După accidente destul de zgomotoase care au implicat rachete protone rusești, se poate spune că a devenit chiar indecent să scriem despre starea reală a lucrurilor din industria spațială. Cu toate acestea, programul spațial rus nu se referă numai la accidente și catastrofe ale sateliților și stațiilor spațiale, ci este, de asemenea, proiecte cu adevărat uimitoare, care sunt destul de promițătoare și trec cu succes pe calea proiectării lor. Se va concentra pe racheta și sistemul spațial reutilizabil (MRKS-1), ale căror teste de model au început la TsAGI.
Nu cu mult timp în urmă, centrul de presă TsAGI a publicat o imagine a acestui model. Aspectul său amintește de multe nave spațiale reutilizabile, precum naveta spațială americană sau „Buran” nostru. Dar asemănarea externă, așa cum se întâmplă adesea în viață, este înșelătoare. MKRS-1 este un sistem complet diferit. Implementează o ideologie fundamental diferită, care este calitativ diferită de toate proiectele spațiale trecute implementate. În esență, este un vehicul de lansare reutilizabil.
Proiectul MRKS-1 este un vehicul de lansare la decolare vertical parțial reutilizabil bazat pe o primă etapă de croazieră reutilizabilă, blocuri de rapel și două trepte de unică folosință. Prima etapă se realizează conform schemei aeronavei și este reversibilă. Revine la zona de lansare în modul avion și aterizează orizontal pe aerodromurile de clasa I. Blocul reutilizat cu aripi din prima etapă a sistemului de rachete va fi echipat cu motoare rachete cu propulsie lichidă de croazieră reutilizabile (LPRE).
În prezent, Centrul de Cercetare și Producție de Stat numit după Hhrunichev, lucrările de proiectare și dezvoltare și cercetare privind dezvoltarea și fundamentarea aspectului tehnic, precum și caracteristicile tehnice ale rachetei reutilizabile și ale sistemului spațial, sunt în plină desfășurare. Acest sistem este creat în cadrul programului spațial federal în cooperare cu multe întreprinderi conexe.
Cu toate acestea, să vorbim puțin despre istorie. Prima generație de nave spațiale reutilizabile include 5 nave spațiale de tipul navetei spațiale, precum și câteva dezvoltări interne din seria BOR și Buran. În aceste proiecte, atât americanii, cât și specialiștii sovietici au încercat să construiască o navă spațială reutilizabilă (ultima etapă, care este lansată direct în spațiu). Obiectivele acestor programe au fost următoarele: returnarea din spațiu a unei cantități semnificative de sarcini utile, reducerea costului lansării unei sarcini utile în spațiu, păstrarea navelor spațiale scumpe și complexe pentru utilizare repetată, capacitatea de a efectua lansări frecvente ale unei etape reutilizabile.
Cu toate acestea, prima generație de sisteme spațiale reutilizabile nu a reușit să-și rezolve problemele cu un nivel suficient de eficiență. Costul unitar al accesului la spațiu s-a dovedit a fi de aproximativ 3 ori mai mare decât cel al rachetelor obișnuite de unică folosință. În același timp, returnarea sarcinilor utile din spațiu nu a crescut semnificativ. În același timp, resursa utilizării etapelor reutilizabile s-a dovedit a fi semnificativ mai mică decât cea calculată, ceea ce nu a permis utilizarea acestor nave într-un program restrâns de lansări spațiale. Drept urmare, în aceste zile, atât sateliții, cât și astronauții sunt livrați pe orbita apropiată a pământului folosind sisteme de rachete de unică folosință. Și nu există nimic pentru a returna echipamente și vehicule scumpe de pe orbita apropiată a pământului. Doar americanii și-au făcut singură o mică navă automată X-37B, care a fost proiectată pentru nevoile militare și are o sarcină utilă mai mică de 1 tonă. Este evident pentru toată lumea că sistemele moderne reutilizabile ar trebui să fie calitativ diferite de reprezentanții primei generații.
În Rusia, se lucrează la mai multe sisteme spațiale reutilizabile simultan. Cu toate acestea, este clar că cel mai promițător va fi așa-numitul sistem aerospațial. În mod ideal, o navă spațială ar decola de pe un aerodrom ca un avion obișnuit, ar intra pe orbita pământului jos și s-ar întoarce înapoi, consumând doar combustibil. Cu toate acestea, aceasta este cea mai dificilă opțiune care necesită o mulțime de soluții tehnice și cercetări preliminare. Această opțiune nu poate fi implementată rapid de niciun stat modern. Deși Rusia are o rezervă științifică și tehnică destul de mare pentru proiecte de acest fel. De exemplu, „avionul aerospațial” Tu-2000, care a avut un studiu destul de detaliat. Implementarea acestui proiect la un moment dat a fost îngreunată de lipsa de finanțare după prăbușirea URSS în anii 1990, precum și de absența unui număr de componente critice și complexe.
Există, de asemenea, o versiune intermediară, în care sistemul spațial constă dintr-o navă spațială reutilizabilă și o etapă de rapel reutilizabilă. Lucrările la astfel de sisteme au fost efectuate înapoi în URSS, de exemplu, sistemul Spiral. Există, de asemenea, evoluții mult mai noi. Dar chiar și această schemă a unui sistem spațial reutilizabil presupune un ciclu destul de lung de proiectare și cercetare în numeroase domenii.
Prin urmare, accentul principal în Rusia se pune pe programul MRKS-1. Acest program reprezintă Stadiul 1 Sistem de rachete și spațiu reutilizabil. În ciuda acestei „prime etape”, sistemul creat va fi foarte funcțional. Doar că, în cadrul unui program general destul de mare pentru crearea celor mai noi sisteme spațiale, acest program are cele mai apropiate termene pentru implementarea sa finală.
Sistemul propus de proiectul MRKS-1 va fi unul în două etape. Scopul său principal este de a lansa pe orbita apropiată a pământului absolut orice navă spațială (de transport, echipată, automată) cu o greutate de până la 25-35 de tone, atât deja existente, cât și în curs de creație. Greutatea utilă pusă pe orbită este mai mare decât cea a protonilor. Cu toate acestea, diferența fundamentală față de rachetele purtătoare existente va fi diferită. Sistemul MRKS-1 nu va fi de unică folosință. Prima etapă nu se va arde în atmosferă și nu va cădea la pământ sub forma unei colecții de resturi. După accelerarea celei de-a doua etape (care este o singură dată) și a sarcinii utile, prima etapă va ateriza, ca navetele spațiale din secolul al XX-lea. Astăzi, acesta este cel mai promițător mod de dezvoltare a sistemelor de transport spațial.
În practică, acest proiect este o modernizare pas cu pas a vehiculului de lansare cu o singură utilizare Angara, care este în prezent creat. De fapt, proiectul MRKS-1 în sine s-a născut ca o dezvoltare ulterioară a GKNPTs im. Khrunichev, unde, împreună cu ONG-ul Molniya, a fost creat un amplificator reutilizabil în prima etapă a vehiculului de lansare Angara, care a primit denumirea Baikal (pentru prima dată, modelul Baikal a fost prezentat la MAKS-2001). Baikal a folosit același sistem de control automat care a permis navetei spațiale sovietice Buran să zboare fără echipaj la bord. Acest sistem oferă suport pentru zbor în toate etapele sale - de la momentul lansării până la aterizarea vehiculului la aerodrom, acest sistem va fi adaptat pentru MRKS-1.
Spre deosebire de proiectul Baikal, MRKS-1 nu va avea planuri rabatabile (aripi), ci cele instalate rigid. Această soluție tehnică va reduce probabilitatea unor situații de urgență atunci când vehiculul intră în traiectoria de aterizare. Dar designul recent testat al acceleratorului reutilizabil va suferi în continuare modificări. După cum a remarcat Serghei Drozdov, șeful departamentului de aerotermodinamică al aeronavelor de mare viteză de la TsAGI, specialiștii au fost „surprinși de fluxurile mari de căldură din secțiunea centrală a aripii, ceea ce va presupune, fără îndoială, o modificare a designului aeronavei”. În perioada septembrie-octombrie a acestui an, modelele MRKS-1 vor fi supuse unei serii de teste în tuneluri eoliene transonice și hipersonice.
În cea de-a doua etapă a implementării acestui program, este planificată reutilizarea celei de-a doua etape, iar masa sarcinii utile care va fi lansată în spațiu va trebui să crească la 60 de tone. Dar chiar și dezvoltarea unui accelerator reutilizabil numai pentru prima etapă este deja o adevărată descoperire în dezvoltarea sistemelor moderne de transport spațial. Și cel mai important lucru este că Rusia se îndreaptă spre această descoperire, păstrându-și în același timp statutul de una dintre cele mai importante puteri spațiale din lume.
Astăzi, MRKS-1 este considerat un vehicul universal multifuncțional destinat lansării de nave spațiale și diverse încărcături utile, nave cu echipaj și nave de marfă pe orbita apropiată a pământului, nave cu echipaj și nave de marfă în cadrul programelor de explorare a omenirii spațiului din apropierea pământului, explorarea Luna și Marte, precum și alte planete ale sistemului nostru solar …
Compoziția MRKS-1 include o unitate de rachetă reutilizabilă (VRB), care este un amplificator reutilizabil de etapa I, un amplificator de etapă II, precum și un focos spațial (RGC). VRB și acceleratorul de stadiul II se leagă între ele într-o schemă de lot. Se propune să se construiască modificări ale MRCS cu capacitate de încărcare diferită (masa încărcăturii livrate pe o orbită de referință scăzută de la 20 la 60 de tone), luând în considerare acceleratoarele unificate de etapă I și II folosind un singur complex de sol. Acest lucru pe termen lung va permite să se asigure în practică o scădere a intensității muncii în muncă într-o poziție tehnică, producție maximă în serie și posibilitatea dezvoltării unei familii eficiente din punct de vedere economic de purtători de spațiu pe baza modulelor de bază.
Dezvoltarea și construcția familiei MRKS-1 cu capacitate de încărcare diferită bazată pe etape unice de unică folosință și reutilizabile, care vor îndeplini cerințele pentru sistemele avansate de transport spațial și sunt capabile să rezolve sarcinile de lansare atât a obiectelor spațiale scumpe unice, cât și a celor seriale cu eficiență și fiabilitate foarte ridicate. navele spațiale pot deveni o alternativă foarte serioasă într-o serie de vehicule de lansare de nouă generație care vor funcționa mult timp în secolul XXI.
În prezent, specialiștii TsAGI au reușit deja să evalueze multiplicitatea rațională a utilizării primei etape a MRKS-1, precum și opțiunile pentru demonstranții unităților de rachete returnate și necesitatea implementării acestora. Prima etapă returnată MRKS-1 va oferi un nivel ridicat de siguranță și fiabilitate și va abandona complet alocarea zonelor în care cad piese detașabile, ceea ce va spori semnificativ eficiența implementării programelor comerciale promițătoare. Avantajele menționate mai sus pentru Rusia par a fi extrem de importante, ca și pentru singurul stat din lume care are o locație continentală a cosmodromelor existente și promițătoare.
TsAGI consideră că crearea proiectului MRKS-1 este un pas calitativ nou în proiectarea vehiculelor spațiale reutilizabile promițătoare pentru lansarea pe orbită. Astfel de sisteme îndeplinesc pe deplin nivelul de dezvoltare a rachetei și a tehnologiei spațiale în secolul XXI și au indicatori semnificativ mai mari de eficiență economică.
