Ресейдің Ай мен Марс бағдарламаларына өте ауыр жүк көліктері қажет
Қазіргі уақытта Ресей мен Американың озық ғарыштық бағдарламаларында жарияланған терең ғарышқа ену, алайда, жер бетіндегі кеңістіктегі әрекеттер сияқты сенімді, үнемді, көпфункционалды көлік жүйелерін құрумен тығыз байланысты. Сонымен қатар, олар азаматтық және әскери міндеттердің кең ауқымын шешуге жарамды болуы керек. Шамасы, Ресей көп рет қолданылатын ғарыштық ауыр көлік құруға назар аударуы керек.
Бүгінде Ресейдің ғарыштық ойы ақырында алыс қашықтықтағы экспедицияларға қайта бағытталды. Біз айды кезең -кезеңімен зерттеу туралы айтып отырмыз - бұл бағдарлама 40 жыл бойы қайтарылмады. Алыста - Марсқа басқарылатын ұшулар. Бұл жағдайда біз жоғарыда айтылған бағдарламаларды талқыламаймыз, бірақ төмен орбитаға жүздеген тонна пайдалы жүктемені шығара алатын ауыр зымыран тасығыштарсыз жасай алмайтынымызды ескереміз.
Ангара мен Енисей
Әскери жағы да ешқайда кетпейді. Іс жүзінде шындыққа айналған американдық ғарыштық зымыранға қарсы қорғаныс жүйесінің негізгі элементі Жердің орбитасына көптеген жауынгерлік платформаларды, бақылау мен спутниктерді жеткізуге қабілетті көлік жүйесі болады. Ол сондай -ақ бұл көліктердің тікелей ғарышта болуын болдырмауды және жөндеуді қамтамасыз етуі керек.
Жалпы алғанда, орасан зор энергетикалық потенциалдар жүйесі жасалды. Ақыр соңында, фторлы сутегі 60 мегаваттық лазері бар бір ғана жауынгерлік алаңның салмағы 800 тонна. Бірақ бағдарланған энергетикалық қарудың тиімділігі орбитада бірнеше осындай платформалар орналастырылған жағдайда ғана жоғары болуы мүмкін. «Жұлдызды соғыстардың» кезекті сериясының жалпы жүк айналымы ондаған мың тоннаны құрайтыны анық, олар жүйелі түрде жақын жердегі ғарышқа жеткізілуі тиіс. Бірақ бұл бәрі емес.
Бүгінде ғарыштық барлау кешендері Жердегі дәлдігі жоғары қаруды қолдануда шешуші рөл атқарады. Бұл Америка Құрама Штаттарын да, Ресейді де орбиталық топтастыруды үнемі арттыруға және жетілдіруге мәжбүр етеді. Сонымен қатар, ғарыш аппараттарының жоғары технологиялық сипаты олардың орбиталық жөндеуін қамтамасыз етуді талап етеді.
Бірақ ай тақырыбына оралыңыз. Қаңтар айының соңында, Айды жан -жақты зерттеу жоспарлары болған кезде, онда тұрғындар базасын орналастыру мүмкіндігімен, отандық бас ғарыштық корпорация Энергия басшысы Виталий Лопота Айдан Айға ұшу мүмкіндігі туралы айтты. зымыран тасығыштардың көзқарасы.
Айға экспедиция жіберу 74-140 тонна жүк көтергіштігі бар аса ауыр ұшыру қондырғыларын жасамай мүмкін емес, ал ең қуатты ресейлік Протон зымыраны 23 тоннаны орбитаға шығарады. «Айға ұшып, қайтып оралу үшін сізге екі рет ұшыру қажет-жүк көтергіштігі 75 тонна екі зымыран, бір рет ұшырылатын Айға және артқа қонатын ұшу 130-140 тонна. Егер біз 75 тонналық зымыранды негіз ретінде алсақ, онда қонуға арналған Айға практикалық миссия-бұл сегіз ұшыру схемасы. Егер зымыранның жүк көтергіштігі 75 тоннадан аз болса, олар ұсынғандай - 25-30 тонна, онда тіпті Айдың дамуы абсурдқа айналады », - деді Лопота Бауман атындағы Мәскеу мемлекеттік техникалық университетіндегі Корольдік оқуларда.
Мемлекеттік хатшы, «Роскосмос» басшысының орынбасары Денис Лысков мамыр айының ортасында ауыр тасымалдаушы болу қажеттілігі туралы айтты. Оның айтуынша, қазіргі уақытта Роскосмос Ресей Ғылым Академиясымен бірге Ресейдің 2016–2025 жылдарға арналған кезекті Федералды ғарыштық бағдарламасының ажырамас бөлігі болатын ғарышты зерттеу бағдарламасын дайындап жатыр. «Айға ұшу туралы шынымен айту үшін бізге жүк көтергіштігі шамамен 80 тонна болатын аса ауыр класты тасымалдаушы қажет. Енді бұл жоба әзірлену сатысында тұр, жақын арада біз оларды үкіметке тапсыру үшін қажетті құжаттарды дайындаймыз », - деді Лысков.
Бүгінгі күні Ресейдің ең ірі зымыраны - Протон, оның жүктемесі төмен орбитада 23 тонна және геостационарлық орбитада 3,7 тонна. Қазіргі уақытта Ресейде жүк көтергіштігі 1,5 тоннадан 35 тоннаға дейін болатын Ангара зымырандар тобы әзірленуде. Өкінішке орай, бұл технологияны құру нағыз ұзақ мерзімді құрылысқа айналды және алғашқы ұшыру көптеген жылдарға, оның ішінде Қазақстанмен келіспеушіліктерге байланысты кейінге қалдырылды. Енді «Ангара» жаздың басында Плесецк ғарыш айлағынан жеңіл конфигурацияда ұшады деп күтілуде. Роскосмос басшысының айтуынша, 25 тонналық пайдалы жүктемені төмен орбитаға шығаруға қабілетті Ангараның ауыр нұсқасын жасау жоспарда бар.
Бірақ мұндай көрсеткіштер, көріп отырғанымыздай, планетааралық ұшулар мен ғарышты терең зерттеу бағдарламасын жүзеге асыру үшін жеткілікті емес. Royal Readings-те Роскосмостың басшысы Олег Остапенко үкімет 160 тоннадан асатын жүкті төмен орбитаға шығаруға қабілетті аса ауыр зымыран жасау туралы ұсыныс дайындап жатқанын айтты. «Бұл нағыз сынақ. Көрсеткіштер бойынша және одан жоғары »,- деді Остапенко.
Бұл жоспарлардың қаншалықты тез арада шындыққа айналатынын айту қиын. Соған қарамастан, отандық зымыран өнеркәсібі ауыр ғарыштық көлік құрудың белгілі резервіне ие. 1980 жылдардың аяғында салмағы 120 тоннаға дейінгі пайдалы жүктемені төмен орбитаға шығаруға қабілетті, ауыр сұйық отынмен жүретін Energia зымыран тасығышын құру мүмкін болды. Егер біз бұл бағдарламаның толық реанимациясы туралы айтатын болсақ, бұл әлі қажет емес, содан кейін Энергияға негізделген ауыр тасымалдаушының конструкциялары бар.
Энергияның негізгі бөлігін RD -0120 LPRE сәтті жұмыс істейтін жаңа зымыранда қолдануға болады. Шын мәнінде, бұл қозғалтқыштарды қолданатын ауыр зымыранның жобасы біздің жалғыз ауыр зымыран тасығыш Протонды шығаратын бас ұйым болып табылатын Хруничев атындағы ғарыш орталығында бар.
Біз Енисей-5 көлік жүйесі туралы айтып отырмыз, оның дамуы 2008 жылы басталды. Ұзындығы 75 метрлік зымыран 1976 жылы Воронеж химиялық автоматтандыру конструкторлық бюросы шығарған LPRE RD-0120 үш оттегі-сутегімен бірінші сатымен жабдықталады деп болжануда. Хруничев орталығы мамандарының айтуынша, бұл бағдарламаны қалпына келтіру қиын болмайды, ал болашақта бұл қозғалтқыштарды қайта пайдалануға болады.
Алайда, айқын артықшылықтардан басқа, Енисейдің бір маңызды, шынын айтсақ, бүгінде сөзсіз кемшілігі бар - өлшемдері. Жоспар бойынша болашақ ұшырылымдардың негізгі жүктемесі Қиыр Шығыста салынып жатқан «Восточный» ғарыш айлағына түседі. Қалай болғанда да, ауыр және аса ауыр перспективалы тасымалдаушылар ғарышқа сол жерден жіберілуі тиіс.
Енисей-5 зымыран тасығышының бірінші кезеңінің диаметрі 4, 1 метрді құрайды және оны теміржол көлігімен тасымалдауға мүмкіндік бермейді, кем дегенде, жол инфрақұрылымын айтарлықтай көлемді және өте қымбатқа түсетін жаңартусыз. Тасымалдаудағы проблемаларға байланысты, бір кездері сурет тақталарында қалған Рус-М зымыранының негізгі сатыларының диаметріне шектеулер енгізу қажет болды.
Хруничев атындағы ғарыш орталығынан басқа, ауыр тасымалдағышты жасауға Энергия зымырандық -ғарыштық корпорациясы да (РСК) қатысты. 2007 жылы олар Энергия зымыранының орналасуын ішінара пайдаланатын зымыран тасығыштың жобасын ұсынды. Жаңа зымырандағы пайдалы жүктеме тек алдыңғы бөлігіндегідей бүйірлік контейнерге емес, жоғарғы бөлігіне орналастырылды.
Пайдасы мен мүмкіншілігі
Американдықтар, әрине, біз үшін жарлық емес, бірақ олардың ауыр көлігі, олардың дамуы үйге еніп кетті, ішінара қайта пайдалануға болады. Осы жазда SpaceX жекеменшік компаниясы 1973 жылдан бері ұшырылған ең ірі Falcon Heavy зымыран тасығышын бірінші рет ұшыруды жоспарлап отыр. Яғни, американдық зымыран тасығыштардың әкесі Вернер фон Браун жасаған алып Сатурн-5 тасымалдағышын ұшыратын американдық ай бағдарламасы басталған кезден бастап. Бірақ егер бұл зымыран тек Айға экспедициялар жеткізуге арналған болса және бір реттік болса, онда жаңа ракетаны Марс экспедициясына қолдануға болады. Сонымен қатар, Falcon 9 v1.1 зымыраны (R - Қайта пайдалануға болады, қайта пайдалануға болады) сияқты Жерге тірек сатыларын қайтару жоспарлануда.
Ғарыштық кемелер қайтадан сұранысқа ие
Бұл зымыранның бірінші сатысы зымыранды тұрақтандыру үшін және жұмсақ қону үшін пайдаланылатын қондыратын тіректермен жабдықталған. Бөлінгеннен кейін бірінші саты атмосфераға қолайлы жылдамдықпен енуін қамтамасыз ету үшін тоғыз қозғалтқыштың үшеуін қысқаша қосу арқылы баяулайды. Жер бетіне жақын жерде орталық қозғалтқыш қосылады, ал сахна жұмсақ қонуға дайын.
Falcon Heavy зымыраны көтере алатын жүктің массасы 52 616 кг құрайды, бұл басқа ауыр зымырандарға қарағанда екі есе көп - американдық Delta IV Heavy, еуропалық Ариане және қытайлық Long March - көтере алатын.
Қайта пайдалану, әрине, жоғары жиілікті ғарыштық жағдайда пайдалы. Зерттеулер көрсеткендей, бір реттік кешендерді пайдалану бөлшектердің күзгі өрістері үшін жерді иеліктен шығару уақытша емес, уақытша болатын жағдайда жылына бес ұшырылымнан аспайтын бағдарламаларда қайта қолданылатын көлік жүйесінен тиімдірек. Тұрақты, қауіпті аймақтан халықты, мал мен техниканы эвакуациялау мүмкіндігімен.
Бұл брондау есептеулерде жерді сатып алу құны ешқашан ескерілмегендігімен түсіндіріледі, өйткені соңғы уақытқа дейін бас тартумен немесе тіпті уақытша эвакуациялаумен болған шығын ешқашан өтелмеген және есептеу қиын болып қала береді. Және олар зымыран кешендерін пайдалану шығындарының едәуір бөлігін құрайды. Бағдарламалық шкаласы 15 жылдан кейін 75 -тен асатын кезде, қайта пайдалануға болатын жүйелердің артықшылығы бар және оларды қолданудың экономикалық әсері санға қарай артады.
Сонымен қатар, бір реттік автокөліктерден ауыр жүктемелерді қайта пайдалануға қайта көшу жабдық өндірісінің айтарлықтай қысқаруына әкеледі. Осылайша, бір ғарыштық бағдарламада екі балама жүйе қолданылған кезде, блоктардың қажетті саны төрт -бес есеге, орталық блок корпустарының саны - 50 -ге, екінші кезеңге арналған сұйық қозғалтқыштар - тоғыз есе қысқарады. Осылайша, қайта пайдалануға болатын зымыран тасығышты пайдалану кезінде өндіріс көлемінің төмендеуінен үнемдеу шамамен бір құрылыстың құнына тең.
Кеңес Одағында қайта пайдалануға болатын жүйелерді ұшудан кейінгі техникалық қызмет көрсету мен жөндеу-қалпына келтіру жұмыстарының шығындары есептелді. Біз әзірлеушілер жердегі орындықтар мен ұшу сынақтары нәтижесінде алынған қолда бар нақты деректерді пайдаландық, сонымен қатар жылудан қорғайтын жабындысы бар Буран орбиталық ғарыш аппараттарының әуе корпусының жұмысы, ұзақ қашықтықтағы ұшақтар, сұйық қозғалтқыштар. RD-170 және RD-0120 типті. Зерттеу нәтижелері бойынша техникалық қызмет көрсету мен ұшудан кейінгі жөндеу шығындары жаңа зымыран қондырғыларын жасау шығындарының 30 пайызынан азын құрайды.
Бір қызығы, қайта пайдалану идеясы өткен ғасырдың 20 -жылдарында Германияда көрінді, Еуропалық техникалық қауымдастықты біріктіретін Версаль келісімінен кейін, зымыран тұмауынан зардап шекті. Үшінші рейхте 1932-1942 жылдары Эйген Зенгердің басшылығымен зымырандық бомбалаушы жоба сәтті әзірленді. Рельс арбасын қолдана отырып, жоғары жылдамдыққа жететін, содан кейін өзінің зымыран қозғалтқышын қосатын, атмосферадан көтерілетін, одан атмосфераның тығыз қабаттарынан өтетін және ұшатын жерге жететін ұшақ жасау керек еді. ұзақ қашықтық. Құрылғы Батыс Еуропадан басталып, Жапония аумағына қонуы керек еді, ол АҚШ аумағын бомбалауға арналған. Бұл жоба туралы соңғы есептер 1944 жылы үзілді.
50-ші жылдары АҚШ-та ол Dyna-Sor зымыран ұшағынан бұрын ғарыштық ұшақтың жобасын жасауға түрткі болды. Кеңес Одағында мұндай жүйелерді дамыту бойынша ұсыныстарды Яковлев, Микоян және Мясищев 1947 жылы қараған, бірақ техникалық енгізумен байланысты бірқатар қиындықтарға байланысты әзірлемені алған жоқ.
40 -жылдардың аяғы - 50 -жылдардың басында зымыран техникасының қарқынды дамуымен басқарылатын зымыран бомбалаушымен жұмысты аяқтау қажеттілігі жойылды. Зымыран өнеркәсібінде баллистикалық типті қанатты зымырандардың бағыты қалыптасты, ол оларды қолданудың жалпы тұжырымдамасына сүйене отырып, КСРО-ның жалпы қорғаныс жүйесінде өз орнын тапты.
Бірақ АҚШ -та зымыран ұшағындағы ғылыми -зерттеу жұмыстарын әскерилер қолдады. Сол кезде қарапайым ұшақтар немесе әуе реактивті қозғалтқышы бар снарядты ұшақтар зарядтарды жаудың аумағына жеткізудің ең жақсы құралы деп есептелді. Навахо планеталық зымыран бағдарламасының жобалары дүниеге келді. Bell Aircraft ғарыштық ұшақты бомбалаушы ретінде емес, барлаушы ретінде пайдалану үшін зерттеуді жалғастырды. 1960 жылы Боингпен Титан-3 зымыран тасығышымен ұшырылуы тиіс «Дайна-Сор» суборбиталды барлаушы зымыран ұшағын жасауға келісімшарт жасалды.
Алайда, КСРО 60 -жылдардың басында ғарыштық ұшақтар идеясына оралды және Микоян конструкторлық бюросында суборбитальды көлік құралдарының бірден екі жобасы бойынша жұмысты бастады. Біріншісі күшейткіш ұшақты, екіншісі - орбиталық ұшақты «Союз» зымыранын қарастырды. Екі сатылы аэроғарыштық жүйе Spiral немесе Project 50/50 деп аталды.
Орбиталық зымыран кемесі биіктікте қуатты Ту-95К тасымалдаушы ұшағының артқы жағынан ұшырылды. Сұйық отынды зымыран қозғалтқыштарындағы «Спираль» зымыран ұшағы жер маңындағы орбитаға жетіп, жоспарланған жұмыстарды орындады және атмосферада сырғып Жерге оралды. Бұл ықшам ұшатын ғарыш кемесінің функциялары орбитада жұмыс істегеннен әлдеқайда кең болды. Зымыран ұшақтың толық масштабты моделі атмосферада бірнеше рет ұшты.
Кеңестік жобада салмағы 10 тоннадан астам жиналмалы консольдері бар аппаратты құру қарастырылды. Құрылғының эксперименттік нұсқасы 1965 жылы дыбыс астындағы аналогы ретінде бірінші ұшуға дайын болды. Ұшу құрылымына термиялық әсер ету мәселелерін шешу үшін және дыбыстың жылдамдығынан жоғары жылдамдықта көлік құралының басқарылуына «Бор» деп аталатын ұшатын модельдер құрастырылды. Олардың сынақтары 1969-1973 жж. Алынған нәтижелерді терең зерттеу екі модельді құру қажеттілігіне әкелді: «Бор-4» және «Бор-5». Алайда, ғарыш кемесі бағдарламасы бойынша жұмыс қарқыны, ең бастысы, американдықтардың бұл саладағы даусыз табыстары кеңестік жоспарларға түзетулер енгізуді талап етті.
Тұтастай алғанда, отандық әзірлеушілер үшін аэроғарыштық технологияны қайта қолдануға болмайды, бұл жаңа және белгісіз нәрсе. Спутниктік жүйелерді құру, планетааралық байланыс және кеңістікті терең зерттеу бағдарламаларының жеделдеуін ескере отырып, біз дәл қайта пайдалануға болатын зымыран тасығыштарды, оның ішінде ауыр ұшыру қондырғыларын құру қажеттілігі туралы сенімді түрде айта аламыз.
Жалпы алғанда, ресейлік ауыр зымыранды жасау жоспары өте оптимистік. Мамыр айының ортасында Олег Остапенко 2016–2025 жылдарға арналған Федералды ғарыштық бағдарлама 70-80 тоннаға дейін жүк көтергіштігі бар аса ауыр зымыран тасығыштың конструкциясын әлі де қарастыратынын түсіндірді. «ФКП әлі бекітілген жоқ, ол құрылуда. Біз оны жақын арада жариялаймыз », - деп атап көрсетеді Роскосмос басшысы.
