ее, если полезная нагрузка позволяет взять крылья, шасси и запас топлива для приземления. Оба аргумента работают против сверхлегких ракет.
В настоящее время идут разговоры о том, где и на каком предприятии будут изготовлены первые демонстраторы ступеней, имеющих возможность садиться на взлетно-посадочную полосу. Логично, что этим будет заниматься компания, имеющая опыт в изготовлении авиационной техники. Согласно последним новостям ступени могут быть изготовлены на заводах компании «Ильюшин». При этом ГКНПЦ им. М. В. Хруничева должен проработать варианты технологий посадки в кратчайшие сроки, результаты должны быть представлены заказчику ЦНИИмаш уже в июле 2018 года.
Итого: пока без названия
— Сроки запуска обычной версии: 2022 год.
— Сроки запуска многоразовой версии: 2022 год.
— Технология многоразового использования: самолетная, с раскладывающимся крылом.
В стороне от общего шума
В январе 2018 года Государственный ракетный центр (ГРЦ) им. академика В. П. Макеева сообщил о продолжении разработок многоразовой системы КОРОНА (Космическая одноразовая ракета, одноступенчатый носитель аппаратов). Интересно, что эта организация не входит в «Роскосмос», но является одним из крупнейших научно-конструкторских центров России по разработке ракетно-космической техники. Противоречия нет: ГРЦ занимается разработкой баллистических ракет для подводных лодок. Учитывая опыт запуска спутников с помощью конверсионных баллистических ракет, вполне логично допустить, что эта оборонная организация способна создать носитель для вывода полезной нагрузки на орбиту.
Главная идея проекта КОРОНА в том, что это одноступенчатая возвращаемая ракета-носитель, скорее даже многоразовый космический корабль. Предполагается, что КОРОНА сможет вывести на низкую опорную орбиту около семи тонн полезных грузов, а затем вернуться на Землю и сесть вертикально при помощи своих двигателей. Кардинальное отличие проекта от той же Falcon 9 Илона Маска в том, что при вертикальной посадке ракета возвращается практически целиком, а не одна ее часть.
Про систему КОРОНА известно мало деталей. У ГРЦ имени Макеева слабое лобби и еще меньше пиара из-за режима секретности. Но судя по мировому опыту, этот проект выглядит достаточно перспективным и более реалистичным, чем по сравнению с самолетным вариантом.
Хотя организация еще не перешла к запускам, однако разработчики начинают не с чистых файлов, потому что в КОРОНА используются наработки «Россиянки», предыдущего многоразового проекта макеевцев, представленного в 2011 году.
Итого: КОРОНА
— Сроки запуска обычной версии: неизвестно.
— Сроки запуска многоразовой версии: неизвестно.
— Технология многоразового использования: вертикальная посадка на собственных двигателях.
Кто посмеется последним
У всех представленных проектов многоразовых ракет-носителей можно отметить главную проблему: за ними не видно единой системы или стратегии, которая, например, должна снизить стоимость вывода полезной нагрузки на орбиту. Скорее это желание влиться в модный тренд. Однако из-за отсутствия скоординированности и одновременной работы распыляются средства того же «Роскосмоса» на множество проектов с труднопрогнозируемым результатом.
Понятно, что успех SpaceX, отобравшей большинство мировых космических стартов, заставляет приглядеться к ее бизнес-модели, одним из элементов которой является многоразовость элементов. Однако при этом стоит учитывать, например, снижение общего количества космических запусков, оптимальную массу полезной нагрузки, выводимой на орбиту, вероятность получения заказов на будущие проекты, наконец. Пока трудно понять, как они будут стыковаться с проектами, которым предстоит стать реальными. Заодно увидим, сколько труда инженеров приходится приложить, чтобы реализовать многоразовость. Некоторые пытались представить многоразовость Falcon 9 как давно пройденный этап, ведь такие проекты были и раньше. Но одни из них закрыты из-за дороговизны (Space Shuttle, «Буран»), другие не прошли дальше натурных испытаний в атмосфере.