Maan- en Mars-programme van Rusland benodig super-swaar afleweringsvoertuie
Deesdae is die penetrasie in die diep ruimte, wat in die Russiese en Amerikaanse gevorderde ruimteprogramme verklaar word, egter, net soos aktiwiteite in die nabye aarde, onlosmaaklik verbind met die skep van betroubare, ekonomiese, multifunksionele vervoerstelsels. Boonop moet dit geskik wees vir die oplossing van 'n baie wye reeks burgerlike en militêre take. Blykbaar behoort Rusland aandag te skenk aan die skep van herbruikbare ruimte -swaar vervoer.
Vandag het die Russiese ruimtetuig homself uiteindelik heroriënteer na langafstand-ekspedisies. Ons praat van 'n geleide verkenning van die maan - 'n program wat 40 jaar lank nie teruggestuur is nie. In die verre toekoms - bemande vlugte na Mars. In hierdie geval sal ons nie die bogenoemde programme bespreek nie, maar daarop let dat ons nie sonder swaar lanseervoertuie kan klaarkom wat honderde tonne vrag in 'n lae baan kan aflaai nie.
Angara en Yenisei
Die militêre aspek gaan ook nêrens heen nie. Die basiese element van die Amerikaanse ruimtemissielafweerstelsel, wat reeds feitlik 'n werklikheid geword het, is 'n vervoerstelsel wat talle gevegsplatforms, waarnemings- en beheersatelliete na die aarde se wentelbaan kan lewer. Dit moet ook voorsiening maak vir die voorkoming en herstel van hierdie voertuie direk in die ruimte.
Oor die algemeen is 'n stelsel van kolossale energiepotensiaal ontwerp. Slegs een gevegsplatform met 'n 60 megawatt waterstoffluoriedlaser het 'n geskatte gewig van 800 ton. Maar die doeltreffendheid van gerigte energiewapens kan slegs hoog wees as verskeie sulke platforms in 'n wentelbaan ontplooi word. Dit is duidelik dat die totale vragomset van die volgende reeks "star wars" tienduisende ton beloop, wat stelselmatig aan die ruimte naby die aarde afgelewer moet word. Maar dis nie al nie.
Vandag speel ruimteverkenningskomplekse 'n sleutelrol in die gebruik van wapens met 'n hoë presisie op aarde. Dit dwing beide die Verenigde State en Rusland om hul wentelgroeperings voortdurend te verhoog en te verbeter. Boonop vereis die hoë-tegnologie van ruimtetuie terselfdertyd voorsiening vir hul orbitale herstel.
Maar terug na die maantema. Einde Januarie, toe planne vir 'n omvattende studie van die maan met die vooruitsig is om 'n bewoonde basis daar te ontplooi, het die hoof van die hoof binnelandse ruimtekorporasie Energia, Vitaly Lopota, gepraat oor die moontlikheid van 'n vlug na die maan vanaf die oogpunt van lanseervoertuie.
Om ekspedisies na die maan te stuur is onmoontlik sonder die oprigting van super-swaar lanseervoertuie met 'n laaivermoë van 74-140 ton, terwyl die kragtigste Russiese Proton-vuurpyl 23 ton in 'n wentelbaan sit. 'Om na die maan te vlieg en terug te keer, het u 'n twee-lanseerlanseerder nodig-twee vuurpyle met 'n drakrag van 75 ton, 'n enkele lanseervlug na die maan en terug sonder landing is 130-140 ton. As ons 'n vuurpyl van 75 ton as basis neem, dan is 'n praktiese missie na die maan met landing 'n agt-lanseerplan. As die vuurpyl 'n drakrag van minder as 75 ton het, soos hulle voorstel - 25-30 ton, dan word die ontwikkeling van selfs die maan absurd, 'het Lopota gesê tydens die Royal Readings aan die Bauman Moscow State Technical University.
Denis Lyskov, staatsekretaris, adjunkhoof van Roscosmos, het gepraat oor die noodsaaklikheid om middel Mei 'n swaar vragmotor te hê. Hy het gesê dat Roskosmos tans saam met die Russiese Akademie vir Wetenskappe 'n ruimteverkenningsprogram voorberei, wat 'n integrale deel van die volgende Federale Ruimteprogram van Rusland vir 2016–2025 sal word. 'Om regtig te praat oor 'n vlug na die maan, het ons 'n super-swaar klasdraer nodig met 'n drakrag van ongeveer 80 ton. Nou is hierdie projek in die ontwikkelingsfase, in die nabye toekoms sal ons die nodige dokumente voorberei om dit aan die regering voor te lê,”het Lyskov beklemtoon.
Tot dusver is die grootste Russiese vuurpyl in werking die Proton, met 'n vragvrag van 23 ton in 'n lae baan en 3,7 ton in 'n geostasionêre wentelbaan. Rusland ontwikkel tans die Angara -missielfamilie met 'n vragvermoë van 1,5 tot 35 ton. Ongelukkig het die skepping van hierdie tegnologie 'n werklike langtermyn-konstruksie geword, en die eerste bekendstelling is vir baie jare uitgestel, ook as gevolg van meningsverskille met Kazakstan. Nou word verwag dat "Angara" aan die begin van die somer vanaf die Plesetsk -kosmodroom in 'n ligte konfigurasie sal vlieg. Volgens die hoof van Roscosmos is daar planne om 'n swaar weergawe van die Angara te skep wat 'n 25 ton-vragvrag in 'n lae wentelbaan kan aflaai.
Maar sulke aanwysers, soos ons sien, is nog lank nie voldoende vir die implementering van die program van interplanetêre vlugte en diep ruimteverkenning nie. By die Royal Readings het die hoof van Roscosmos, Oleg Ostapenko, gesê dat die regering 'n voorstel voorberei om 'n super-swaar vuurpyl te ontwikkel wat vrag van meer as 160 ton in 'n lae baan kan lanseer. 'Dit is 'n ware uitdaging. In terme van en hoër syfers, - sê Ostapenko.
Dit is moeilik om te sê hoe gou hierdie planne werklikheid sal word. Tog het die plaaslike vuurpylbedryf 'n sekere reserwe vir die skep van swaar ruimtetransport. Aan die einde van die tagtigerjare was dit moontlik om 'n swaar lanseervoertuig Energia met 'n vloeibare dryfkrag te skep wat 'n vragvrag van tot 120 ton in 'n lae wentelbaan kan aflaai. As ons praat oor die volledige resussitasie van hierdie program, is dit nog nie nodig nie, dan is daar beslis konsepontwerpe van 'n swaar vervoerder gebaseer op Energia.
Die grootste deel van Energia kan op die nuwe vuurpyl gebruik word - die suksesvol werkende RD -0120 LPRE. Die projek van 'n swaar vuurpyl wat hierdie enjins gebruik, bestaan eintlik by die Khrunichev Space Center, wat die hooforganisasie is vir die vervaardiging van ons enigste swaar lanseervoertuig, Proton.
Ons praat oor die Yenisei-5-vervoerstelsel, waarvan die ontwikkeling in 2008 begin het. Daar word aanvaar dat die vuurpyl met 'n lengte van 75 meter in die eerste fase toegerus sal wees met drie suurstof-waterstof-LPRE RD-0120, waarvan die produksie in 1976 deur die Voronezh Design Bureau of Chemical Automation geloods is. Volgens die spesialiste van die Khrunichev -sentrum sal dit nie moeilik wees om hierdie program te herstel nie, en in die toekoms is dit moontlik om hierdie enjins te hergebruik.
Benewens die voor die hand liggende voordele, het die Yenisei egter 'n belangrike, eerlik, vandag 'n onvermydelike nadeel - dimensies. Die feit is dat volgens die planne die belangrikste las van toekomstige bekendstellings val op die Vostochny -kosmodroom wat in die Verre Ooste gebou word. In elk geval, daar is veronderstel dat swaar en super-swaar belowende draers daarvandaan die ruimte in gestuur word.
Die deursnee van die eerste fase van die Yenisei-5-vuurpyl is 4, 1 meter en laat dit nie per spoor vervoer nie, ten minste sonder 'n beduidende volumetriese en baie duur modernisering van die padinfrastruktuur. As gevolg van probleme met vervoer, was dit op 'n tydstip nodig om die deursnee van die hooffases van die Rus-M-vuurpyl, wat op die tekenborde gebly het, beperkings op te lê.
Benewens die Khrunichev -ruimtesentrum was die Energia Rocket and Space Corporation (RSC) ook betrokke by die ontwikkeling van 'n swaar vervoerder. In 2007 het hulle 'n projek van 'n lanseervoertuig voorgestel wat gedeeltelik gebruik maak van die uitleg van die Energia -vuurpyl. Net die vrag in die nuwe vuurpyl is in die boonste deel geplaas, en nie in die syhouer nie, soos in sy voorganger.
Voordeel en haalbaarheid
Die Amerikaners is natuurlik nie 'n besluit vir ons nie, maar hul swaar vervoer, waarvan die ontwikkeling reeds die tuiste binnegekom het, impliseer gedeeltelike herbruikbare gebruik. Hierdie somer beplan die private onderneming SpaceX om die eerste bekendstelling van die nuwe Falcon Heavy, die grootste vuurpyl wat sedert 1973 gelanseer is, bekend te stel. Dit is sedert die tyd van die Amerikaanse maanprogram met die bekendstelling van die reuse-draer Saturn-5, geskep deur die vader van die Amerikaanse lanseervoertuie, Wernher von Braun. Maar as die vuurpyl uitsluitlik bedoel was vir die aflewering van ekspedisies na die maan en weggooibaar was, dan kan die nuwe vuurpyl reeds vir Mars -ekspedisies gebruik word. Daarbenewens word beplan om terug te keer na die fases van die aarde, soos die Falcon 9 v1.1 -vuurpyl (R - herbruikbaar, herbruikbaar).
Ruimtependeltuie is weer in aanvraag
Die eerste fase van hierdie vuurpyl is toegerus met landingsstutte wat gebruik word om die vuurpyl te stabiliseer en vir 'n sagte landing. Na skeiding vertraag die eerste fase deur drie van die nege enjins kortliks aan te skakel om teen 'n aanvaarbare snelheid in die atmosfeer te kom. Reeds naby die oppervlak word die sentrale enjin aangeskakel en die verhoog is gereed om sag te land.
Die massa van die vrag wat die Falcon Heavy -vuurpyl kan lig, is 52,616 kilogram, wat ongeveer twee keer soveel is as ander swaar vuurpyle - die Amerikaanse Delta IV Heavy, die Europese Ariane en die Chinese Long March - kan lig.
Herbruikbaarheid is natuurlik voordelig in geval van hoëfrekwensie-ruimtewerk. Studies het getoon dat die gebruik van weggooikomplekse meer winsgewend is as 'n herbruikbare vervoerstelsel in programme met 'n maksimum van vyf bekendstellings per jaar, op voorwaarde dat die vervreemding van grond vir die valvelde van skeidende dele tydelik is, en nie permanent, met die moontlikheid om die bevolking, vee en toerusting uit gevaarlike gebiede te ontruim …
Hierdie voorbehoud is te wyte aan die feit dat die koste van grondverkryging nog nooit in berekening gebring is nie, want tot onlangs is verliese met verwerping of selfs met tydelike ontruiming nog nooit vergoed nie en is dit nog steeds moeilik om te bereken. En hulle maak 'n aansienlike deel uit van die koste van die bedryf van missielstelsels. Met 'n programskaal van meer as 75 bekendstellings in 15 jaar, het herbruikbare stelsels die voordeel, en die ekonomiese effek van die gebruik daarvan neem toe met die aantal.
Boonop lei die oorgang van weggooibare voertuie vir die aflaai van swaar vragte na herbruikbare voertuie tot 'n aansienlike vermindering in die produksie van toerusting. As twee alternatiewe stelsels dus in een ruimteprogram gebruik word, word die vereiste aantal blokke met vier tot vyf keer verminder, die aantal sentrale blokliggame - met 50, vloeibare enjins vir die tweede fase - met nege keer. Die besparings van verminderde produksievolumes by die gebruik van 'n herbruikbare lanseerder is dus ongeveer gelyk aan die koste van die bou daarvan.
Terug in die Sowjetunie is berekeninge gemaak van die koste van onderhoud na die vlug en herstel- en herstelwerk van herbruikbare stelsels. Ons het die beskikbare feitelike data wat deur die ontwikkelaars verkry is, gebruik as gevolg van grondbank- en vlugtoetse, sowel as die werking van die vliegtuigraamwerk van die Buran-ruimtetuig met 'n hitte-afdeklaag, langafstandvliegtuie, vloeibare enjins vir meervoudige gebruik van die RD-170 en RD-0120 tipe. Volgens die navorsingsresultate is die onderhoudskoste en herstelwerk na die vlug minder as 30 persent van die koste vir die vervaardiging van nuwe vuurpyleenhede.
Vreemd genoeg manifesteer die idee van herbruikbaarheid in die twintigerjare in Duitsland, verpletter deur die Versailles -verdrag, wat die Europese tegniese gemeenskap verenig het, wat deur 'n vuurpyl ondervind is. In die Derde Ryk in 1932-1942, onder leiding van Eigen Zenger, is 'n missielbomwerpersprojek suksesvol ontwikkel. Dit was veronderstel om 'n vliegtuig te skep wat met behulp van 'n spoorwa kon versnel tot 'n hoë spoed, dan sy eie vuurpylmotor aanskakel, uit die atmosfeer opstaan, waarvandaan dit deur die digte lae van die atmosfeer sou ry en 'n langafstand. Die toestel moes van Wes -Europa af begin en op die grondgebied van Japan beland, dit was bedoel om die gebied van die Verenigde State te bombardeer. Die laaste verslae van hierdie projek is in 1944 onderbreek.
In die vyftigerjare in die Verenigde State was hy die dryfveer vir die ontwikkeling van 'n ruimtevliegtuigprojek wat die Dyna-Sor-vuurpylvliegtuig voorafgegaan het. In die Sowjetunie is voorstelle vir die ontwikkeling van sulke stelsels in 1947 deur Yakovlev, Mikoyan en Myasishchev oorweeg, maar het dit nie ontwikkel nie weens 'n aantal probleme wat verband hou met tegniese implementering.
Met die vinnige ontwikkeling van vuurpyle in die laat 40's - vroeë 50's, het die behoefte om 'n bemande vuurpylbommenwerper te voltooi, verdwyn. In die missielbedryf is 'n rigting van ballistiese tipe vaartuie gevorm, wat op grond van die algemene konsep van hul gebruik hul plek in die algemene verdedigingstelsel van die USSR gevind het.
Maar in die Verenigde State is navorsingswerk op 'n vuurpylvliegtuig deur die weermag ondersteun. Destyds is geglo dat konvensionele vliegtuie of projektielvliegtuie met vliegtuigmotors die beste manier is om ladings op vyandelike gebied af te lewer. Projekte vir die Navajo -sweefmissielprogram is gebore. Bell Aircraft het voortgegaan om die ruimtevliegtuig te ondersoek om dit nie as 'n bomwerper te gebruik nie, maar as 'n verkenningsvoertuig. In 1960 is 'n kontrak met Boeing gesluit vir die ontwikkeling van die Daina-Sor suborbitale verkenningsvliegtuig wat veronderstel was om met die Titan-3-vuurpyl gelanseer te word.
Die USSR keer egter terug na die idee van ruimtevliegtuie in die vroeë 60's en begin werk by die Mikoyan Design Bureau aan twee projekte van suborbitale voertuie tegelyk. Die eerste het 'n hupstootvliegtuig beoog, die tweede - 'n Sojoes -vuurpyl met 'n wentelbaan. Die tweefase-lugvaartstelsel is Spiral of Project 50/50 genoem.
Die wentelraketskip is van agter af gelanseer van 'n kragtige Tu-95K-draagvliegtuig op groot hoogte. Vuurvliegtuig "Spiraal" op vuurpyl-enjins met vloeibare dryfkrag het 'n baan rondom die aarde bereik, daar beplande werk verrig en na die aarde teruggekeer en in die atmosfeer gly. Die funksies van hierdie kompakte vliegtuigvliegtuig was veel wyer as om net in 'n wentelbaan te werk. 'N Volskaalse model van 'n vuurpylvliegtuig het verskeie vlugte in die atmosfeer uitgevoer.
Die Sowjet -projek het voorsiening gemaak vir die vervaardiging van 'n apparaat wat meer as 10 ton weeg met voukonsole. 'N Eksperimentele weergawe van die toestel in 1965 was gereed vir die eerste vlug as 'n subsoniese analoog. Om die probleme van termiese effekte op die vlugstruktuur en bestuurbaarheid van die voertuig op subsoniese en supersoniese snelhede op te los, is vlieënde modelle gebou wat die naam "Bor" gekry het. Hulle toetse is in 1969-1973 uitgevoer. 'N Diepgaande studie van die resultate het gelei tot die behoefte om twee modelle te skep: "Bor-4" en "Bor-5". Die versnelde tempo van die werk aan die Space Shuttle -program, en die belangrikste, die onbetwisbare suksesse van die Amerikaners op hierdie gebied, het aanpassings aan die Sowjetplanne vereis.
Oor die algemeen is herbruikbare ruimtevaarttegnologie vir huishoudelike ontwikkelaars geensins iets nuuts en onbekends nie. Met inagneming van die versnelling van programme vir die opbou van satellietstelsels, interplanetêre kommunikasie en ondersoek na diep ruimtes, kan ons met vertroue praat oor die noodsaaklikheid om presies herbruikbare lanseervoertuie te skep, insluitend swaar lanseervoertuie.
Oor die algemeen is planne om 'n Russiese swaar missiel te ontwikkel redelik optimisties. In die middel van Mei het Oleg Ostapenko verduidelik dat die Federale Ruimteprogram vir 2016–2025 steeds voorsiening sal maak vir die ontwerp van 'n super-swaar lanseringsvoertuig met 'n laaivermoë van 70–80 ton. 'Die FKP is nog nie goedgekeur nie, dit word gevorm. Ons sal dit in die nabye toekoms publiseer,”beklemtoon die hoof van Roscosmos.
