Ви можете ознайомитисЬ зі змінами в політиці конфіденційності. Натискаючи на кнопку «Прийняти» або продовжуючи користуватися сайтом, ви погоджуєтеся з оновленими правилами і даєте дозвіл на використання файлів cookie.
Прийняти
Головна Сьогодні

Виклик ракетній класиці або що таке багаторазові космічні системи

Космотуризм і зменшення розмірів супутників стимулюють створення багаторазових носіїв

Чергова спроба здешевити космічні подорожі.
Чергова спроба здешевити космічні подорожі.

Космонавтика, починаючи з польоту першого штучного супутника Землі, в переважній більшості випадків використовує одноразові системи запуску. Простіше кажучи, для кожного старту виготовляється нова ракета, а це складний і дуже дорогий пристрій.

Затратність такого підходу очевидна, проте інших, реально працюючих технологій доставки вантажів в космос, до останнього часу не існувало. Програми "Буран" і Space Shuttle (багаторазові човники, що сідають, як літаки) ніяк не вплинули на стан справ. Адже розраховані вони були не стільки на досягнення економічної ефективності, скільки на можливість спуску з орбіти великогабаритних вантажів. В останні роки зроблені спроби змінити ситуацію
.

ЕКОНОМІЯ: ПОЛЕ ДЛЯ СУПЕРЕЧОК

Найважливіша перевага багаторазових ракетних систем – здешевлення виведення вантажів на орбіту. Як мінімум не потрібно для кожного запуску збирати нові двигуни. Адже вартість одного РД-180 (російський двигун, який США купують для своїх ракет) – не менше $ 10 млн за штуку, та й сама ракета теж не дешева. Адже це не просто цистерна для пального, а складна система, що складається з різноманітних ємностей, трубопроводів і електроніки. Інший приклад: за твердженням власника компанії Space X Ілона Маска, їх ракета Falcon 9 коштує близько $ 60 млн, і тільки $ 200 тис. З цієї величезної суми припадає на паливо та інші витратні матеріали. Все інше – "залізо", яке втрачається в космосі і згорає в атмосфері. Якби вдалося використати хоча б першу сходинку і її двигуни, то економія вийшла б величезною.

Саметомуентузіастибагаторазовихсистемзбираютьсявідібратичималучасткукосмічнихзамовленьу"одноразової"космонавтики.Крімекономіки,тутвтручаютьсяідержавніінтереси.Лідеривцьомубізнесі-СШАіРФ,якихне можнаназватипартнерами.Атутщечастинаамериканськихракетлітаєнаросійськихдвигунах.Зрозуміло,щотаказалежністьне можевлаштовуватиамериканців,якихдотого жпочинаютьпідпиратинаринкумолодші конкуренти-наприклад,Індія,що пропонуєнедорогіракетивласноговиробництва.

Проте у супротивниківсистембагаторазовоговикористанняєважливіконтраргументи.Устаткуваннявходіпольоту(атеперщейспуску)піддаєтьсяжорстокиммеханічним і температурним навантаженням.Пошукнесправностей,замінадеталейітому подібніпроцедуриможутьобійтисянастількидорого,щознецінитьповторневикористаннятехніки.До тогожвбудь-якомувипадкунадійністьтехніки, що попрацювалавтакихумовах,знижуєтьсязкожнимстартом.

По клику – большое изображение.
По клику – большое изображение.

SPACE X: ДОРОГА НА МАРС

КомпаніяSpace X,що належитькультовомуперсонажевісучасногобізнесуІлонуМаску(платіжнасистемаPayPal,електромобіліTesla),з 2010 рокупрацюєнадбагаторазовимносієм.Уквітнійогокомандавжевдругеуспішнопосадилапершу сходинкуважкоїракетиFalcon9.

Спочаткупробуваливикористовуватипарашутиіпосадкунаводу.Алеобладнанняне витримувалонавантажень,що виникаютьпритакомуспуску,арозпеченіконструкціїжолобилисявідконтактузморською водою.Більшвдалимвиявилосягальмуванняракетнимдвигуноміпосадканаплавучуплатформуабонакосмодромвмісцістарту.

ПОСАДКА.Післястартунависоті80кмперший ступіньракетиFalcon9відділяється.Космічнийапаратпіднімаєтьсядалінадвигунахдругого ступеня.Виконавшисвоюроботу,перша сходинказа допомогоювласноїсистеминавігаціїнацілюєтьсянапосадочний майданчик,вирівнюєтьсявертикальноіпочинаєспуск,пригальмовуючидвигунами.

Нарешті,відбуваєтьсяостаннімвключеннядвигунів.Швидкістьзближеннязземлеювжепорівнянназі швидкістюприземленняпарашутиста(5-6м).Стиснутийгазвиштовхуєзпідставиступенівуглепастикові"ноги",наякііприземляєтьсятридцятитоннийсорокаметрова"труба".

МРІЯ.Всю цю затію з посадкою ракети рухають не тільки меркантильні міркування у вигляді здешевлення доставки вантажу на орбіту, завоювання ринку космічних перевезень тощо. Ілон Маск одержимий ідеєю експедиції на Марс. Одна з ключових завдань, яке треба вирішити, – як посадити багатотонні кораблі на Червону планету в умовах розрідженої атмосфери. Парашути там не допоможуть. Єдиний спосіб – спуск на реактивному струмені і посадка на опори-лапи, тобто так, як це зображають в науковій фантастиці. Схоже, що у випадку з Falcon 9 Ілон Маск відпрацьовує посадку на Марс, вдало поєднуючи свої досліди з комерційним інтересом.

BLUE ORIGIN: КОСМОТУРИЗМ

НарівнізкомандоюМаскарухаєтьсякомпаніяBlue Origin,створенавласникомнайбільшоговсвітіінтернет-магазинуAmazonДжеффріБезосом.

КОСМОПРОГУЛЯНКА.Якщо у Маска плани наполеонівські – відправка корабля Dragon на Марс, то Безос просуває ідею космічного туризму. Для цієї мети не потрібно виходити на кругову орбіту навколо Землі. "Туристичний" корабель рухається по параболі і в верхній точці перетинає кордон атмосфери і космосу (знаходиться на висоті 100 км). З точки зору техніки таке завдання виглядає дещо простіше, але тепер потрібно враховувати вимоги законодавства про захист прав споживачів (наприклад, обіцянки, що не буде завдано шкоди здоров'ю туриста або що всі його потреби будуть задоволені).

Творіння компанії Blue Origin – капсула New Shepard – має 15 м у висоту і 6 м в діаметрі біля основи. Цього обсягу цілком вистачає, щоб 6 осіб досягли кордону атмосфери і космосу, кілька хвилин провели в невагомості і досить комфортно повернулися на Землю. Піднімати космотуристів в небо повинна багаторазова ракета (називається вона як і корабель – New Shepard). Як і у Ілона Маска, у Безоса теж не все розвивалося гладко. Рік тому під час запуску, хоча сам корабель і приземлився благополучно, багаторазова ракета була втрачена. Наступні запуски виявилися більш вдалими. Нарешті, в квітні цього року система New Shepard знову дотягла до висоти 103 км. Корабель повернувся додому на парашутах, а ракета, яка його піднімала, благополучно опустилася на стартовий майданчик. Цей політ став першим випадком, коли вдалося тричі використовувати один космічний корабель і ракету, що вивела його в космос.

ПИТАННЯВІДПРОФЕСІОНАЛІВ:ЧИ Є В ЦЬОМУ СЕНС?

Завдякиграмотнійпіар-кампанійпроектиSpace XіBlue Originсприймаютьсягромадськістюяктехнологічніпрориви.Однакпрофесіоналидивлятьсянанихбільшкритично.

Багатозвертаютьувагунате,щобагаторазовіракетищедовгоне зможутьзмагатисяза вантажопідйомністюзтрадиційнимиодноразовими.Хочабтому,щочастинувагиракетипотрібновідвестинапаливо,якевитрачається ненапідйомкорисноговантажу,адляспускуступені.Длявсілякихмікросупутниківабопрогулянковихпольотівце нетакважливо,алевразібільшсерйознихпочинаньекономіївжене вийде.

Йдемо далі: на Землю повертається лише головний щабель з двигуном. Так, це найдорожчі частини системи, але до цих пір неясно, в якому стані вони повернуться, скільки зусиль і грошей потрібно вкласти в те, щоб знову привести їх у робочий стан. Особливо це актуально для такого складного пристрою, як двигун. А в разі жорсткої посадки (поки що таке спостерігається часто-густо) відновлювати систему вже не має сенсу. Виходить, що в найближчому майбутньому одноразові ракети, зроблені по вивірених технологіях, вимагають менших витрат при хорошій надійності.

Читайте найважливіші та найцікавіші новини у нашому Telegram

Джерело: "Сегодня"

Новини партнерів

Популярні статті

Новини партнерів