Сверхлегкая многоразовая ракета, которую разрабатывают российские ученые, доставит на 200-километровую орбиту Земли микро- и наноспутники. Стоимость отправки одного килограмма груза на ней не превысит $12 тыс., что вдвое дешевле, чем у ближайших конкурентов. Этого удалось добиться за счет упрощенной одноступенчатой конструкции носителя и инновационного метанового двигателя с соплом новой конфигурации — он не теряет тягу при изменении высоты полета. Стартовая масса шаттла составит 15 т при полезной нагрузке в 250 кг. Создать готовую версию планируется в 2025 году. Проект обойдется примерно в 2,5 млрд рублей.
Сопло на высоте
Приоритетом для создателей сверхлегкой ракеты стала минимальная стоимость доставки груза на орбиту, которую планируют довести до рекордно низких $12 тыс. за килограмм. На аналогичной по массе ракете «Электрон», разработанной американской компанией Rocket Lab., один килограмм полезной нагрузки обойдется вдвое дороже. Так что новинка имеет хорошие шансы быть конкурентоспособной на рынке.
Ракета «Электрон»
Добиться подобных результатов инженеры рассчитывают с помощью одноступенчатой схемы, для реализации которой необходим особый ракетный двигатель.
— Как правило, такая схема не используется в ракетостроении, поскольку существующие двигатели могут работать с максимальной отдачей только на определенных высотах. На прочих этапах полета они теряют тягу, — рассказал представитель компании «ВНХ — Энерго» Павел Чернышов. — Мы создаем всережимный двигатель внешнего расширения, который способен работать с сопоставимой тягой в течение всего времени, что носитель выводится в космос.
Раскрытие реактивной струи в вакууме в сопле Лаваля
По словам ученого, одной из главных особенностей конструкции двигателя будет замена традиционного конического сопла Ловаля на сопло Тарасова-Левина, которое оставляет более плотную реактивную струю. Она имеет меньшую склонность к развертыванию в обратном направлении и созданию обратной тяги, негативно влияющей на КПД. Кроме того, данная особенность предохраняет элементы конструкции шаттла от воздействия реактивной струи без необходимости использования защитных экранов.
Хвостом вперед
Первую ступень ракеты, в составе которой будет находиться инновационный метановый двигатель, планируется сделать многоразовой.
— Благодаря этому мы рассчитываем не только снизить стоимость запуска, но и уйти от необходимости иметь большие поля отчуждения, на территории которых обычно разбиваются отделившиеся части, — пояснил генеральный директор ассоциации «Аэронет» Павел Булат. — После отсоединения первой ступени на высоте около 100 км секция со спутниками будет выводиться на низкую опорную орбиту высотой в 200 км с помощью небольшого разгонного блока.
По словам эксперта, возвращаться с орбиты ступень будет хвостом вперед — с помощью раскрывшихся специальных решетчатых крыльев, которые стабилизируют полет и частично погасят скорость. В конечной фазе она будет плавно опускаться на землю на парашютах или задействовав двигатель.
После успешной посадки двигатель новой ступени можно использовать повторно, поскольку за счет пониженной склонности к нагреву его ресурс составит около 30 пусков.
— Мечта об одноступенчатой ракете, способной взлетать и садиться без потери элементов конструкции, появилась еще в самом начале космической эры. Однако осуществить ее в то время не удалось из-за недостаточного уровня развития технологий, — рассказал генеральный директор компании Lin Industrial Александр Ильин. — В рамках нового российского проекта такой носитель может быть создан, поскольку проект подразумевает использование множества современных технологий. В числе которых и двигатель с соплом внешнего расширения, аналог которого пока не применяется на серийных образцах космических ракет.
По словам эксперта, подобная новация выглядит намного более эффективной, чем копирование концепции SpaceX, которое поставило бы российских инженеров в положение отстающей стороны. Таким образом, создание носителя позволит России не только получить новую систему, но и наработать технологии для последующего совершенствования легких ракет.
Точно в срок
Собеседники «Известий» высказались и о рыночных перспективах новинки.
— Сегодня малые космические аппараты в основном работают на низкой околоземной орбите, что делает данный сегмент рынка запусков очень емким: в год это сотни спутников, которые предназначены для выполнения коммерческих, научных и образовательных задач, — пояснил директор по маркетингу компании Sputnix Анатолий Копик. — В отличие от миссий с большими носителями запуски сверхлегких ракет позволят заказчикам не подстраиваться под время отправки основной полезной нагрузки, а выводить аппарат сразу на целевую орбиту.
Конференция «Баркемп 20.35»
Проект по разработке ракеты был представлен на конференции «Баркемп 20.35», организованной Национальной технологической инициативой в Санкт-Петербурге.
Стартовая масса носителя составит 15 т при полезной нагрузке 250 кг. Создать его готовую версию планируется в 2025 году. По предварительным оценкам, общая стоимость проекта — около 2,5 млрд рублей. По мнению экспертов, инвестиции можно будет вернуть всего за 12 запусков.
ссылка
