Pada masa kini, penembusan ke ruang dalam, yang dinyatakan dalam program ruang angkasa lanjutan Rusia dan Amerika, bagaimanapun, seperti aktiviti di ruang dekat bumi, tidak dapat dipisahkan dengan penciptaan sistem pengangkutan pelbagai fungsi yang boleh dipercayai, ekonomi, dan boleh dipercayai. Lebih-lebih lagi, mereka mesti sesuai untuk menyelesaikan pelbagai tugas sivil dan ketenteraan. Nampaknya, Rusia harus memperhatikan penciptaan pengangkutan berat ruang yang boleh digunakan semula.
Hari ini, pemikiran ruang angkasa Rusia akhirnya kembali ke ekspedisi jarak jauh. Kami bercakap mengenai penerokaan bulan secara berperingkat - program yang tidak dikembalikan selama 40 tahun. Pada masa akan datang - penerbangan berawak ke Mars. Dalam kes ini, kami tidak akan membincangkan program yang disebutkan di atas, tetapi perhatikan bahawa kami tidak dapat melakukan tanpa kenderaan pelancaran berat yang mampu melancarkan ratusan tan muatan ke orbit rendah.
Angara dan Yenisei
Aspek ketenteraan juga tidak akan ke mana-mana. Elemen asas sistem pertahanan peluru berpandu ruang angkasa Amerika, yang telah menjadi kenyataan, akan menjadi sistem pengangkutan yang mampu menyampaikan banyak platform pertempuran, satelit pengamatan dan kawalan ke orbit Bumi. Ia juga perlu untuk pencegahan dan pembaikan kenderaan ini secara langsung di ruang angkasa.
Secara umum, sistem potensi tenaga kolosal telah dirancang. Bagaimanapun, hanya satu platform tempur dengan laser hidrogen fluorida 60 megawatt yang mempunyai anggaran berat 800 tan. Tetapi keberkesanan senjata tenaga yang diarahkan hanya dapat tinggi jika banyak platform seperti itu digunakan di orbit. Jelas bahawa jumlah perolehan kargo siri seterusnya "perang bintang" berjumlah puluhan ribu tan, yang mesti dihantar secara sistematik ke ruang dekat bumi. Tetapi bukan itu sahaja.
Hari ini, kompleks pengintaian ruang memainkan peranan penting dalam penggunaan senjata berketepatan tinggi di Bumi. Ini memaksa Amerika Syarikat dan Rusia untuk terus meningkat dan meningkatkan kumpulan orbitnya. Lebih-lebih lagi, sifat berteknologi tinggi kapal angkasa pada masa yang sama memerlukan penyediaan perbaikan orbitnya.
Tetapi kembali ke tema bulan. Pada akhir Januari, ketika berencana untuk kajian komprehensif Bulan dengan prospek mengerahkan pangkalan yang dihuni di sana, ketua syarikat angkasa lepas domestik Energia, Vitaly Lopota, berbicara tentang kemungkinan penerbangan ke Bulan dari sudut pandang kenderaan pelancaran.
Menghantar ekspedisi ke Bulan adalah mustahil tanpa penciptaan kenderaan pelancaran super berat dengan muatan muatan 74-140 tan, sementara roket Proton Rusia yang paling kuat menempatkan 23 tan ke orbit. Untuk terbang ke Bulan dan kembali, anda memerlukan pelancaran dua pelancaran - dua roket dengan daya angkut 75 tan, penerbangan satu pelancaran ke Bulan dan kembali tanpa mendarat adalah 130-140 tan. Sekiranya kita menggunakan roket 75 tan sebagai pangkalan, maka misi praktikal ke Bulan dengan pendaratan adalah skema lapan pelancaran. Sekiranya roket itu memiliki daya dukung kurang dari 75 tan, seperti yang mereka sarankan - 25-30 tan, maka pengembangan bahkan Bulan menjadi tidak masuk akal,”kata Lopota, ketika berbicara di Royal Readings di Universiti Teknikal Negeri Bauman Moscow.
Denis Lyskov, Setiausaha Kerajaan Negeri, Wakil Ketua Roscosmos, berbicara mengenai perlunya memiliki kapal pengangkut yang berat pada pertengahan Mei. Dia mengatakan bahawa pada masa ini Roskosmos, bersama dengan Akademi Sains Rusia, sedang menyiapkan program penerokaan ruang angkasa, yang akan menjadi bahagian tidak terpisahkan dari Program Angkasa Persekutuan Rusia yang seterusnya untuk 2016-2025. Untuk benar-benar berbicara mengenai penerbangan ke bulan, kami memerlukan kapal terbang kelas super berat dengan daya angkut sekitar 80 tan. Sekarang projek ini berada di tahap pembangunan, dalam waktu dekat kita akan menyiapkan dokumen yang diperlukan untuk menyerahkannya kepada pemerintah,”tegas Lyskov.
Sehingga kini, roket terbesar Rusia yang beroperasi adalah Proton, dengan muatan 23 tan di orbit rendah dan 3.7 tan di orbit geostasioner. Rusia kini mengembangkan keluarga peluru berpandu Angara dengan muatan muatan 1.5 hingga 35 tan. Malangnya, penciptaan teknologi ini telah berubah menjadi pembinaan jangka panjang yang nyata dan pelancaran pertama ditangguhkan selama bertahun-tahun, termasuk kerana perselisihan dengan Kazakhstan. Sekarang dijangkakan bahawa "Angara" akan terbang pada awal musim panas dari kosmodrom Plesetsk dalam konfigurasi cahaya. Menurut ketua Roscosmos, ada rancangan untuk membuat versi Angara yang berat, yang mampu melancarkan muatan 25 ton ke orbit rendah.
Tetapi petunjuk seperti itu, seperti yang kita lihat, jauh dari cukup untuk pelaksanaan program penerbangan antarplanet dan penerokaan ruang dalam. Di Royal Readings, ketua Roscosmos, Oleg Ostapenko, mengatakan bahawa pemerintah sedang menyiapkan cadangan untuk mengembangkan roket super berat yang mampu melancarkan muatan dengan berat lebih dari 160 tan ke orbit rendah. "Ini adalah cabaran sebenar. Dari segi dan angka yang lebih tinggi, "- kata Ostapenko.
Sukar untuk mengatakan berapa lama rancangan ini akan menjadi kenyataan. Walaupun begitu, industri roket domestik mempunyai cadangan tertentu untuk penciptaan pengangkutan angkasa berat. Pada akhir 1980-an, adalah mungkin untuk membuat kenderaan peluncur propelan cair berat Energia, yang mampu melancarkan muatan dengan berat hingga 120 tan ke orbit rendah. Sekiranya kita membicarakan mengenai pemulihan semula program ini, ia masih belum diperlukan, maka pasti ada rancangan reka bentuk kapal induk berat berdasarkan Energia.
Bahagian utama Energia dapat digunakan pada roket baru - RD-0120 LPRE yang berjaya beroperasi. Sebenarnya, projek roket berat yang menggunakan enjin ini wujud di Pusat Angkasa Khrunichev, yang merupakan organisasi utama untuk pengeluaran satu-satunya kenderaan pelancaran berat kami, Proton.
Kami bercakap mengenai sistem pengangkutan Yenisei-5, yang pembangunannya bermula pada tahun 2008. Diandaikan bahawa roket dengan panjang 75 meter akan dilengkapi dengan tahap pertama dengan tiga oksigen-hidrogen LPRE RD-0120, produksi yang dilancarkan oleh Biro Reka Bentuk Automasi Kimia Voronezh pada tahun 1976. Menurut pakar Khrunichev Center, sukar untuk memulihkan program ini, dan pada masa akan datang mungkin untuk menggunakan semula enjin ini.
Walau bagaimanapun, selain kelebihan yang jelas, Yenisei mempunyai satu dimensi yang ketara, terus terang, hari ini. Kenyataannya adalah bahawa menurut rancangan, beban utama pelancaran masa depan akan jatuh pada kosmodrom Vostochny yang sedang dibina di Timur Jauh. Walau apa pun, syarikat penerbangan yang menjanjikan berat dan super berat seharusnya dihantar ke angkasa dari sana.
Diameter tahap pertama roket Yenisei-5 adalah 4, 1 meter dan tidak membenarkan pengangkutannya dengan kereta api, sekurang-kurangnya tanpa pemodenan infrastruktur jalan yang volumetrik dan sangat mahal. Oleh kerana masalah dengan pengangkutan, pada satu masa perlu menetapkan batasan pada diameter tahap utama roket Rus-M, yang tetap ada di papan gambar.
Selain Pusat Angkasa Khrunichev, Energia Rocket and Space Corporation (RSC) juga terlibat dalam pengembangan kapal induk berat. Pada tahun 2007, mereka mencadangkan projek kenderaan pelancaran yang menggunakan, sebahagiannya, susun atur roket Energia. Hanya muatan di roket baru yang ditempatkan di bahagian atas, dan bukan di wadah sisi, seperti pada pendahulunya.
Faedah dan kebolehlaksanaan
Orang Amerika, tentu saja, bukan keputusan untuk kita, tetapi pengangkutan berat mereka, yang pembangunannya sudah memasuki rumah, menyiratkan penggunaan yang dapat digunakan kembali sebahagiannya. Musim panas ini, syarikat swasta SpaceX merancang untuk melancarkan pelancaran pertama Falcon Heavy baru, roket terbesar yang dilancarkan sejak tahun 1973. Iaitu, sejak masa program lunar Amerika dengan pelancaran syarikat penerbangan raksasa Saturn-5, yang dibuat oleh bapa kenderaan pelancaran Amerika, Wernher von Braun. Tetapi jika roket itu ditujukan khusus untuk pengiriman ekspedisi ke Bulan dan boleh digunakan, maka yang baru sudah dapat digunakan untuk ekspedisi Martian. Di samping itu, ia dirancang untuk kembali ke tahap penyangga Bumi seperti roket Falcon 9 v1.1 (R - Reusable, reusable).
Perkhidmatan ulang-alik ruang diminta lagi
Tahap pertama roket ini dilengkapi dengan pendaratan pendaratan yang digunakan untuk menstabilkan roket dan untuk pendaratan lembut. Selepas pemisahan, tahap pertama melambat dengan menghidupkan tiga daripada sembilan enjin secara ringkas untuk memastikan masuk ke atmosfera pada kelajuan yang dapat diterima. Sudah dekat permukaan, enjin tengah dihidupkan, dan panggung siap untuk melakukan pendaratan lembut.
Jisim muatan yang dapat dinaikkan roket Falcon Heavy adalah 52,616 kilogram, yang kira-kira dua kali lebih banyak daripada roket berat lain - Berat Delta IV Amerika, Ariane Eropah dan Mac panjang China - dapat diangkat.
Kebolehgunaan semula, tentu saja bermanfaat dalam kerja ruang frekuensi tinggi. Kajian menunjukkan bahawa penggunaan kompleks pakai lebih menguntungkan daripada sistem pengangkutan yang dapat digunakan kembali dalam program dengan kadar tidak lebih dari lima pelancaran setiap tahun, dengan syarat pengasingan tanah untuk bidang jatuh dari bahagian yang terpisah akan bersifat sementara, dan tidak kekal, dengan kemungkinan mengungsi penduduk, ternakan dan peralatan dari kawasan berbahaya …
Tempahan ini disebabkan oleh fakta bahawa kos pengambilan tanah tidak pernah diambil kira dalam perhitungan, kerana sehingga baru-baru ini, kerugian dengan penolakan atau bahkan dengan pengosongan sementara tidak pernah dikompensasi dan tetap sukar untuk dihitung. Dan ini merangkumi sebahagian besar kos operasi sistem peluru berpandu. Dengan skala program lebih daripada 75 pelancaran dalam 15 tahun, sistem yang dapat digunakan semula mempunyai kelebihan, dan kesan ekonomi penggunaannya meningkat dengan jumlahnya.
Di samping itu, peralihan dari kenderaan sekali pakai untuk melancarkan muatan berat ke kenderaan yang boleh digunakan semula menyebabkan pengurangan pengeluaran peralatan yang ketara. Oleh itu, apabila dua sistem alternatif digunakan dalam satu program ruang, jumlah blok yang diperlukan dikurangkan empat hingga lima kali, jumlah badan blok pusat - sebanyak 50, enjin cecair untuk tahap kedua - sebanyak sembilan kali. Oleh itu, penjimatan daripada pengurangan jumlah pengeluaran ketika menggunakan kenderaan pelancaran yang boleh digunakan semula kira-kira sama dengan kos pembinaannya.
Kembali di Kesatuan Soviet, pengiraan dibuat mengenai kos penyelenggaraan dan pembaikan dan pemulihan sistem pasca penerbangan sistem yang boleh digunakan semula. Kami menggunakan data fakta yang ada yang diperoleh oleh pemaju sebagai hasil ujian darat dan penerbangan, serta pengoperasian kerangka udara kapal angkasa orbit Buran dengan lapisan pelindung haba, pesawat jarak jauh, enjin cecair pelbagai guna dari jenis RD-170 dan RD-0120. Menurut hasil penyelidikan, kos penyelenggaraan dan pembaikan pasca penerbangan kurang dari 30 peratus daripada kos pembuatan unit roket baru.
Anehnya, idea untuk digunakan kembali muncul pada tahun 1920-an di Jerman, dihancurkan oleh Perjanjian Versailles, yang menyatukan komuniti teknikal Eropah, yang diserang demam roket. Di Reich Ketiga pada tahun 1932-1942, di bawah pimpinan Eigen Zenger, sebuah projek pengebom peluru berpandu berjaya dikembangkan. Ia sepatutnya membuat pesawat yang, menggunakan kereta peluncur kereta api, akan mempercepat hingga berkelajuan tinggi, kemudian menghidupkan mesin roketnya sendiri, keluar dari atmosfer, dari mana ia akan melakukan ricochet melalui lapisan atmosfer yang padat dan mencapai jarak jauh. Peranti itu seharusnya bermula dari Eropah Barat dan mendarat di wilayah Jepun, ia bertujuan untuk mengebom wilayah Amerika Syarikat. Laporan terakhir projek ini terganggu pada tahun 1944.
Pada tahun 50-an di Amerika Syarikat, dia berfungsi sebagai dorongan untuk pengembangan projek pesawat ruang angkasa yang mendahului pesawat roket Dyna-Sor. Di Kesatuan Soviet, cadangan untuk pengembangan sistem seperti itu dipertimbangkan oleh Yakovlev, Mikoyan dan Myasishchev pada tahun 1947, tetapi tidak menerima pembangunan kerana sejumlah kesulitan yang berkaitan dengan pelaksanaan teknikal.
Dengan perkembangan pesat roket pada akhir 40-an - awal 50-an, keperluan untuk menyelesaikan kerja pengebom roket berawak hilang. Dalam industri peluru berpandu, arah peluru berpandu jenis balistik terbentuk, yang, berdasarkan konsep umum penggunaannya, menemukan tempat mereka dalam sistem pertahanan umum Uni Soviet.
Tetapi di Amerika Syarikat, kerja penyelidikan pesawat roket disokong oleh tentera. Pada masa itu, dipercayai bahawa pesawat konvensional atau pesawat proyektil dengan mesin jet udara adalah cara terbaik untuk menyampaikan muatan ke wilayah musuh. Projek untuk program peluru berpandu peluncur Navajo dilahirkan. Bell Aircraft terus meneliti pesawat ruang angkasa untuk menggunakannya bukan sebagai pengebom, tetapi sebagai kendaraan pengintai. Pada tahun 1960, kontrak ditandatangani dengan Boeing untuk pengembangan pesawat roket pengintai suborbital Daina-Sor, yang seharusnya dilancarkan dengan roket Titan-3.
Namun, USSR kembali ke idea pesawat ruang angkasa pada awal 60-an dan melancarkan pekerjaan di Biro Reka Bentuk Mikoyan mengenai dua projek kenderaan suborbital sekaligus. Yang pertama membayangkan pesawat penguat, yang kedua - roket Soyuz dengan pesawat orbit. Sistem aeroangkasa dua peringkat disebut Spiral atau Project 50/50.
Kapal roket orbit dilancarkan dari belakang pesawat pengangkut Tu-95K yang kuat pada ketinggian tinggi. Pesawat roket "Spiral" pada enjin roket propelan cecair mencapai orbit dekat bumi, melakukan kerja yang dirancang di sana dan kembali ke Bumi, meluncur di atmosfera. Fungsi kapal angkasa pesawat terbang kompak ini jauh lebih luas daripada hanya bekerja di orbit. Model pesawat roket berskala penuh membuat beberapa penerbangan di atmosfera.
Projek Soviet menyediakan penciptaan alat dengan berat lebih dari 10 tan dengan konsol sayap lipat. Versi eksperimen peranti pada tahun 1965 siap untuk penerbangan pertama sebagai analog subsonik. Untuk menyelesaikan masalah kesan termal pada struktur dalam penerbangan dan pengendalian kenderaan pada kecepatan subsonik dan supersonik, model terbang dibangun, yang diberi nama "Bor". Ujian mereka dijalankan pada tahun 1969-1973. Kajian mendalam mengenai hasil yang diperoleh menyebabkan perlunya membuat dua model: "Bor-4" dan "Bor-5". Walau bagaimanapun, laju kerja yang dipercepat pada program Space Shuttle, dan yang paling penting, kejayaan yang tidak dapat dipertikaikan dari Amerika di kawasan ini, memerlukan penyesuaian terhadap rancangan Soviet.
Secara umum, teknologi aeroangkasa yang boleh digunakan semula untuk pemaju domestik sama sekali bukan sesuatu yang baru dan tidak diketahui. Dengan mempertimbangkan percepatan program untuk membangun sistem satelit, komunikasi antarplanet dan penerokaan ruang dalam, kita dengan yakin dapat berbicara mengenai perlunya membuat kenderaan pelancaran yang dapat digunakan kembali, termasuk kenderaan pelancar berat.
Secara keseluruhan, rancangan untuk mengembangkan peluru berpandu berat Rusia cukup optimis. Pada pertengahan Mei, Oleg Ostapenko menjelaskan bahawa Program Angkasa Persekutuan untuk 2016-2025 masih akan menyediakan reka bentuk kenderaan pelancaran super berat dengan kapasiti muatan 70-80 tan. FKP belum disetujui, sedang dibentuk. Kami akan menerbitkannya dalam waktu terdekat,”tegas ketua Roscosmos.
