Қайта пайдалануға болатын зымыран мен ғарыш жүйесі ұшыру орнында. Жоғары температура зерттеу институты графикасы
Қазіргі ресейлік ғарышкерлердің негізі - өткен ғасырдың ортасында жасалған Союз мен Протон зымырандары. Орыс ғарыш айлағынан ғарышқа ұшатындардың барлығын дерлік осы сенімді, бірақ ескірген машиналар орбитаға шығарады. Зымыран паркін жаңарту және Ресейдің ғарыштық қызметтің барлық сегменттеріне сөзсіз қол жеткізуін қамтамасыз ету үшін ең жаңа Ангара зымыран кешені ұшу сынақтарының кезеңіне өтуде. Бұл, мүмкін, ғарышқа салмағы 4 -тен 26 тоннаға дейін ғарыш аппараттарын жеткізуге мүмкіндіктері бар әлемдегі жалғыз ғарыштық зымыран кешені.
Өте ауыр принциптер
Жақын арада ғарыштық көлікке деген қажеттілікті «Союз» және «Ангара» зымырандары қанағаттандырады, бірақ олардың өткізу қабілеті Айды, Марсты және Күн жүйесінің басқа планеталарын зерттеу мәселелерін шешу үшін жеткіліксіз. Сонымен қатар, олар Амур аймағындағы экологиялық жағдайды қиындатады, өйткені олардың кезеңдері Амур тайгасына немесе Охот теңізінің акваториясына түседі. Бұл жағдай мәжбүр екені түсінікті, бұл Ресейдің ғарыштық егемендігін қамтамасыз ету үшін төлем. Айға басқарылатын ұшулар үшін аса ауыр зымырандар жасау туралы шешім қабылданса, бұл төлем қандай болады?
Біздің тарихта мұндай зымырандар болған: Энергия және N-1. Өте ауыр зымыранның негізгі принциптері осыдан 50 жыл бұрын салынған және енгізілген, сондықтан оны жасау үшін тек ақша қажет. Егер өте ауыр зымыран үшінші рет жасалса, онда жыл сайын Амур облысында отын қалдықтары бар қосымша 320 тонна металл қалдықтары жиналады.
Зымырандардың экологиялық таза және үнемді болуына деген ұмтылыс зымырандардың алғашқы сатыларын ұшыру алаңына қайтару және оларды қайта пайдалану идеясына әкелді. Белгіленген уақытты анықтағаннан кейін, қадамдар атмосфераға түсуі керек және ұшақ ұшыру орнына оралғанда. Бұл қағидаға сәйкес, қайта пайдалануға болатын зымырандық -ғарыштық жүйе (MRKS) басқарылатын болады.
MRKS сол күйінде
Қайта пайдалануға болатын зымыран мен ғарыш жүйесі 2011 жылы Мәскеу аэроғарыштық көрмесінде мамандар мен жұртшылыққа ұсынылды. Жүйе қайта пайдалануға болатын зымырандық қондырғылары (VRB) бар қайта пайдалануға болатын төрт ұшыру қондырғысынан (MRN) тұрады. Сыйымдылығы 25 -тен 70 тоннаға дейінгі MRN -дің барлық диапазоны екі негізгі модульдің әр түрлі комбинациясымен аяқталуы мүмкін: бірінші модуль - қайта қолданылатын зымыран қондырғысы (бірінші кезең), екінші модуль - екінші рет бір рет қолданылатын ракета сатысы.
Сыйымдылығы 25 тоннаға дейінгі конфигурацияда (бір VRB және 2 -ші кезеңнің бір модулі), қайта пайдалануға болатын зымыран барлық заманауи және перспективалы пилотты және ұшқышсыз ғарыш аппараттарын ұшыра алады. Өлшемі 35 тонна (екі VRB және 2 -ші кезеңнің бір модулі), MRN екі телекоммуникациялық спутникті ұшыруға орбитаға шығаруға, перспективалы орбиталық станциялардың модульдерін ғарышқа жеткізуге және ауыр автоматты станцияларды ұшыруға мүмкіндік береді. Айды зерттеу мен Марсты зерттеудің бірінші кезеңі.
MRN маңызды артықшылығы - жұптық ұшыруларды орындау мүмкіндігі. Ангара зымыранын қолдана отырып, екі заманауи телекоммуникациялық спутникті ұшыру үшін әрқайсысы 240 миллион рубль тұратын он зымыран қозғалтқышын сатып алу қажет. әрқайсысы. MRN көмегімен бірдей екі спутникті ұшырған кезде, құны 400 миллион рубльге бағаланған бір ғана қозғалтқыш жұмсалады. Тек қозғалтқыштар үшін үнемдеу 600%құрайды!
Қалпына келтірілетін зымыран қондырғысының алғашқы зерттеулері ғасырдың басында жүргізілді және Бай Буркті қайта енгізу кезеңінің макеті түрінде Ле Бурже аэроғарыштық көрмесінде ұсынылды.
Кейінірек, жобалаудың бастапқы кезеңінде отын компоненттерін таңдау бойынша жұмыс жүргізілді, жылу жылыту, автоматты қондыру және басқа да көптеген мәселелерді шешу. ВРБ -ның ондаған нұсқасы егжей -тегжейлі талданды, отандық космонавтиканың дамуының әр түрлі сценарийлерін ескере отырып, мұқият техникалық -экономикалық талдау жүргізілді. Нәтижесінде қазіргі заманғы және перспективалы міндеттердің барлық жиынтығын барынша қанағаттандыратын MRKS нұсқасы анықталды.
Қайта пайдалануға болатын зымыран қондырғылары бар қайта пайдалануға болатын зымыран тасығыштың қонуы. Жоғары температура зерттеу институты графикасы
Көк газда
Сұйытылған табиғи газды (СТГ) отын ретінде пайдалану арқылы қайта пайдалануға болатын қозғалтқыш мәселесін шешу ұсынылды. Табиғи газ - бұл арзан, экологиялық таза отын, ол қайта пайдалануға болатын қозғалтқыштарда қолдануға ең қолайлы. Мұны Химмаш конструкторлық бюросы А. М. Исаев 2011 жылдың қыркүйегінде, әлемдегі бірінші сұйық отынды табиғи газ зымыран қозғалтқышы сыналған кезде. Қозғалтқыш 3000 секундтан астам жұмыс істеді, бұл 20 іске қосуға сәйкес келеді. Оны бөлшектеп, қондырғылардың жағдайын зерттегеннен кейін барлық жаңа техникалық идеялар расталды.
Жылу ағындары құрылымды қарқынды қыздыруды болдырмайтын оңтайлы траекторияларды таңдау арқылы құрылымды жылыту мәселесін шешу ұсынылды. Бұл қымбат жылу қорғанысын қажет етпейді.
ГЛОНАСС навигациялық жүйесін және зымыранда қолданылмаған автоматты тәуелді бақылау жүйесін басқару циклына қосу арқылы автоматты түрде екі ВРБ қондыру және оларды ресейлік әуе кеңістігіне біріктіру мәселесін шешу ұсынылды.
Отандық және шетелдік тәжірибеге сүйене отырып, жасалатын жабдықтың техникалық күрделілігі мен жаңашылдығын ескере отырып, ВРБ қысқартылған көшірмесі болып табылатын ұшатын демонстраторды құру қажеттілігі дәлелденді. Көрсеткіш өндіріске арнайы дайындықсыз барлық стандартты борттық жүйелермен шығарылуы және жабдықталуы мүмкін. Мұндай әуе кемесі стандартты өнімді жасау кезінде техникалық және қаржылық тәуекелдерді төмендететін толық көлемді өнімге енгізілген барлық негізгі техникалық шешімдерді нақты ұшу жағдайында сынауға мүмкіндік береді.
Демонстратордың құны массасы 10 тоннадан асатын объектілерді баллистикалық траектория бойынша 80 км биіктікке ұшыруға, оларды дыбыс жылдамдығынан 7 есе асатын жылдамдыққа шығаруға және қайта оралу қабілетінің арқасында ақталуы мүмкін. аэродром екінші рет ұшырылады. Оның негізінде жасалған қайта пайдалануға болатын өнім гиперзонды ұшақтарды жасаушылар үшін ғана маңызды болмауы мүмкін.
Икемділік философиясы
Бірінші кезең - зымыранның ең үлкен және ең қымбат бөлігі. Бұл сатылардың өндірісін оларды қайта қолдану есебінен азайту арқылы ғарыш аппараттарын ұшыруға федералды агенттіктердің шығындарын айтарлықтай төмендетуге болады. Алдын ала есептеулер көрсеткендей, барлық қолданыстағы және перспективалы ғарыштық бағдарламаларды табысты іске асыру үшін, соның ішінде Ай мен Марсқа ұшқышсыз станцияларды жеткізу үшін 7-9 қайта кіретін зымыран блоктарының флотының болуы жеткілікті.
MRCS ғарыштық бағдарламаның конъюнктурасына қатысты икемділік философиясына ие. Сыйымдылығы 25 -тен 35 тоннаға дейін MRN құрған Роскосмос бүгінгі және жақын болашақтың мәселелерін тиімді шешетін жүйені алады. Егер Айға немесе Марсқа ұшу үшін ауыр көлік құралдарын орналастыру қажеттілігі туындаса, тапсырыс берушіде 70 тоннаға дейін жүк көтеру қабілеті бар MRN болады, оны құру айтарлықтай шығындарды қажет етпейді.
MRKS сәйкес келмейтін жалғыз бағдарлама - бұл Марсқа басқарылатын ұшулар бағдарламасы. Бірақ бұл ұшулар жақын арада техникалық тұрғыдан мүмкін емес.
Бүгінде зымыран тасығыштардың даму перспективалары туралы принципті маңызды сұрақ туындайды. Нені жасау керек: бір реттік өте ауыр зымыран, ол тек Ай мен Марс бағдарламаларында қолданылады және егер олар тоқтатылса, шығындар қайта есептен шығарылады; немесе MRCS құру керек пе, ол қазіргі ұшыру бағдарламаларын бүгінгіден бір жарым есе төмен бағамен жүзеге асыруға мүмкіндік береді, сонымен қатар Ай бағдарламасы мен Марсты зерттеу бағдарламасында минималды модификациямен қолдануға болады ма?
