Наука и техника

Дешевые, многоразовые, на метане У России таких ракет нет. И не будет

В 2020-х в мире должно появиться порядка десяти новых средних, тяжелых и сверхтяжелых ракет. Больше всего носителей обещают представить США, хотя первой в следующем десятилетии полетит, скорее всего, ракета ЕС. Американские и европейские разработчики отказались от использования керосина в ракетных двигателях в пользу водорода и метана, в отличие от России, новые носители которой если и полетят, то на прошедших очередную модернизацию старых советских силовых агрегатах, работающих на основе керосина. При этом три ракеты США будут многоразовыми, тогда как ЕС и Россия продолжат использовать одноразовые технологии. В галерее «Лента.ру» рассказывает об основных новейших носителях следующего десятилетия.

00:02, 2 августа 2018
Легкая (Vega C) и тяжелая (Ariane 6) европейские ракеты
Изображение: ESA–David Ducros
Европейский носитель Ariane 6 получит две конфигурации: среднетяжелую A62 (с двумя твердотопливными ускорителями от легкой ракеты Vega C) и тяжелую A64 (с четырьмя ускорителями). В первом случае на геопереходную орбиту будет выводиться до пяти тонн полезной нагрузки, во втором — до 10,5 тонны.




В перспективе A62 заменит российский средний «Союз-СТ-Б», запускаемый с космодрома Куру, а A64 после 2023 года окончательно вытеснит европейскую тяжелую Ariane 5. К настоящему времени Ariane 6 получила контракты на три пуска.




На пять лет разработки ракеты и соответствующей инфраструктуры выделено 3,6 миллиарда евро. Основной вклад в проект вносит Франция (52 процента). На втором месте — Германия (22 процента). Контракт на разработку Ariane 6 подписан в 2015 году, дизайн носителя определен в 2016 году. В создании ракеты участвуют аэрокосмические компании ASL (Airbus Safran Launchers) и ELV (Ensemble de Lancement Vega), в развертывании стартовой площадки — французский Национальный центр космических исследований.




Издание ArsTechnica полагает, что европейская ракета, хоть и одноразовая, имеет по сравнению с американскими создаваемыми носителями максимальные шансы полететь именно в 2020 году.
1/10
Сверхтяжелая ракета SLS (Space Launch System) НАСА
Изображение: NASA
Разрабатываемая под руководством американской компании Boeing сверхтяжелая ракета SLS (Space Launch System) предназначена для миссий к Луне и Марсу. Первый полет базовая версия ракеты (грузоподъемностью до 70 тонн на низкую околоземную орбиту) должна совершить в 2020 году, что с высокой вероятностью будет сдвинуто вправо. Усиленный вариант ракеты предполагает отправку в космос до 130 тонн.




НАСА допускает использование SLS для запуска десяти миссий, включающих отправку межпланетной станции к Европе (спутнику Юпитера с подповерхностным океаном), запуск модулей окололунной орбитальной станции LOP (Lunar Orbital Platform) — Gateway и пилотируемый полет на Марс.




Главный и часто критикуемый недостаток SLS заключается в чрезвычайно высокой стоимости одноразовой ракеты, на создание которой с 2011-го ежегодно тратится почти по два миллиарда долларов.
2/10
Тяжелая ракета New Glenn компании Blue Origin
Изображение: Blue Origin
Тяжелая ракета New Glenn будет выполняться в версиях с двумя или тремя ступенями с максимальной грузоподъемностью до 45 тонн на низкую околоземную орбиту. Первый пуск носителя запланирован на 2020 год. Многоразовая первая ступень получит семь метановых двигателей BE-4. Второй и третий этапы оснастят водородной версией BE-3.




Разработчиком New Glenn и силовых агрегатов для нее выступает компания Blue Origin, которую полностью (без государственного участия) финансирует самый богатый человек на планете, владелец Amazon Джеффри Безос. Фабрика для производства New Glenn площадью 44 тысячи квадратных метров строится на территории Космического центра Кеннеди в штате Флорида (США). На заводе, как ожидается, будет трудиться около 300 человек со средней зарплатой 89 тысяч долларов в год. Объем инвестиций Blue Origin в инфраструктуру завода и космодрома составит 200 миллионов долларов.




В настоящее время Blue Origin практически завершила испытания суборбитальной системы New Shepard, включающей многоразовые ракету и пилотируемый корабль. Конечной целью создания New Glenn Безос называет не столько поддержку запусков коммерческих спутников на околоземную орбиту, сколько обеспечение транспортной инфраструктуры для развертывания на поверхности и орбите Луны обитаемых и автономных станций.




В настоящее время New Glenn располагает контрактами на восемь коммерческих пусков. Главным конкурентом Blue Origin в США и мире считается SpaceX.
3/10
Тяжелая ракета Vulcan компании ULA (United Launch Alliance)
Изображение: cdn.arstechnica.net
Частично многоразовая ракета Vulcan, рассчитанная на выведение на низкую околоземную орбиту до 40 тонн полезной нагрузки, впервые должна стартовать в 2020 году. Носитель создается альянсом ULA (United Launch Alliance), совместным предприятием Boeing и Lockheed Martin, производителем носителей Atlas 5 и Delta IV Heavy, которые Vulcan должна заменить к середине 2020-х.




Два однокамерных BE-4, устанавливаемых на первую ступень носителя Vulcan (фактически Atlas 6), в совокупности позволят развить большую тягу, чем один российский двухкамерный агрегат РД-180 первой ступени Atlas 5. В отличие от РД-180, работающего на керосине, BE-4 использует метан. Этот же силовой агрегат, разрабатываемый Blue Origin, получит New Glenn.




Изначально Vulcan является двухступенчатой ракетой, которая к 2024 году получит в качестве дополнительной опции третий этап. Получившая название ACES (Advanced Cryogenic Evolved Stage) верхняя ступень, оснащенная водородным двигателем, будет способна работать на околоземной орбите в течение нескольких месяцев, что позволяет после дозаправки использовать ее в качестве буксира для межпланетного корабля.




Пуск Vulcan в минимальной конфигурации составит менее ста миллионов долларов. При этом стоимость выведения килограмма полезной нагрузки новым носителем окажется ниже, чем у российских одноразовых тяжелых ракет «Протон-М» (до 23 тонн на низкую околоземную орбиту за 65 миллионов долларов) и «Ангара-А5» (до 25,8 тонны за 100 миллионов долларов).
4/10
Транспортная система BFR (Big Falcon Rocket) компании SpaceX
Изображение: Interplanetary Transport System
В многоразовом варианте супертяжелый носитель BFR (Big Falcon Rocket) компании SpaceX рассчитан на выведение на околоземную орбиту до 150 тонн полезной нагрузки и возвращение на Землю до 50 тонн, а также комфортную транспортировку до ста человек (по 2-3 в каюте) к Луне и Марсу.




Первая ступень BFR получит 31 метановый двигатель Raptor. Такой силовой агрегат будет отличать самая большая тяговооруженность (отношение развиваемой двигателем тяги к его весу) среди всех двигателей, когда-либо действовавших в мире.




Испытания элементов BFR начнутся в 2019 году. Ракета полетит в 2022 году. Менее чем за час транспортная система доставит человека в любую точку земного шара, а стоимость билета будет дороже эконом-, но дешевле бизнес-класса для трансатлантических авиаперелетов (несколько тысяч долларов). Наверняка такие планы осуществятся, однако не так скоро и не настолько буквально, как это обещают в SpaceX.
5/10
Тяжелая ракета OmegA компании Northrop Grumman
Изображение: Orbital ATK
Первые две ступени ракеты OmegA получат ракетные двигатели твердого топлива, третью оснастят жидкостным силовым агрегатом. В максимальной конфигурации (шесть боковых ускорителей на первой ступени) носитель рассчитан на выведение до 7,8 тонны на геопереходную орбиту.




Разработчиком и производителем OmegA выступает аэрокосмическая компания Orbital ATK, которую в 2018 году поглотила американская военно-промышленная корпорация Northrop Grumman. В результате этого Orbital ATK превратилась в Northrop Grumman Innovation Systems (одно из четырех подразделений Northrop Grumman).




Сегодня Northrop Grumman Innovation Systems располагает средней ракетой Antares (с парой российских двигателей РД-181 на первой ступени) и грузовым кораблем Cygnus. В компании рассчитывают запустить версию носителя с двумя боковыми ускорителями в 2021-м, а с шестью — в 2024-м.
6/10
Японская тяжелая ракета H3
Изображение: nikkan.co
Японское агентство аэрокосмических исследований и компания Mitsubishi Heavy Industries запуск новой ракеты H3 (в варианте без боковых ускорителей) запланировали на 2020 год. На геопереходную орбиту H3 в максимальной конфигурации будет способна отправлять до 6,5 тонны.




Этот носитель должен прийти на смену ракетам H-2A (используется для запуска спутников) и H-2B (задействована в запусках к МКС). Конструктивно H3 от H-2A отличается двигателем первой ступени LE-9, который является модернизированной версией агрегата LE-5B второй ступени H-2A.




От H-2B Япония планирует отказаться в 2019 году, от H-2A — в 2023-м. Тогда же Япония планирует выйти на восемь запусков H3 в год. Стоимость старта новой ракеты в минимальной комплектации оценивается в 45 миллионов долларов.
7/10
Средняя ракета «Союз-5»
Изображение: «Роскосмос»
Двухступенчатая средняя ракета «Союз-5» представляет собой увеличенную по размерам и грузоподъемности замену украинскому носителю «Зенит-2». Стартовая масса ракеты около 530 тонн, длина 61,87 метра, диаметр 4,1 метра, двигатель первой ступени — РД171МВ, двигатель второй ступени — РД0124МС. Компоненты топлива: окислитель — жидкий кислород, горючее — нафтил (основан на керосине). Масса выводимой полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту с космодрома Байконур около 18 тонн.




Разработчик «Союз-5» — РКК «Энергия», производитель — РКЦ «Прогресс». Первый старт носителя планируется провести в 2022 году с космодрома Байконур. Стоимость пуска «Союз-5» оценивается в 35 миллионов долларов. Также планируется создание версии носителя, предназначенного для запуска с «Наземного старта» и «Морского старта», хотя реализация таких планов, особенно в последнее время, вызывает большие вопросы.




Перспективы «Союз-5» значительно ухудшились после того, как бывший вице-премьер Дмитрий Рогозин возглавил «Роскосмос». В июне чиновник заявил, что ракета должна получить метановый двигатель, которого в России до сих пор нет, и стать «простой, как автомат Калашникова», а также конкурировать с ракетой Falcon 9 компании SpaceX. После встречи с президентом страны Владимиром Путиным глава госкорпорации заявил, что Союз-5 останется с РД171МВ.
8/10
Макеты ракет семейства «Ангара» на стенде «Роскосмоса» на международном авиационно-космическом салоне МАКС-2017 в Жуковском
Фото: Рамиль Ситдиков / РИА Новости
Заняв должность главы «Роскосмоса», бывший вице-премьер Дмитрий Рогозин решил еще больше поддерживать убыточный и устаревший проект «Ангара». Среди прочего чиновник заявил о намерении продолжить разработку среднего носителя «Ангара-А3», работы над которым были свернуты несколько лет назад.




Сегодня «Ангара» представляет собой абсолютно архаичную ракету. На ее первой ступени стоит упрощенная версия продаваемого в США двигателя РД-180, созданного на основе советского РД-170. Вторая ступень носителя получила силовой агрегат от «Блока И» ракеты «Союз-2». При этом стоимость тяжелой версии «Ангары» составляет 100 миллионов долларов, что более чем в полтора раза дороже «Протон-М» и Falcon 9.




«Центр Хруничева» создает семейство «Ангара» почти четверть века, на что уже ушло 110 миллиардов рублей (в ценах 2013 года). Примечательно, что это не помешало предприятию, тщательно курируемому Рогозиным последние семь лет, остаться с долгом в 100 миллиардов рублей и до сих пор просить и продолжать получать государственные субсидии.
9/10
Китайская сверхтяжелая ракета Long March 9 (справа)
Изображение: Weibo.com
В планы Китая входит создание сверхтяжелой ракеты Long March 9 грузоподъемностью до 140 тонн на низкую околоземную орбиту и до 50 тонн — на геостационарную. В настоящее время примерно 70 процентов компонентов ракеты уже проходят испытания. Первый полет носителя запланирован на конец 2020-х.
10/10

Андрей Борисов

< Назад в рубрику
Обсудить