Планы Илона Маска и МАКС-2021

Космическая индустрия России испытывает сильный вызов на рынке запусков со стороны Запада. На фоне ярких передовиц о полетах Безоса и Брэнсона, неуклонной подготовке полноценного старта Starship Илона Маска интересно сопоставить предложения и дедлайн Маска с российскими ветеранами космической отрасли.

На выставке МАКС-2021 гранды космических запусков НПО Энергомаш, ГКНПЦ им. Хруничева и РКЦ Прогресс были представлены в павильоне Роскосмоса, при этом ГКНПЦ и РКЦ «прижимались» к стенке, образуя единый ряд макетов российских ракет. Небольшое пространство в центральное части занимали сильно уменьшенные макеты ракетных двигателей НПО. Макеты  в интересах дела напоминали оригинал только на 60%, как пояснили в Энергомаше. Отсюда и компактность экспозиции по важнейшему сегменту рынка в отличие от внушительного представления спутниковой, информационной части РКС (Российские космические системы).

Однако перейдем к стенду Энергомаша.




1.Царь-двигатель в России и в мире — это РД-171МВ. Мощь устройства слагается работой 4 камер сгорания. Сделать одну большую камеру когда-то в СССР не сумели или не захотели, а потому разбили полезное пространство на 4 «куска». Тяга двигателя превосходит 800 тонн, точнее не раскрывается, предшественник РД-170 тянул в вакууме 806,2 тс., а на уровне моря 740 тс. Для сравнения двигатель Raptor ( по утверждению Илона Маска) на уровне моря способен выдать «всего» 225 тс. Работает РД-171МВ на ракетах Союз-5 (РКЦ «Прогресс»), а ещё он предназначался для разгона сверхтяжелой ракеты Енисей (генеральный разработчик РКК Энергия), чей курс должен был  пролагаться на Луну.



линейка 4 Союзов (РКЦ Прогресс)

Роскосмос первоначально предполагал (в декабре 2018г.), что на Енисее будет установлены двигатель РД-180 («уполовиненный» двигатель РД-170) в центральном блоке и 6 боковых блоков с двигателями РД-171МВ. Итого, всего получается 26 камер сгорания на 3 ступени ракеты. Такая конфигурация позволила бы выводить на низкую околоземную орбиту (например, к МКС) 103 тонны полезного груза. Задумка разумеется, интересная, только вот ракета Енисей в макете на МАКС-2021, увы, не была представлена. Чего нет, того нет.


Енисей (и его модификация Дон) есть на картинке 

Зато Илон Маск готовит в срочном порядке первый испытательный орбитальный полет своего тяжеловоза на 100 тонн Starship — двухступенной ракеты, обе ступени которой возвращаются на землю. Вообще-то этот запуск может стать крупнейшим космическим событием не только 2021 года, откроется новая страница космической техники. В документах Federal Communications Commission, кстати, указано, что полёт может состояться до 31 марта 2022г. Илон Маск хочет соединить приятное с полезным, дополнить свою группировку Starlink за счёт этого испытательного полета. Вероятно, поэтому возникает задержка, поскольку ожидали этот полет уже в июле 2021г.


испытания Маска в Boca Chica, Техас. Внешний вид ракеты возвращает нас как бы в романы Жюль Верна и фильм Большие гонки (1965)

Так или иначе, весь мир ожидает, что до 28 или 29 двигателей Raptor первой ступени (Super Heavy) вознесут Starship на высоту 72 мили (115 км), после чего первая ступень вернется в Мексиканский залив. Космический же корабль (2 ступень)последует на 6 работающих двигателях Raptor последует к Гавайям, достигнув максимальной высоты 250 км. Весь полет займет 90 минут, даже меньше чем легендарных 108 минут Юрия Гагарина на высоте 302 км. Тем не менее, если обе ступени возвратятся на землю, это будет ошеломляющий успех американского миллиардера.


двигатель Raptor


Как известно, из 5 предыдущих запусков прототипов Starship 4 закончились взрывами ракет. Starship SN 10 взорвался уже после посадки 4 марта 2021г. Но, наконец, 6 мая 2021г. SN 15 сумел благополучно сесть, загоревшийся метан после посадки потушила штатная система пожаротушения. Никаких отделений ступеней при этом не происходило, летали ракеты всего на 3 маршевых двигателях Raptor на «детскую» высоту 10 километров. Теперь же предполагается дать нагрузку ракете «по полной программе». Всякое может случиться. Как показывает недавний опыт, основные неприятности Starship могут ожидать не при взлете, а при посадке. Однако 28 или 29 работающих двигателей Raptor (или их будет всё-таки пока меньше? — 3 августа Маск подтвердил 29 двигателей на первой ступени, выложив фото) -  в любом случае — это не 3, а высота 115 км  не 10 км.


гибель SN 10

Так будет выглядеть первая ступень Raptor — 32 двигателя Raptor (эскиз).  Маск заявил весной, что число двигателей впоследствии возрастет с 29 до 32-33


По результатам этого знакового взлета в Техасе, возможно, в Роскосмосе смогут лучше выстроить свое видение проекта ракеты Енисей, что актуально для РКК Энергия. Неслучайно же в декабре 2020г. появились сообщения о том, что проект наших сверхтяжелых ракет будет базироваться на метановых технологиях вместо традиционных для отечества кислородно-керосиновых ЖРД. Подчеркнем, Raptor SpaceX — первый метановый двигатель в ракетостроении. Если ракета Starship SN 20 не взорвется, то ожидания блестящего будущего метана как топлива окрепнут. Параллельно в высоких сферах усилится желание многоразовости в полетах. Как никак Маск обещает, что запуск Starship будет обходиться ему по операционным расходам всего в 2 млн долл. Смотря вперед, 2 марта 2021 РИА Новости сообщили о новом облике сверхтяжелой ракеты — шесть боковых блоков вокруг центрального — и все с кислородно-метановым модернизированным двигателем РД-182 и верхней ступенью на базе РД-0169.

Показатель тяги двигателя РД-182 обещают на уровне 250тс — больше, чем Raptor (225). На выставке его макета не было, хотя почему-то нашел статью о метановых ЖРД двигателях НПО «Энергомаш», вкл. РД-182,  еще от 22 августа 1998г. Видимо, тогдашний дефолт помешал сделать макет и сделают его для показа в металле уже в 2022г. Даже если Маск проведет свой первый орбитальный полет успешно, раньше 2023г. он настоящий Starship (не прототип) грузоподъемности 100 тонн в космос, согласно своим же амбициозным планам, не запустит.

2.Тем временем  в Роскосмос возвратилась идея 2015 года о четырехпусковом запуске на Луну тяжелой ракеты-носителя Ангары 5В ( В — водородной), которой занимается ГКНПЦ Хруничева. Всё-таки Маск стремится достичь на Starship Марса, а Луна находится ближе к Земле, чем Красная планета. Проект сверхтяжелого Енисея для посещения близкой нам Луны в сопоставлении с замахом на Марс выглядит дороговатым.




Четырехпусковая схема описывалась в 2016г. — ещё до появления проекта Енисей — так: сначала ракета «Ангара А5В» стартует с лунным посадочным модулем и его межорбитальным буксиром (его задача — выдать импульсы, позволяющие модулю сойти с орбиты Земли и направиться на орбиту Луны). Вторым запуском на орбиту выводится еще один межорбитальный буксир, он стыкуется с посадочным лунным модулем, и эта связка направляется на лунную орбиту. Третьим пуском на орбиту выводится основной космический корабль с экипажем, и последним, четвертым, — еще один межорбитальный буксир для стыковки с ПТК. Состыковавшись с буксиром, ПТК направляется на орбиту Луны, где произведет стыковку с посадочным модулем."

Как говорится, дешево, но сердито. Первый пуск «Ангары» с кислородно-керосиновым двигателем РД-191 запланирован на 15 декабря 2023 года. 15 декабря 2023 года «Ангара-А5М» должна поднять и вывести на околоземную орбиту беспилотный аппарат. Для того, чтобы это произошло, намечено провести 6 испытательных пусков тяжелой ракеты Ангара.






14 декабря 2020 года с космодрома Плесецк был успешно проведен второй испытательный пуск Ангары, с момента первого пуска без всякой спешки прошло 6 лет! Макет космического аппарата был выведен Ангарой на геостационарную орбиту высотой более 36 тысяч километров над Землей. Третий пуск c новым разгонным блоком Персей намечен на текущий третий квартал 2021г. Если он состоится и пройдет успешно, то это очевидный позитив для нашей ракетно-космической отрасли, хотя и не столь яркий в заголовках как полет пока в невысокие дали Маска.




Но сногсшибательная фишка Маска — это многоразовое использование ступеней ракеты, а не игра в поддавки с понятием орбита. По поводу возвращения матчасти этого легко встретить рассуждения некоторых специалистов, что экономичность этого дела ещё надо доказать, поскольку инфраструктура возвращения ракеты тоже дорого стоит, особенно, правда, эта дороговизна касается отечественного космопрома.

Перспективная разработка — кислородно-водородный разгонный блок КВТК для Ангары 5 (ГКНПЦ им. Хруничева) на МАКС-2021 был представлен. Только полетит с ним Ангара по заявленным планам лишь в 2026г. Наличие КВТК позволит повысить полезную нагрузку на ракете с 27,5 до 37,5 тонн. Не 100 тонн как у Маска, но всё же и не символические 100 грамм для храбрости. Сегодня 29 июля, скажем, осуществлена стыковка к МКС большого российского модуля Наука весом 20,35 тонн. Модуль был доставлен на околоземную орбиту ракетой Протон-М (пр-во РКЦ Прогресс) 21 июля, поднявшей модуль до отстыковки для дальнейшего его пути к МКС на высоту 196 км.


свои съемки показательных полетов 24 июля на МАКС-2021 я выложил здесь

 Олег Душин