Поговорим о космонавтике

Для постройки AngoSat-1 была использована модернизированная версия платформы USP, корнями уходящая к от «Ямалу». В качестве поставщика рабочей аппаратуры выступила европейская компания Airbus Defence and Space. Полезная нагрузка была разработана и произведена на предприятии Airbus в британском Портсмуте.

Масса спутника Angosat-1 в заправленном состоянии составляет 1,65 т. Предназначенная для него орбитальная позиция – 14,5° в. д. Планируемый срок службы – 15 лет. Полезную нагрузку составляют 16 транспондеров C-диапазона и 6 транспондеров Ku-диапазона (по 72 МГц, в сумме – 1584 МГц). Зона обслуживания C-диапазона должна была включать в себя всю Африку, в нее также попадала Западная и Центральная Европа. В Ku-диапазоне спутник должен обслуживать Анголу и соседние с ней страны вплоть до ЮАР на юге.

Маршевая двигательная установка спутника является электрореактивной и состоит из восьми плазменных двигателей СПД-70 производства ОКБ «Факел». Потребляемая мощность одного двигателя – 0,66 кВт, суммарная максимальная тяга двигателей – 0,32 Н. Питание бортовых систем проводится по трем шинам с напряжением 28, 50 и 100 Вольт. Российская аппаратура традиционно работает на 28 В, но для полезной нагрузки и электрореактивных двигателей требуется питание по 50/100-вольтовым шинам.

На спутнике установлен блок литий-ионных аккумуляторных батарей 22x2ЛИ-85 производства ПАО «Сатурн» номинальным напряжением 80 В и энергоемкостью 16,8 кВт*ч. Новый модуль контроля и управления, обеспечивающий выравнивание напряжения на всех элементах аккумуляторной батареи, по заказу ПАО «Сатурн» разработал НИИ автоматики и электромеханики ТУСУРа. Аппаратура регулирования и контроля и аппаратура питания и управления системы энергоснабжения спутника разработаны московским АО «Авэкс». Именно это устройство раздают энергию на три шины питания с разным напряжением.

Изначально для запуска планировалось использовать принадлежащие «Энергии» комплекс «Морской старт» и украинскую ракету «Зенит». От этого плана отказались после того, как производство «Зенитов» в 2014 году было заморожено. В течение 2015 года представители РКК «Энергия» говорили, что спутник будет запущен на тяжелой «Ангаре-А5», но эти планы не сбылись. Производство «Ангары» не налажено до сих пор, а просрочки с запуском «Ангосата» грозили российской стороне штрафами. Выход удалось найти благодаря переносу космического телескопа «Спектр-РГ» с «Зенита» на «Протон-М». Находящийся на хранении уже готовый «Зенит» освободился для запуска ангольского спутника. Обойти политические проблемы позволило участие частной компании S7 Space в качестве оператора космического запуска.

Пуск ракеты «Зенит-3SLБФ» со стартовой площадки 45/1 на Байконуре со спутником AngoSat-1 состоялся 26 декабря 2017 года в 22:00 мск. Запуск был признан успешным. Спутник оказался на запланированной орбите, которая выше геостационарной орбиты в среднем на 200 км (177-329 км в зависимости от орбитального положения аппарата). После выведения спутник оказался восточнее точки стояния и начал медленный дрифт на запад со скоростью 3,2°/сутки. Предполагалось, что в начале января при приближении к 14,5° в. д. он задействует двигатели, чтобы снизить орбиту на 200 км и попасть в точку стояния на ГСО.

Утром 27 декабря информационные агентства сообщили о потере связи со спутником. Обмен информацией с Землей прекратился после построения ориентации на этапе раскрытия солнечных батарей. Вечером 28 декабря появились сообщения о восстановлении связи, и 29 декабря РКК «Энергия» выпустила официальный пресс-релиз, в котором подтвердила эту информацию и сообщила о нормальной работе всех бортовых систем аппарата.

По неподтвержденной информации, связь со спутником AngoSat-1 была потеряна во второй раз еще до Нового года. Она снова была восстановлена, но 7 января во время попытки включить двигательную установку спутник вновь перестал отвечать. Неизвестно, вышел ли спутник на связь после этого, но 15 января в специальном пресс-релизе РКК «Энергия» сообщила, что AngoSat-1, продолжая двигаться на запад, покинул зону видимости Центра управления полетами в Королеве. Он вернется в нее в середине апреля, обогнув земной шар.

Официально космический аппарат не признан потерянным и до сих пор находится на стадии летных испытаний перед сдачей заказчику. Однако пока ситуация выглядит так, будто на спутнике штатно работают только базовые бортовые системы, питаемые по шине с напряжением 28 В. Если задействовать 100-вольтовую шину так и не удастся, аппарат не сможет достичь точки стояния, да и имеющейся энергии в любом случае не хватит для питания транспондеров.

Возможность того, что восстановить работоспособность аппарата удастся, все еще остается, хотя шансов на это мало. AngoSat-1 был застрахован на $121 млн. Если Ангола не откажется от услуг России, и РКК «Энергия» возьмется за постройку нового спутника на замену первому, страховые деньги позволят частично окупить производство нового спутника. В то же время, деньги не вернут потраченное на проект время и никак не помогут спасти окончательно уничтоженную репутацию российского спутникостроения.

AngoSat-1 оставался последним зарубежным заказом для российской спутникостроительной отрасли в последние годы. Ниже приведена таблица спутников, сделанных в России для иностранных заказчиков за последние 10 лет.

Спутник Разработчик Заказчик Запуск Статус
KazSat-1 ГКНПЦ им. Хруничева Казахстан 18.06.2006 потерян в 2008 году
KazSat-2 ГКНПЦ им. Хруничева Казахстан 16.07.2011 активен
Amos-5 ИСС им. Решетнева Spacecom, Израиль 11.12.2011 сбои с 2012 года, потеря связи 21.11.2015
БКА ВНИИЭМ Беларусь 22.07.2012 активен
Telkom-3 ИСС им. Решетнева Telkom, Индонезия 6.08.2012 авария разгонного блока «Бриз-М»
EgyptSat-2 РКК «Энергия» Египет 16.04.2014 потерян 14.04.2015
KazSat-3 ИСС им. Решетнева Казахстан 28.04.2014 активен
AngoSat-1 РКК «Энергия» Ангола 26.12.2017 статус неизвестен

Можно заметить, что эта статистика значительно хуже, чем у серийных спутников, разрабатываемых по госзаказу. Уже сейчас очевидно, что в спутнике AngoSat-1 сбой дала аппаратура, не имеющая летной квалификации – возможно, это блок регулирования и контроля системы энергоснабжения, но точный ответ даст только проведенное расследование. По сходным причинам был потерян израильский спутник Amos 5. В нем была использована схема бортовой кабельной сети, не имеющая длительной летной истории. Вскоре после запуска начались отказы в блоках питания, которые в конечном итоге и привели к потере спутника.

Инженеры ИСС им. Решетнева сделали выводы и больше таких ошибок не допускали, но выводы сделал и заказчик – спутник Amos 6 был создан уже без участия России (правда, ему не повезло, и он погиб при взрыве Falcon 9 в сентябре 2016 года). Аналогично поступила индонезийская компания Telkom, заказавшая спутник Telkom-3S у европейской Thales Alenia Space. Из стран постсоветского пространства от сотрудничества с предприятиями Роскосмоса отказались Азербайджан (Orbital ATK) и Туркменистан (Thales Alenia Space). Новых зарубежных заказов у российских предприятий сейчас нет и, учитывая тенденции, вряд ли они появятся в обозримой перспективе.

Переломить ситуацию, в теории, можно, но для этого усилий одного Роскосмоса будет не достаточно. Во-первых, уже понятно, что стендовые испытания, проводимые на российских предприятиях, не позволяют выявить все ошибки и проблемы. Ужесточать процедуры испытаний можно, но гарантии надежности это не даст. Вместо этого следует изменить подход к проектированию, чтобы не допускать использования оборудования, не имеющего летной квалификации, при выполнении важных заказов – да и в остальных случаях оно должно по возможности дублироваться испытанными схемами. Во-вторых, государство должно активно заняться продвижением российской спутникостроительной отрасли на рынках развивающихся стран, т.е. в Африке и юго-восточной Азии. Помочь могли бы, как в случае с Анголой, кредиты государственных банков, покрывающие до 100% стоимости заказа. Аналогичным образом сейчас свои спутники продвигает Китай. В-третьих, самим предприятиям следует активнее продвигать свои разработки за границей.

В 2017 году первый искусственный спутник Земли «Спутник-1» отмечал свой 60-летний юбилей. Его запуск ознаменовал начало космической эры человечества, а прошедший год во многом дал понять, по каким путям мы можем двинуться дальше, а какие нам пока недоступны.
Космическое пространство манит человечество своей окутанной тайной историей на протяжении тысяч лет, но только в XX веке мы смогли совершить настоящий прорыв и сделать шаг к великим открытиям. Теоретическое освоение космоса началось в начале века с трудов отечественных ученых Циолковского и Цандера, однако сложная политическая ситуация, как тогда, так и сейчас, крайне ограничивает взаимодействие научных сообществ разных стран. Сегодня, несмотря на все сложности, космическая отрасль медленно, но верно движется вперед.
Российская Федерация :
Не секрет, что в наши дни российская космическая отрасль переживает кризис, связанный со слабой политикой кадров, утерянной системой контроля качества, коррупцией и уймой других факторов, однако всё далеко не так плохо.
Основная задача, вставшая перед космической отраслью в 2017 году, заключалась в необходимости выхода на безаварийные запуски. Как отметил вице-премьер России Дмитрий Рогозин, нам необходимо создать устойчивую орбитальную группировку. Этого достичь пока не удалось.
Первой неудачей был запуск ракеты-носителя «Союз-2.1.а» с космодрома Байконур 14 июля. Российская космическая отрасль планировала повторить успешный индийский опыт по запуску большого количества малых спутников, но потеряла 9 из 73 спутников.
Более печальная участь постигла ракету-носитель «Союз-2.1б», которая была запущена 28 ноября с космодрома Восточный. Она потеряла свой разгонный блок на пути к цели. После работы специальной комиссии стало известно, что при составлении расчетов была допущена ошибка в алгоритмах, ведь они производились для запуска с космодрома Байконур. После потери 19 спутников, из которых 17 было иностранными, подобное оправдание трудно считать разумным. Цель достигнута не была, да и 20 успешных запусков против 1 неудачи не многим лучше 19 успешных и 1 неудачи в прошлом году.
Вторым пунктом планов можно назвать запуск легкой ракеты-носителя «Ангара» с космодрома Плесецк, но и этот пункт не был осуществлен. Процесс опытно-конструкторских работ замедлился в связи с перемещением производства в Омск. Несмотря на это, нужно отметить, что возможный перенос сроков оговаривался изначально.
Запланированный запуск первого ангольского спутника связи «Ангосат-1» не прошел без проблем, но был успешно выведен на орбиту. Ракета-носитель «Зенит-3SLБФ» с разгонным блоком «Фрегат» выполнила свою работу, и «Ангосат-1» вышел на целевую орбиты, после чего связь с ним пропала. Устойчивый сигнал удалось установить уже на следующий день, но газеты мигом растиражировали «еще одну неудачу» российской космической отрасли. Как было отмечено после, неполадки возникли из-за несоответствия стандартам российского и французского оборудования. Подробнее о спутнике «Ангосат-1» вы можете прочитать в нашей статье.
Удачным можно назвать совместный проект NASA и Российской Академии наук, получивший название SIRIUS-17 (Scientific International Research In Unique terrestrial Station). Это эксперимент, о котором вы подробно можете почитать в нашей статье, был направлен на имитацию условий полета к Луне. На протяжении всего эксперимента специалисты наблюдали за жизненными показателями экипажа из трех женщин и трех мужчин, которые 17 дней находились в изоляции. В дальнейшем срок пребывания «в полете» к Луне планируют увеличить до двух месяцев.
NASA и SpaceX :
Американская космическая отрасль имеет не меньший опыт и историю, однако количество допущенных ошибок со стороны американских специалистов стремится к нулю. Но, как известно, неудачи звучат куда громче, чем стабильный успех. Стандартные запланированные запуски NASA космических объектов с поверхности Земли прошли в штатном режиме и остались практически незамеченными.
Прощание с «Кассини». Автоматический космический аппарат Cassini orbiter целых 20 лет выполнял уникальные функции: пролетел 1,4 млрд км, сделал фотографии Юпитера, стал первым искусственным спутником Сатурна и исследовал его луны. 15 сентября ветеран космических исследований был направлен в сторону Сатурна и сгорел в его атмосфере.
Открытие семи планет земного типа. Переселение на другие планеты — вопрос далекий, но он всё же имеется. Помимо Марса и Луны, ученые рассматривают такие варианты, как терраформирование (изменение климатических условий планеты) и заселение планет других звездных систем. Как первый, так и второй варианты предполагают наличие развитых технологий межзвездного путешествия, но новости о находках планет земного типа вызывают немалый интерес. Так, на орбите звезды TRAPPIST-1 были обнаружены целых семь подобных объектов. Ученые утверждают, что температура на этих планетах фактически схожа с земной, а наличие воды на них может указывать и на вероятность появления жизни.
Было бы странно, говоря об освоении космоса, оставить за скобками и детище Илона Маска. Американская компания SpaceX в прошлом году получила контракт от ВВС США на запуск важнейших спутников для обеспечения государственной безопасности страны, отчего её успехи часто приравнивают к успехам США и NASA.
31 марта компании удалось осуществить первый в мире запуск и посадку уже использованной ступени ракеты-носителя Falcon 9. По оценкам ведущих экспертов в космической отрасли, дальнейшее применение данной технологии позволит сократить затраты на запуск новых носителей практически на 30%. Тем не менее запуск тяжелой ракеты Falcon Heavy, которая стоит в 3 раза дороже, чем её легкий аналог Falcon 9, был отложен из-за необходимости дополнительных испытаний.
Второе направление, на котором активно работает SpaceX, — это космический туризм. Основатель компании Илон Маск сообщил, что коммерческий полет вокруг Луны состоится только в следующем году в связи с вышеуказанными сложностями относительно Falcon Heavy.
Китай :
Китайская космическая программа, без сомнения, весьма амбициозна: высадка на Луну в 2018, создание собственного аналога МКС, выход на первое место по запускам. Однако 2017 год показал, что пока эти цели необходимо отложить. Этот вывод можно сделать, например, из показателей запусков ракет-носителей: из 18 только 16 были успешными.
Первый неудачный запуск произошел летом прошлого года, когда ракету-носитель «Чанчжэн-5» не удалось вывести на орбиту Земли. Второй случай был лишь частично провальным, так как спутник Zhongxing-9A всё-таки был выведен, но на другую орбиту.
Что касается планов на 2017 год, то Пекин не особо преуспел в их выполнении. Ракета-носитель «Куайчжоу-11», серию которой китайские конструкторы хвалили за низкую стоимость доставки грузов на околоземную орбиту, должна была быть запущена в 2017 году, но полетит лишь в 2018. Та же история с беспилотной миссией по исследованию Луны «Чанъэ-5». Названный в честь китайской богини Луны, аппарат доставит 2 килограмма лунного грунта лишь в 2019 году.
Япония :
Незначительные успехи Японии в космической отрасли объясняются отсутствием длительной истории развития и неучастием в гонке вооружений. Как известно, в период холодной войны она подстёгивала развитие каждого направления науки, способного обеспечить превосходство над гипотетическим противником.
Первые шаги в 2017 году закончились плачевно. Сначала был неудачный запуск самой маленькой ракеты-носителя SS-520-4 в январе, затем нереализованный проект по очистке космического мусора с помощью гигантской 700-метровой растяжки. Дальше дела пошли лучше, и Японии удалось вывести на орбиту спутник-шпион IGS Radar-5 и научно-исследовательский аппарат Epsilon.
Индия :
Ситуация с индийской космической отраслью неоднозначна. На данный момент Индия активно пользуется наработками более развитых стран и не имеет каких-либо широкомасштабных планов по освоению космоса, но именно она установила мировой рекорд по одновременному запуску 104 спутников. 15 февраля с космодрома в Бенгальском заливе была запущена индийская ракета-носитель PSLV-XL с 1378 кг спутников на борту. Нужно отметить, что один из них весил 714 кг, а остальные были наноспутниками. Тем не менее неудачный запуск у Индии тоже имеется: ракета-носитель PSLV-XL 31 августа все же не справилась со своей задачей.

Что можно сказать по существу? В 2017 году произошло не так много значимых событий, но практически каждая страна столкнулась с теми или иными проблемами, от решения которых зависит будущее их космической программы. Для России — это ошибки в расчетах и коррупция, для США — необходимость научного сообщества бороться против злейшего врага — сокращения бюджета. Китаю не хватает развитого сотрудничества с агентствами других стран для упрощения процесса запуска путем использования чужого опыта. Индия и Япония не имеют продуманных планов развития. Остается надеяться на то, что необходимая кооперация в изучении космического пространства не обернется в борьбу за него." - https://sciencepop.ru/uspehi-i-neudachi-kos...li-v-2017-godu/

Керосин имеет высокий удельный импульс — это физическая величина, определяющая отношение количества движения, т.е. импульса (произведение массы на скорость) к скорости расходования топлива. Также у керосина высокая плотность, в связи с чем необходимое количество топлива можно размещать в баках со сравнительно небольшим объемом.

Однако в последнее время ракетчики начали нервничать в связи с грядущим сокращением производства ракетного керосина. Дело в том, что для его получения подходит нефть определенного качества. И такого рода месторождений сравнительно немного. И они постепенно опустошаются. В России, как утверждают двигателисты самарского ЦСКБ «Прогресс», такая нефть добывается в основном на Анастасиевско-Троицком месторождении в Краснодарском крае.

Прекрасным топливом является жидкий водород. Он имеет самый высокий удельный импульс. И производство его не зависит от каких-либо невозобновляемых природных источников. Однако у водорода есть существенный недостаток — низкая плотность, в три раза меньшая, чем у керосина. В связи с чем его не используют на первых ступенях ракет, слишком большое количество требуется на начальном этапе полета. Так, первая ступень самой мощной ракеты — американской «Сатурн-5» — работала на керосине. Вторая и третья — на жидком водороде. В космическом челноке и вовсе на первом этапе полета использовался твердотопливный ускоритель.

Однако для разгонных блоков — ступеней, идущих после первой — это горючее подходит идеально. Но есть и еще один недостаток. Жидкий водород — низкокипящее топливо. В заправленной ракете его необходимо держать при температуре — 255 градусов, что требует использования мощной криогенной аппаратуры. Также в заправленном состоянии ракета может находиться недолго. В случае отмены старта ее приходится перезаправлять.

Существует лишь одна ракета-носитель, в которой в качестве топлива используется жидкий водород в двигателях всех ступеней. Это американская «Дельта-4». Ее маршевый двигатель развивает тягу, равную 300 тоннам силы.

В начале 60-х годов в качестве ракетного топлива и в Советском Союзе, и в США начали использовать гептил. Он имеет практически ту же плотность, что и керосин. И при этом у него выше удельный импульс в паре с жидким кислородом (окислителем) — 344 с против 335 с. (У жидкого водорода — 428 с). Гептил находится в жидком агрегатном состоянии при обычной температуре, то есть не требует криогенной аппаратуры. При соединении с окислителем воспламенение происходит автоматически.

Все это очень хорошо. Однако гептил — сильнодействующий яд. И претензии казахов к запуску на Байконуре гептиловых ракет более чем обоснованы. Даже отработанные топливные баки, падающие на землю, наносят природе ощутимый вред. Аварии же являются экологическими катастрофами. Гептил был хорош во время «холодной войны», когда на такие «мелочи» не обращали внимания. К «нервно-паралитическому» классу ракет относятся лишь наши «Протоны». Американцы, французы, японцы и даже китайцы к настоящему моменту отказались от использования в качестве топлива гептила.

Чем хорош метан

Использование метана в качестве ракетного топлива обладает целым рядом достоинств. Он не ядовит. Дешев. В обозримом будущем не предвидится сокращения его добычи. Имеет более низкую взрывоопасность, чем водород и керосин. Топливная система ракеты, использующей метан, прекрасно приспособлена для многократного применения — остатки горючего легко испаряются при нормальной температуре.

По прочим параметрам он занимает промежуточное положение между жидким водородом и керосином. Плотность СПГ в 6 раз выше, чем у жидкого водорода. Но в 2 раза ниже, чем у керосина. Однако с учетом более высокого соотношения расходов окислителя и горючего, чем у жидкого кислорода (ЖК) и керосина, общий объем окислителя и горючего (ЖК + СПГ) лишь на 20% выше, чем у пары ЖК + керосин.

Если же учитывать высокий удельный импульс СПГ, то по сумме характеристик двигатель на СПГ должен иметь энергетическое преимущество в сравнении с керосиновым порядка 3% - 5%.

Поскольку температура испарения СПГ значительно выше, чем у жидкого водорода, то существенно упрощается криогенное оборудование.

И еще одно громадное достоинство пока еще не появившегося двигателя. Он не имеет существенных отличий, усложняющих процесс конструирования и испытаний, от водородных двигателей.

Роскосмос борется за бюджет

Федеральная космическая программа 20015 — 2025 г. г. (ФКП) направлена в правительство для согласования и утверждения. Надо сказать, что 25 млрд., запрашиваемые на метановый двигатель, это сущие крохи. На все же грандиозные прожекты ФКП Роскосмос просит 1 521 млрд. Совсем недавно эта сумма составляла 2 300 млрд., но в связи с ухудшением экономической ситуации аппетиты пришлось умерить. Среди секвестированных проектов — создание к 2025 году ракеты с ядерным двигателем.

Что же касается непосредственно двигателя на СПГ, то планы его создания у Роскосмоса более чем странные. Предполагается создать демонстратор метанового двигателя средней тяги второй ступени и разгонных блоков, чтобы не отстать в плане технологий от зарубежных конкурентов. Но при этом разработка будет засунута в ящик, неизвестно насколько долго: выпуск двигателя к 2025 году не планируется. А о создание ракеты с метановым двигателем и вовсе не идет речи.

Во-первых, прекрасно известно, что разработки, не воплощенные в серийную продукцию, довольно скоро реализовать невозможно. В силу различных как объективных, так и субъективных причин. Прекрасное тому подтверждение — челнок «Буран».

Во-вторых, похоже, Роскосмос плохо ориентируется в том, что же происходит на предприятиях отрасли. ФКП предполагает, что метановый двигатель сможет разработать либо химкинское НПО «Энергомаш» им. В.П.Глушко, либо воронежское КБ Химавтоматики, либо самарское ЦСКБ «Прогресс». Но дело в том, что эти предприятия специализируются на использовании в качестве топлива керосина и гептила — высококипящих жидкостей. Лишь воронежцы много лет назад делали водородный двигатель.

А для создания метанового двигателя необходим, прежде всего, опыт в разработке водородных двигателей, наиболее близких к метановым по конструкции.

Такой опыт имеется у неупомянутого авторами ФКП королёвского КБ Химмаш им. А.М.Исаева. Более того, готов и двигатель на СПГ. К работе над новой темой исаевцы приступили в 1994 году. После проведения НИР было решено использовать в качестве прототипа кислородно-водородный двигатель КВД1 с тягой 7,5 тонны. После доработки двигателя были проведены огневые испытания всех его систем. А летом 1997 года модернизированный двигатель выдал полновесную тягу при использовании в качестве топлива СПГ.

Правда, это был еще не двигатель, а, по сути, стенд. Или, как значится в ФКП, «демонстратор». Двигатель, получивший название С5.86, был построен в количестве двух экземпляров. Его характеристики таковы:

Тяга в пустоте — 7500 кгс

Удельный импульс — 370 с

Суммарный расход топлива — 20,27 кг/с.

Следует обратить внимание на то, что удельный импульс этого двигателя существенно выше, чем у керосинового.

Понятно, что с такой тягой первая ступень ракеты быть не может. Но ФКП этого и не требует. С5.86 способен прекрасно работать при использовании его в разгонных блоках. Однако в арсенате КБ Химмаш есть и двигатели (водородные) с тягой в 50 тонн. В случае их модернизации под СПГ можно получить двигатель второй ступени.

Тем не менее, в ФКП КБ Химмаш не упоминается в качестве разработчика нового двигателя.

Справедливости ради следует сказать, что на втором месте по готовности нового двигателя находится воронежское КБ Химавтоматики. Здесь недавно был создан демонстрационный образец двигателя, получившего название РД0162. Он имеет солидную тягу в 200 тонн. Правда, удельный импульс пониже, чем у С5.86, — 350 с.

Также под большим вопросом находится утверждение авторов федеральной программы о том, что использование СПГ позволит снизить стоимость запусков в полтора-два раза. И это при том, что стоимость горючего не превышает 0,3% от стоимости ракеты. Какой-то эффект может быть получен в случае многоразового использования двигателя. То есть ракета должна быть многоразовой. Однако судьба такой ракеты в нашей стране покрыта мраком и неизвестностью. Так, согласно ФКП на 2006 — 2015 г. г., она должна быть уже готова. И новый пилотируемый космический корабль, созданный на основе новых технологий, также уже должен летать. Увы, наши космические программы в некоторых своих частях напоминают сочинения фантаста Роберта Желязны.

Что же касается зарубежных разработок двигателя на СПГ, то о них объявило более десятка компаний. Вот некоторые из них:

— SpaiceX — для ракеты Falcon;

— United Launch Alliance (ULA) — для ракеты Vulcan. Новый двигатель на СПГ должен использоваться взамен российского РД-180;

— XCOR Aerospace;

— FireFly Space Systems;

— Blue Origin.

"ЗАПРАВКА В ПОЛЕТЕ :
«В наши дни космонавтика переживает трудные времена. Те ракеты, на которых люди впервые начали летать в космос полвека тому назад, практически исчерпали свой ресурс. Нужны новые, более экономичные и удобные носители. Вот я и предлагаю использовать в космонавтике опыт авиации. Ведь там легкие сверхскоростные самолеты не берут с собой на борт много топлива, а восполняют его запас с помощью дозаправки в воздухе. С борта летающих танкеров выдвигаются шланги. Их приемные воронки стыкуются со штангами топливоприемников истребителей, и за несколько минут десятки тонн топлива перекачиваются с борта на борт. Нечто подобное, на мой взгляд, можно придумать и для ракет. Пусть одна станет заправщиком для другой»…
Такое вот предложение содержится в письме 6-классника Валерия Бортникова из Харькова. Согласитесь, тут есть над чем поразмыслить.
Когда сторонние наблюдатели видят старт космической ракеты, то на многих это зрелище производит неизгладимое впечатление: «Какая силища! Какая мощь!..»
Но интересно, что бы вы сказали конструкторам, если бы они предложили автомобиль, 90 процентов объема которого занимало бы топливо? Да при этом еще и львиная доля самой конструкция была бы рассчитана всего на одну поездку. А в ракетно-комической отрасли дела обстоят именно так — разница в массах стартующей ракеты-носителя и возвращаемого аппарата отличается на два порядка. В итоге стоимость 1 кг груза, доставляемого на орбиту и обратно, достигает 20 тысяч долларов. В стремлении удешевить доставку грузов на орбиту конструкторами, начиная с К.Э. Циолковского, было предложено немало усовершенствований. Ракеты из одноступенчатых стали многоступенчатыми. Причем по мере выработки топлива ступени отваливаются, существенно снижая общий вес конструкции. Кроме того, самая первая, нижняя, ступень часто обвешивается по бокам дополнительными стартовыми ускорителями, которые помогают оторваться от земли, но сбрасываются почти сразу же после взлета.
Другой способ — использование так называемого воздушного старта. Ракета поднимается на высоту порядка 10–20 км на борту высотного аэростата или самолета-носителя, отрывается от него и лишь потом включает собственные двигатели. ( С аэростата в Японии запускали ракеты . Но, это не новость, т.к. во Франции с воздушного шара одна женщина запускала ракеты во времена Наполеона ! ).
Еще более хитрый способ облегчения стартового веса ракеты предложил в 1953 г. на IV астронавтическом конгрессе в Цюрихе Г.А. Крокко. Суть его такова. Одновременно в космос запускаются две ракеты — одна с полезной нагрузкой, другая выполняет роль заправщика.
На заданной высоте обе ракеты сближаются, летя синхронно и параллельно некоторое время, в течение которого осуществляется свободный выброс топлива направленной струей из баков ракеты с топливом в отверстие ракеты с полезной нагрузкой.
Согласитесь, идея остроумная. Но на практике ее осуществление вызывает ряд проблем. Жидкая топливная струя не может сохранять целостность на больших расстояниях; она утрачивает однородность, дробится, распыляется. К тому же сложно обеспечить точное направление полета топливной струи на больших расстояниях в условиях вибраций и колебаний, возникающих при выполнении полета.
Поэтому конструкторы пошли по более простому пути. Например, к «шаттлу» на старте пристыковывался внешний топливный бак, который сбрасывался, как только в нем кончалось топливо. Внешние подвесные одноразовые баки, кстати, тоже впервые были применены в авиации."(с).

днако самое интересное развитие тема артиллерийского снаряда с реактивным ускорением получила в работах немецкого конструктора Вольфа Троммсдорффа. Вместо порохового ускорителя он задумал снабдить снаряд… воздушно-реактивным двигателем прямоточного типа. Свою идею Троммсдорфф предложил Управлению вооружений Третьего рейха еще в октябре 1936 года, и германские военные чиновники приняли идею неожиданно благосклонно. Ученому была выделена лаборатория для экспериментов со знаменитой «ахт-комма-ахт» — зенитной пушкой калибра 88 мм, легшей позже в основу целой линейки полевых и танковых орудий. Снаряд Е1 (по некоторым данным, подкалиберный, с поддоном) был впервые испытан в 1939 году, правда поначалу не с прямоточным двигателем, а с ускорителем в виде пороховой шашки. В 1942-м, наконец, прошли испытания снаряда с жидким топливом, в качестве которого выступала смесь сероуглерода и дизельного топлива. Окислителем был, естественно, атмосферный кислород. Снаряд полетел со скоростью 920 м/с, что составляет примерно 3 М. Так впервые в истории был продемонстрирован сверхзвуковой полет с помощью воздушно-реактивного двигателя. На достигнутом Троммсдорфф не остановился, и в ходе Второй мировой разработал снаряды для калибров 105 мм (Е2), 122 (Е3) и 150 (Е4). Последний развивал скорость до 4,5 М, используя в качестве топлива тот же сероуглерод.
В 1943 году был создан снаряд С1 для 210-мм пушки. Из 90 кг массы этого снаряда 6 кг приходилось на ракетное топливо. Благодаря работе прямоточного двигателя скорость снаряда С1 достигла 1475 м/с, а дальность — 200 км. Далее Троммсдорффу предстояло выступить уже в тяжелом весе. Вдохновленный опытами с АРС, которые предназначались для суперпушки К5 (E), конструктор берется за создание дальнобойного мегаснаряда С3, в котором в роли ускорителя вместо ракетного двигателя выступит воздушно-реактивный прямоточный двигатель. При заявленной длине 1,35 м, массе 170 кг и калибре 280 мм С3 должен был развивать скорость до 5,5 М и лететь на расстояние 350 км, что вполне позволило бы с французского берега держать добрую половину Англии под обстрелом. Дульная скорость снаряда составляла бы при этом 4400 км/ч. В качестве топлива в двигателе предполагалось использовать дизельное топливо, которое поджигалось раскаленным от сжатия воздухом (как это происходит в дизельном ДВС). Кстати, именно достижение нужной плотности воздуха составляет одну из основных проблем при проектировании прямоточных двигателей. У двигателей этого типа в отличие от турбореактивных нет турбины-компрессора, и сжатие воздуха производится в ходе торможения набегающего потока в специальном входном устройстве — диффузоре. Воздух обтекает иглу (конический выступ) центрального тела диффузора, а затем устремляется в кольцевой канал. Конфигурация центрального тела такова, что в процессе обтекания вокруг него происходят скачки уплотнения — несколько косых скачков и один замыкающий прямой. Такая многоскачковая схема, позволяющая избежать потерь при торможении воздуха, была разработана словенско-австрийским исследователем в области газодинамики Клаусом Осватичем (1910 — 1993). Вольф Троммсдорфф имел возможность пообщаться лично с Осватичем и другими корифеями газодинамики вроде Людвига Прандтля, когда еще до войны был приглашен на работу в знаменитый Институт Кайзера Вильгельма (ныне — Макса Планка) в Геттингене. Позже конструктору удалось проверить и применить идеи своих консультантов на практике. Однако, судя по всему, ни одного выстрела снарядом С3 из пушки K5 (E) до окончания войны произведено так и не было. Логическим продолжением работ Троммсдорффа над АРС с прямоточным двигателем стал проект D-6000- одна из попыток нацистских инженеров дать Рейху «длинные руки» и предложить асимметричный ответ тотальному господству англо-американской бомбардировочной авиации. Речь идет о межконтинентальной крылатой ракете, которая теоретически могла бы дотянуть карающий меч с европейских берегов до Нового Света. Поначалу D-6000 виделась как двухступенчатая система. По замыслу Троммсдорффа, ракета длиной 10,2 м, диаметром 1,12 м и массой 9 т должна была подниматься с помощью бомбардировщика на высоту 8 000 м, откуда предполагалось производить запуск. На более поздней стадии разработки темы пуск было решено проводить с установленной на земле катапульты. После старта закрепленные на концах крыльев твердотопливные ускорители разгоняли бы D-6000 до 850 м/с, после чего включался прямоточный двигатель. Он должен был довести скорость снаряда до 3,55 М и отправить его в крейсерский полет на высоте 24 000 м. Потратив 5 т топлива, ракета, если бы она когда-нибудь воплотилась в металле, могла бы забросить БЧ массой 1 т на расстояние 5300 км. Есть также неподтвержденные сведения о том, что в качестве первой ступени для запуска этого снаряда рассматривалась баллистическая ракета типа V-2, однако сама V-2 в том виде, в каком мы ее знаем, не смогла бы справиться с этой задачей из-за недостаточной мощности. D-6000 так и осталась проектом, однако у нее, похоже, есть неофициальные потомки. В 1940 — 1950-х годах в СССР и США велись разработки межконтинентальных сверхзвуковых крылатых ракет с прямоточным воздушно — реактивным двигателем для доставки ядерной БЧ на территорию вероятного противника. В Америке это проект North American Navaho, а в нашей стране — Ла-350 «Буря», которую построили в КБ Лавочкина. Оба проекта привели к созданию летающих образцов, и оба были прекращены по одной и той же причине — для поставленной задачи баллистические ракеты оказались более перспективными. Важно заметить, что с идеями Троммсдорффа советским конструкторам удалось познакомиться непосредственно. После окончания войны на территории побежденной Германии советские власти в глубочайшей тайне создали два ракетных НИИ, задачей которых было активное освоение опыта немецких конструкторов, в том числе при непосредственном их участии. Один из этих НИИ был организован на базе берлинского завода «Гема» и получил название «Берлин». Перед институтом ставилась задача сбора материала о созданных в Германии зенитных управляемых ракетах и наземных реактивных снарядах и повторения этих конструкций в металле. «Берлин» подразделялся на несколько КБ. Например, КБ-2 изучало ЗУР «Вассерфаль», КБ-3 — ЗУР «Шметтерлинг» и «Рейнтохтер». А вот на долю КБ-4 под руководством Н.А. Судакова выпала работа с наследием Троммсдорффа, причем сам ученый занял в этом КБ должность ведущего конструктора. На тот момент в центре интереса советского оборонпрома оказались АРС С3 — те самые 280-мм снаряды, которые выстреливались из К5. Троммсдорффу было предложено сделать доработанный вариант АРС, который предполагалось испытать на отремонтированных трофейных орудиях. Однако по не очень понятной причине работы над АРС были некоторое время спустя свернуты. Возможно, свою роль сыграла война амбиций между советскими главными конструкторами.
Вольф Троммсдорфф не самая знаменитая фигура среди ракетчиков Третьего рейха, и потому о его судьбе после работы в КБ-4 института «Берлин» известно не так уж много. В отечественных источниках приходится встречать сведения о том, что конструктор погиб в конце 1946 года в авиакатастрофе, которую потерпел советский военно-транспортный самолет. Возможно, в этих сообщениях мы слышим отголоски неких официальных версий, призванных объяснить, куда внезапно делся из Германии известный ученый. Однако, судя по всему, версия о гибели Троммсдорффа в катастрофе не соответствует действительности. В 1956 году авторитетнейший журнал об авиации Flight Global рассказал в одном из своих номеров о научном симпозиуме, прошедшем в том же году в Мюнхене. Задача симпозиума заключалась в том, чтобы обобщить опыт немецких ученых и конструкторов времен Второй мировой в области изучения реактивного движения и постройки ракетных и воздушно-реактивных двигателей. Журнал сообщает, что на симпозиуме с лекцией о своих проектах от E1 до D-6000 выступил сам Вольф Троммсдорфф, недавно вернувшийся из советского плена. Это очень похоже на правду, если учесть, что как раз накануне, в 1955-м, СССР официально освободил последних пленных Второй мировой. Кроме того, именно в 1956 году в Германии вышла небольшая книга с отчетом о работах по прямоточному двигателю, автором которой значится Троммсдорфф.