Многоразовая российская ракета будет приземляться как самолет

На 2022 год намечены летные испытания первой российской многоразовой возвращаемой космической ракеты сверхлегкого класса, которая будет садиться на Землю как самолет.

В рамках совместного проекта Фонда перспективных исследований (ФПИ) корпорации "Роскосмос" и Объединенной авиастроительной корпорации уже завершен аванпроект возвращаемого ракетного блока. Судя по сообщениям специалистов, выглядеть это будет примерно так: на высоте 59-66 километров предусматривается отделение первой ступени ракеты-носителя и ее возвращение в район старта с посадкой на обычную взлетно-посадочную полосу. В базовой конструкции возвращаемого блока будут применены поворотное прямоугольное крыло большого размаха и классическое хвостовое оперение. При возвратном полете к месту старта используется модифицированный серийный турбореактивный двигатель.

Разрабатываемая ракетно-космическая система будет выводить на солнечно-синхронную орбиту до 600 килограммов полезной нагрузки. Предварительные расчеты показывают: стоимость вывода обещает быть в полтора-два раза ниже, чем у обычных ракет подобного класса. Каждый управляемый блок рассчитан на 50 полетов без замены маршевых двигателей, работающих на криогенном топливе "жидкий кислород - сжиженный метан". Запускать ракеты планируется с мобильных комплексов.

При проектировании использован технологический задел проекта многоразового ускорителя "Байкал". По словам руководителя проектной группы ФПИ Бориса Сатовского, в рамках проведенного аванпроекта проанализирован большой объем информации и накопленный научно-технический задел по возвращаемым ступеням. Проведено сравнение нескольких альтернативных аэродинамических компоновок и произведены расчеты газодинамики и теплообмена изделия на возвратной траектории. Инженерно-конструкторские проработки показали достаточную технологическую готовность к созданию демонстратора.

Напомним: еще в середине апреля в одном из интервью Дмитрий Рогозин, который в настоящее время возглавил "Роскосмос", а тогда был в ранге вице-премьера, курирующего ракетно-космическую отрасль, заявил, что российские возвращаемые ракеты должны принципиально отличаться от возвращаемых ракет Space X из-за географических особенностей России.

Каждый управляемый блок новой ракеты рассчитан на 50 полетов без замены маршевых двигателей

"Мы же не можем, как Илон Маск, возвращать нашу ракету - они стартуют с мыса Канаверал и подгоняют морскую платформу в ту точку, в которую должна сесть первая ступень. Рули управления наверху, а она садится на двигатель. Мы-то где будем сажать ее? В Якутии? Это невозможно физически, из-за географических особенностей. Если мы хотим перейти к возвращаемым ступеням, то она должна у нас из вертикальной переложиться в горизонт и на двигателе с крылышками, которые должны раскрыться, самолетным образом вернуться на ближайший аэродром, но это уже совмещение с авиацией", - сказал тогда Дмитрий Рогозин.

О том же говорят и многие наши конструкторы. Главная мысль:

такой способ спасения первых ступеней ракеты, как у Space X, - не для России. Там есть плавучая платформа, которая может подстроиться под любое наклонение. Ступень должна возвращаться к месту старта, то есть откуда взлетела, туда и вернулась. Надо либо ее подхватывать на вертолете, либо применять в ней самолетную схему.

Надо сказать, что в России уже велись работы по созданию многоразовых космических комплексов. Так, первая ступень ракеты-носителя "Энергия" (проект "Энергия-Буран") должна была после запуска возвращаться на Землю с помощью парашютов и твердотопливной двигательной установки мягкой посадки. Но проект закрыли. В 2003 году Центр им. Хруничева продемонстрировал полноразмерный макет многоразового ракетного блока "Байкал" для первой ступени ракеты-носителя из семейства "Ангара". Как поясняли тогда эксперты, блок после отделения от второй ступени носителя должен был возвращаться на аэродром "по-самолетному".

В том же "Хруничеве" позже разрабатывался аналогичный проект для ракеты-носителя тяжелого класса ("Многоразовая ракетно-космическая система", МРКС). Пять лет назад по заказу Центра им. Хруничева в Центральном аэрогидродинамическом институте имени Жуковского (ЦАГИ) проводились исследования посадочных характеристик возвращаемой ступени.

В США "частники" вовсю испытывают ракеты со стартом и последующей посадкой. Так, компания Blue Origin провела испытания одноступенчатой ракеты легкого класса, а Space X уже несколько раз удалось посадить первую ступень двухступенчатого носителя среднего класса Falcon 9. Без неудач, конечно, не обходится. У того же Маска при запуске сверхтяжелой Falcon Heavy центральный разгонный блок на плавучую платформу посадить не удалось, зато два боковых не просто вернулись, а синхронно "сели" на расстоянии каких-то метров друг от друга.

На планерных слетах в Коктебеле друзья Королева шептались: а не пошатнулся ли в уме наш Серега?

Факт остается фактом: многие спецы и у нас, и за рубежом считают, что повторное использование элемента ракеты позволит серьезно сократить стоимость коммерческих запусков. Ведь первая ступень ракеты - самая дорогая в производстве. Цена ее маршевых двигателей колеблется от 10 до 70 миллионов долларов.

Впрочем, у специалистов до сих пор нет единого мнения об экономической целесообразности "многоразовости". Многие считают, что с технической точки зрения решение, бесспорно, интересное, но если говорить о практической стороне, то это слишком затратно. На сегодняшний день важнее снижать стоимость ракеты-носителя и стоимость самой пусковой услуги.

"Если говорить о многоразовости, то в ракете максимально интересная вещь для возвращения - это двигатель, очень дорогой и сложный элемент, - сказал в одном из интервью "РГ" президент РКК "Энергия" Владимир Солнцев. - Поэтому целесообразно как раз его пытаться сделать многоразовым. Наши заделы позволяют такую задачу реализовать, ведь двигатели "Энергомаша", которые используются для ракет, - многоразовые. Например, РД-171 испытывался на 25-кратное использование. На Земле его 25 раз успешно запускали, останавливали и снова запускали".

Человечество обязательно придет к тому, что космос будет "многоразовым". Но прежде инженерам и конструкторам нужно пройти свой путь познаний техники и тех воздействий, которым ее подвергают.

Кстати

Мало кто знает, но у советского "Бурана" было много противников, в том числе среди конструкторов. Константин Феоктистов, сам ставший космонавтом, якобы прямо заявлял: многоразовость - это блеф. А Василий Мишин, говорят, именовал "Буран" не иначе как "Бурьяном". Почему? Как рассказал один из создателей нашего челнока, в прошлом - начальник отдела НПО "Энергия" Валерий Бурдаков, их незаслуженно обидели, отстранив от многоразовой тематики. А первым задумался над проектом орбитального корабля самолетной схемы Сергей Королев.

- Вот что я слышал от самого Сергея Павловича, - поделился Валерий Бурдаков. - В 1929 году планерист-паритель Королев вынашивал идею поднять планер на 6 км, а потом, с герметичной кабиной, в стратосферу. С этой идеей он поехать в Калугу к Циолковскому, чтобы подписать письмо о целесообразности такого полета. Но Циолковский раскритиковал идею. Друг Королева авиаконструктор Олег Антонов рассказывал, как на планерных слетах в Коктебеле многие шептались: а не пошатнулся ли в уме их Серега? Мол, летает на планере-бесхвостке и говорит, что он лучше всех подходит для установки на нем ЖРД...