Vesmírný průmysl je jedním z nejmodernějších a jeho stav do značné míry charakterizuje obecnou úroveň rozvoje průmyslu a technologií v zemi. Stávající vesmírné úspěchy Ruska jsou většinou založeny na úspěších SSSR. V době rozpadu Sovětského svazu byly schopnosti SSSR a USA ve vesmíru přibližně srovnatelné. Následně se situace s astronautikou v Ruské federaci začala postupně zhoršovat.
Kromě služeb pro doručování amerických astronautů na Mezinárodní vesmírnou stanici (ISS), které vznikly kvůli odmítnutí USA z drahého programu Space Shuttle, je Rusko ve všem horší než Spojené státy: prakticky neexistují úspěšné velké vědecké projekty srovnatelné s vysíláním roverů, rozmístěním orbitálních teleskopů nebo vysláním kosmických lodí na vzdálené objekty sluneční soustavy. Rychlý rozvoj soukromých komerčních společností vedl k výraznému snížení podílu Roskosmosu na trhu s vypouštěním vesmíru. Ruské motory RD-180 dodávané do USA brzy nahradí americký BE-4 od Blue Origin.
V nadcházejícím roce Spojené státy s velkou pravděpodobností odmítnou služby Ruska jako „vesmírné kabiny“poté, co dokončily testy vlastní kosmické lodi s posádkou (současně se vyvíjejí tři kosmické lodě s posádkou).
Posledním styčným bodem mezi USA a Ruskem je ISS, která se chýlí ke konci. Pokud nebude realizován žádný domácí nebo mezinárodní projekt s ruskou účastí, pobyt ruských kosmonautů na oběžné dráze bude extrémně epizodický.
Hlavním zavedeným trendem, který by v blízké budoucnosti měl vést k výraznému snížení nákladů na vypuštění užitečného nákladu na oběžnou dráhu, je vytváření opakovaně použitelných raket. Do jisté míry se to již děje: deklarovaným cílem SpaceX je snížit náklady na vypuštění nákladu na oběžnou dráhu desetkrát a v tuto chvíli bylo možné snížit cenu zhruba jeden a půlkrát.
Mělo by být zřejmé, že opakovaně použitelná raketa ve své současné podobě (s návratem prvního stupně) je v počáteční fázi vývoje. Soudě podle zájmu, který v tomto směru projevily další komerční společnosti, lze směr považovat za extrémně slibný. Průlomem v tomto směru by mohl být vzhled dvoustupňové nosné rakety (LV) BFR s plnou znovupoužitelností obou stupňů a očekávanou spolehlivostí letu na úrovni moderních letadel.
Ruský vesmírný průmysl má také několik projektů opakovaně použitelných nosných raket různých stupňů náročnosti.
Bajkal
Jedním z nejaktivněji propagovaných projektů opakovaně použitelných raket je Bajkal-Angara. Slibný modul „Baikal“je opakovaně použitelný akcelerátor (MRU) prvního stupně nosné rakety Angara, vyvinutý v GKNPTs im. Khrunichev.
V závislosti na třídě rakety (lehká, střední, těžká) by měl být použit jeden, dva nebo čtyři opakovaně použitelné posilovače Baikal. Ve své odlehčené verzi je urychlovač Bajkal ve skutečnosti prvním stupněm, který přibližuje koncept rakety Angara v této verzi konceptu Falcon-9 od SpaceX.
Rysem opakovaně použitelného urychlovače „Bajkal“je návrat prováděný letadlem. Po odpojení od doku „Bajkal“rozloží rotační křídlo v horní části trupu a přistane na letišti, přičemž lze provádět manévrování na vzdálenost asi 400 km.
Design byl kritizován za to, že je složitější a potenciálně méně účinný ve srovnání s vertikální výsadbou používanou v zámořských projektech. Podle Roskosmosu je k zajištění možnosti návratu na místo startu nezbytný horizontální model přistání, ale stejná možnost byla deklarována i pro nosnou raketu BFR. A první stupně nosné rakety Falcon-9 nejsou od místa startu vzdáleny více než 600 km, to znamená, že místa přistání pro ně lze snadno vybavit v relativně krátké vzdálenosti od kosmodromu.
Za další nevýhodu konceptu nosné rakety Baikal MRU + Angara lze považovat to, že ve střední a těžké verzi se vracejí pouze akcelerátory, první stupeň (centrální jednotka) nosné rakety je ztracen. A přistání čtyř MRU současně při startu těžké verze nosné rakety může způsobit potíže.
Na pozadí zpracování projektu Bajkal-Angara vypadají zvláštně prohlášení generálního konstruktéra raket Angara Alexandra Medveděva. Podle jeho názoru raketa může přistát pomocí proudových motorů na zatahovacích podpěrách, jako je nosná raketa Falcon-9. Dodatečná montáž prvních stupňů nosných raket Angara-A5V a Angara-A3V pomocí přistávacích podpěr, systému řízení přistání, dodatečných systémů tepelné ochrany a přídavného paliva zvýší jejich hmotnost přibližně o 19 procent. Po revizi bude Angara-A5V moci stáhnout 26-27 tun z kosmodromu Vostočnyj, a ne 37 tun, jako v jednorázové verzi. Pokud bude tento projekt realizován, náklady na zvedání nákladu pomocí „Angary“by se měly snížit o 22–37%, přičemž maximální přípustný počet startů prvních stupňů nosné rakety není uveden.
S přihlédnutím k vyjádřením zástupců Roscosmosu o možnosti vytvoření nosné rakety Sojuz-7 ve spolupráci se S7 Space v opakovaně použitelné verzi lze usoudit, že o projektu opakovaně použitelné nosné rakety nebylo v Rusku dosud definitivně rozhodnuto. Přesto se projekt Baikal MRU postupně zpracovává. Experimentální strojírenský závod pojmenovaný po V. M. Myasishchev se zabývá jeho vývojem. Zkušební horizontální let demonstrátoru je plánován na rok 2020, poté by mělo být dosaženo rychlosti asi 6,5 m. V budoucnu bude MRU startováno z balónu, z výšky 48 km.
Sojuz-7
V září 2018 opustil svůj post Igor Radugin, první zástupce generálního konstruktéra-hlavní konstruktér odpalovacích vozidel raketové a vesmírné společnosti Energia, který vedl vývoj nové ruské nosné rakety Sojuz-5 a super těžké rakety Jenisej. šel do práce. do soukromé společnosti S7 Space. Podle něj S7 Space plánuje vytvořit raketu Sojuz-7 na základě jednorázové rakety Sojuz-5 vyvíjené společností Roscosmos, která je zase ideovým nástupcem úspěšné sovětské rakety Zenit.
Stejně jako u rakety Falcon-9 se u nosné rakety Sojuz-7 plánuje návrat prvního stupně pomocí raketového dynamického manévru a vertikálního přistání pomocí raketových motorů. Plánuje se vývoj verze Sojuz-7SL pro platformu Sea Launch. Plánuje se použít osvědčený motor RD-171 (s největší pravděpodobností jeho modifikace RD-171MV) jako motor Sojuz-7 LV, který lze znovu použít až dvacetkrát (10 letů a 10 popálenin). S7 Space plánuje realizovat svůj vývoj během 5-6 let. V tuto chvíli lze nosnou raketu Sojuz-7 považovat za nejrealističtější projekt opakovaně použitelné nosné rakety v Rusku.
Teia
Společnost „Lin Industrial“navrhuje ultra malou suborbitální raketu „Teia“, která má vzlétnout na hranici podmíněného prostoru 100 km a poté se vrátit.
Navzdory skromným charakteristikám projektu může poskytnout technologie nezbytné k vytvoření budoucího nosiče s vyššími vlastnostmi, zejména proto, že Lin Industrial současně pracuje na projektu jednorázového ultra malého nosiče Taimyr.
Koruna
Za jeden z nejzajímavějších a nejinovativnějších projektů lze považovat opakovaně použitelnou jednostupňovou vertikální vzletovou a přistávací raketu „Korona“, která byla vyvinuta Státním raketovým centrem (GRT) pojmenovaným po V. I. Makeev v letech 1992 až 2012. Jak se projekt vyvíjel, zvažovalo se mnoho variant nosné rakety Korona, dokud nebyla vytvořena nejoptimálnější konečná verze.
Konečná verze nosné rakety Korona je navržena tak, aby vypustila užitečné zatížení o hmotnosti 6–12 tun na oběžnou dráhu Země s výškou asi 200–500 km. Nosnost nosné rakety se odhaduje na 280 až 290 tun. Motor měl používat klínový vzduchový raketový motor na kapalné palivo (LRE) na dvojici vodík + kyslík. Jako tepelná ochrana má být použita vylepšená tepelná ochrana obíhající kosmické lodi „Buran“.
Osyymetrický kuželovitý tvar trupu má při pohybu vysokou rychlostí dobrou aerodynamiku, což umožňuje nosné raketě Korona přistát v místě startu. To zase umožňuje spustit Korona LV z pozemních i offshore platforem. Při sestupu v horních vrstvách atmosféry provádí nosná raketa aerodynamické brzdění a manévrování a v konečné fázi, když se blíží k místu přistání, se otočí dozadu a přistane pomocí raketového motoru na vestavěných tlumičích. Nosnou raketu Korona lze pravděpodobně použít až 100krát, s výměnou jednotlivých konstrukčních prvků každých 25 letů.
Podle vývojáře bude trvat asi 7 let a 2 miliardy dolarů, než se dostane do fáze zkušebního provozu, ne tolik pro možnost získat tak revoluční komplex.
V tuto chvíli je GRTs. Makeev lze považovat za jeden z nejkompetentnějších podniků v oblasti raketové techniky, který si po rozpadu SSSR zachoval svůj potenciál co nejvíce. Právě oni vytvořili jednu z nejúčinnějších mezikontinentálních balistických raket (ICBM), Sineva, a byli pověřeni vytvořením ICBM Sarmat, která nahradí slavného Satana. Dokončení vytvoření Sarmat ICBM v letech 2020-2021 otevírá příležitost přilákat SRC pojmenované po Makeev pro vesmírné projekty.
Když mluvíme o nedostatcích projektu Korona, lze předpokládat, že to bude především potřeba vytvořit infrastrukturu pro dodávku a skladování kapalného vodíku, jakož i všechny problémy a rizika spojená s jeho používáním. Je možné, že nejlepším řešením by bylo opustit jednostupňové schéma nosné rakety Korona a implementovat dvoustupňový plně opakovaně použitelný komplex na metanový pohon. Například na základě vyvinutého kyslíkovo-metanového motoru RD-169 nebo jeho modifikací. V tomto případě by mohl být první stupeň použit samostatně, aby se konkrétní užitečné zatížení dostalo do nadmořské výšky asi 100 km.
Na druhou stranu kapalnému vodíku jako raketovému palivu se s největší pravděpodobností nelze vyhnout. V mnoha projektech, v závislosti na tom, zda je první stupeň na metan nebo na petrolej, jsou ve druhém stupni použity vodíkovo-kyslíkové motory. V této souvislosti je vhodné připomenout tříkomponentní motory, což je například dvoumódový tříkomponentní motor RD0750 vyvinutý společností Chemical Automation Design Bureau (KBKhA). V prvním režimu běží motor RD0750 na kyslík a petrolej s přídavkem 6% vodíku, ve druhém na kyslík a vodík. Takový motor lze implementovat také pro kombinaci vodík + metan + kyslík a je možné, že to bude ještě jednodušší než ve verzi s petrolejem.
Bajkal-Angara, Sojuz-7 nebo Korona?
Který z těchto projektů by mohl být první opakovaně použitelnou raketou Ruska? Projekt Bajkal-Angara lze navzdory své oblibě považovat za nejméně zajímavý. Za prvé, velmi dlouhodobý povyk s nosnými raketami „Angara“již zanechává své stopy, a za druhé, koncepce návratu MRU letecky také vyvolává mnoho otázek. Pokud mluvíme o snadné možnosti, když je MRU vlastně první fází, pak kamkoli to šlo, ale pokud mluvíme o středních a těžkých možnostech se dvěma / čtyřmi MRU a ztrátou prvního a druhého stupně, pak myšlenka vypadá velmi podivné. Rozhovory o vertikálním přistání nosné rakety „Angara“pravděpodobně zůstanou, nebo budou realizovány, až zbytek světa již letí na antigravitaci nebo antihmotě.
Vytvoření opakovaně použitelné verze nosné rakety Sojuz-7 soukromou společností S7 Space ve spolupráci s Roskosmosem se zdá být optimističtější, zejména proto, že projektovaná super těžká nosná raketa Yenisei bude postavena na stejných motorech, což potenciálně umožní přenos „opakovaně použitelné“technologie k tomu …. Přesto si pamatujeme epos s „Yo-mobile“a tento projekt může jít na smetiště dějin. Dalším problémem je počáteční použití kyslíko-petrolejových motorů v projektech nosných raket Sojuz-5, Sojuz-7 a Jenisej. Výhody a vyhlídky metanu jako raketového paliva jsou zřejmé a je nutné soustředit úsilí na přechod k této technologii - vytvoření škrceného opakovaně použitelného raketového motoru na metan, namísto vytváření dalšího „nejsilnějšího na světě“kyslíku -kerosenový motor, který přestane být relevantní za 5-10 let …
Projekt „Koruna“v této situaci lze považovat za „temného koně“. Jak bylo uvedeno výše, SRC je. Makeeva má vysoké kompetence a při odpovídajícím financování by klidně mohla vytvořit opakovaně použitelné jednostupňové nebo dvoustupňové nosné rakety v letech 2021 až 2030, po dokončení prací na ICBM Sarmat. Ze všech možných možností se projekt Korona může potenciálně stát nejinovativnějším, schopným vytvořit základ pro příští generace nosných raket.
Vzhled opakovaně použitelné nosné rakety Falcon-9 ukázal, že začala nová bitva o vesmír a my jsme v této bitvě rychle zaostávali. Není pochyb o tom, že poté, co Spojené státy získaly jednostranné výhody ve vesmíru, zahájí svou rychlou militarizaci. Nízké náklady na vynášení užitečného zatížení na oběžnou dráhu, které zajišťují opakovaně použitelné nosné rakety, učiní z vesmíru atraktivní investici pro komerční sektor, což dále podpoří vesmírné závody.
V souvislosti s výše uvedeným bych chtěl doufat, že si vedení naší země uvědomí důležitost rozvoje vesmírných technologií v kontextu, ne -li civilních, pak alespoň vojenských aplikací, a investuje potřebné prostředky do rozvoje perspektivního vesmíru technologie, a nikoli při stavbě jiného stadionu nebo zábavního parku, zajišťující vhodnou kontrolu nad jejich zamýšleným použitím.
