De ruimtevaartindustrie is een van de meest geavanceerde, en de staat ervan kenmerkt grotendeels het algemene ontwikkelingsniveau van de industrie en technologie in het land. De bestaande ruimtevaartprestaties van Rusland zijn grotendeels gebaseerd op de prestaties van de USSR. Ten tijde van de ineenstorting van de Sovjet-Unie waren de capaciteiten van de USSR en de Verenigde Staten in de ruimte ongeveer vergelijkbaar. Vervolgens begon de situatie met de ruimtevaart in de Russische Federatie geleidelijk te verslechteren.
Afgezien van de diensten voor de levering van Amerikaanse astronauten aan het International Space Station (ISS), die zijn ontstaan door de weigering van de Verenigde Staten van het dure Space Shuttle-programma, is Rusland in alles inferieur aan de Verenigde Staten: er zijn praktisch geen succesvolle grote wetenschappelijke projecten vergelijkbaar met het sturen van rovers, het inzetten van orbitale telescopen of het sturen van ruimtevaartuigen naar verre objecten in het zonnestelsel. De snelle ontwikkeling van particuliere commerciële bedrijven heeft geleid tot een aanzienlijke afname van het aandeel van Roskosmos op de markt voor ruimtelancering. De aan de Verenigde Staten geleverde Russische RD-180-motoren zullen binnenkort de Amerikaanse BE-4 van Blue Origin vervangen.
Met een grote waarschijnlijkheid zullen de Verenigde Staten het komende jaar de diensten van Rusland als een "ruimtecabine" weigeren, nadat ze de tests van hun eigen bemande ruimtevaartuig hebben voltooid (er worden gelijktijdig drie bemande ruimtevaartuigen ontwikkeld).
Het laatste contactpunt tussen de Verenigde Staten en Rusland is het ISS, dat op zijn einde loopt. Als een binnenlands of internationaal project met Russische deelname niet wordt uitgevoerd, zal het verblijf van Russische kosmonauten in een baan om de aarde extreem episodisch worden.
De belangrijkste gevestigde trend, die in de nabije toekomst zou moeten leiden tot een aanzienlijke verlaging van de kosten voor het lanceren van een nuttige lading in een baan om de aarde, is de creatie van herbruikbare raketten. Tot op zekere hoogte gebeurt dit al: het verklaarde doel van SpaceX is om de kosten van het lanceren van vracht in een baan om de aarde met tien keer te verlagen, en op dit moment is het mogelijk geweest om de prijs met ongeveer anderhalf keer te verlagen.
Het moet duidelijk zijn dat herbruikbare raketten in zijn huidige vorm (met de terugkeer van de eerste fase) zich in de beginfase van ontwikkeling bevinden. Afgaande op de interesse van andere commerciële bedrijven in deze richting, kan de richting als zeer veelbelovend worden beschouwd. Een doorbraak in deze richting zou de verschijning kunnen zijn van een tweetraps draagraket (LV) BFR met volledige herbruikbaarheid van beide trappen en de verwachte vluchtbetrouwbaarheid op het niveau van moderne vliegtuigen.
De Russische ruimtevaartindustrie heeft ook verschillende projecten van herbruikbare draagraketten van verschillende mate van verfijning.
Baikal
Een van de meest actief gepromoot projecten van herbruikbare raketten is Baikal-Angara. De veelbelovende module "Baikal" is een herbruikbare versneller (MRU) van de eerste fase van het Angara-draagraket, ontwikkeld bij de GKNPT's im. Chrunichev.
Afhankelijk van de klasse van de raket (licht, medium, zwaar) moeten één, twee of vier herbruikbare Baikal-boosters worden gebruikt. In zijn light-versie is de Baikal-versneller in feite de eerste trap, die het Angara-raketconcept in deze versie dichter bij het Falcon-9-concept van SpaceX brengt.
Een kenmerk van de herbruikbare versneller "Baikal" is de terugkeer die door vliegtuigen wordt uitgevoerd. Na het loskoppelen ontvouwt "Baikal" een roterende vleugel in het bovenste deel van de romp en landt op het vliegveld, terwijl manoeuvreren op een afstand van ongeveer 400 km kan worden uitgevoerd.
Het ontwerp is bekritiseerd omdat het complexer en mogelijk minder efficiënt is in vergelijking met verticale beplanting die wordt gebruikt in overzeese projecten. Volgens Roskosmos is een horizontaal landingspatroon nodig om de mogelijkheid om terug te keren naar de lanceerplaats te garanderen, maar dezelfde mogelijkheid is verklaard voor het BFR-draagraket. En de eerste trappen van het Falcon-9-lanceervoertuig zijn niet meer dan 600 km verwijderd van de lanceerplaats, dat wil zeggen dat de landingsplaatsen voor hen gemakkelijk kunnen worden uitgerust op relatief korte afstand van de kosmodrome.
Een ander nadeel van het concept van het Baikal MRU + Angara-lanceervoertuig kan worden overwogen dat in de middelzware en zware versie alleen versnellers terugkeren, de eerste trap (centrale eenheid) van het lanceervoertuig verloren gaat. En het landen van vier MRU's tegelijkertijd bij het lanceren van een zware versie van het draagraket kan problemen veroorzaken.
Tegen de achtergrond van de uitwerking van het Baikal-Angara-project zien de verklaringen van de algemene ontwerper van de Angara-raketten, Alexander Medvedev, er vreemd uit. Naar zijn mening kan de raket met behulp van straalmotoren landen op intrekbare steunen, zoals het Falcon-9-lanceervoertuig. Door de eerste trappen van de Angara-A5V en Angara-A3V draagraketten achteraf uit te rusten met landingssteunen, een landingscontrolesysteem, extra thermische beveiligingssystemen en extra brandstof, zal hun gewicht met ongeveer 19 procent toenemen. Na revisie kan Angara-A5V 26-27 ton onttrekken aan de Vostochny-kosmodrome, en niet 37 ton, zoals in een eenmalige versie. Als dit project wordt uitgevoerd, zouden de kosten van het hijsen van vracht met behulp van de "Angara" met 22-37% moeten dalen, terwijl het maximaal toegestane aantal lanceringen van de eerste fasen van het draagraket niet wordt aangegeven.
Rekening houdend met de verklaringen van Roscosmos-vertegenwoordigers over de mogelijkheid om in samenwerking met S7 Space een Soyuz-7-draagraket te maken in een herbruikbare versie, kan worden geconcludeerd dat het project van een herbruikbaar draagraket in Rusland nog niet definitief is besloten. Desalniettemin wordt het Baikal MRU-project geleidelijk uitgewerkt. De experimentele machinebouwfabriek genoemd naar V. M. Myasishchev is bezig met de ontwikkeling ervan. Een horizontale testvlucht van de demonstrator staat gepland voor 2020, daarna moet een snelheid worden gehaald van ongeveer 6,5 m. In de toekomst wordt de MRU gelanceerd vanuit een ballon, vanaf een hoogte van 48 km.
Sojoez-7
In september 2018 verliet Igor Radugin, eerste plaatsvervangend algemeen ontwerper - hoofdontwerper van draagraketten van de Energia Rocket and Space Corporation, die de ontwikkeling leidde van het nieuwe Russische Sojoez-5-draagraket en de superzware Jenisei-raket, zijn post en ging aan het werk bij het particuliere bedrijf S7 Space. Volgens hem is S7 Space van plan om een Sojoez-7-raket te maken op basis van de Sojoez-5-raket voor eenmalig gebruik die wordt ontwikkeld door Roscosmos, die op zijn beurt de ideologische opvolger is van de succesvolle Sovjet Zenit-raket.
Net als in de Falcon-9-raket, is het de bedoeling dat het Soyuz-7-lanceervoertuig de eerste trap terugbrengt met behulp van raketdynamische manoeuvre en verticale landing met behulp van raketmotoren. Het is de bedoeling om een Soyuz-7SL-versie te ontwikkelen voor het Sea Launch-platform. Het is de bedoeling om de beproefde RD-171-motor (waarschijnlijk de wijziging RD-171MV) te gebruiken als de Soyuz-7 LV-motor, die tot twintig keer kan worden hergebruikt (10 vluchten en 10 brandwonden). S7 Space is van plan zijn ontwikkeling binnen 5-6 jaar te implementeren. Op dit moment kan het Sojoez-7-draagraket worden beschouwd als het meest realistische project van een herbruikbaar draagraket in Rusland.
Teia
Het bedrijf "Lin Industrial" ontwerpt een ultrakleine suborbitale raket "Teia", ontworpen om op te stijgen naar de voorwaardelijke ruimtegrens van 100 km en dan terug te keren.
Ondanks de bescheiden kenmerken van het project, kan het de technologieën bieden die nodig zijn om in de toekomst een draagraket met hogere kenmerken te creëren, vooral omdat Lin Industrial tegelijkertijd werkt aan het project van een wegwerpbaar ultraklein draagraket Taimyr.
Kroon
Een van de meest interessante en innovatieve projecten kan worden beschouwd als de herbruikbare eentraps verticale start- en landingsraket "Korona", die werd ontwikkeld door het State Missile Center (GRT's) genoemd naar V. I. Makeev tussen 1992 en 2012. Terwijl het project zich ontwikkelde, werden vele varianten van het Korona-draagraket overwogen totdat de meest optimale definitieve versie was gevormd.
De definitieve versie van de Korona-draagraket is ontworpen om een nuttige lading van 6-12 ton te lanceren in een lage baan om de aarde met een hoogte van ongeveer 200-500 km. De lanceringsmassa van het lanceervoertuig wordt verondersteld in het gebied van 280-290 ton te liggen. De motor moest een wigvormige raketmotor met vloeibare stuwstof (LRE) gebruiken op een waterstof + zuurstofbrandstofpaar. De verbeterde thermische beveiliging van het in een baan om de aarde draaiende ruimtevaartuig "Buran" wordt verondersteld te worden gebruikt als thermische beveiliging.
De axisymmetrische conische vorm van de romp heeft een goede aerodynamica bij hoge snelheden, waardoor het Korona-lanceervoertuig op het lanceerpunt kan landen. Dit maakt het op zijn beurt mogelijk om de Korona LV te lanceren vanaf zowel land- als offshore-platforms. Bij het afdalen in de bovenste lagen van de atmosfeer voert het lanceervoertuig aerodynamisch remmen en manoeuvreren uit, en in de laatste fase, bij het naderen van de landingsplaats, draait het naar achteren naar beneden en landt het met behulp van een raketmotor op ingebouwde schokdempers. Vermoedelijk kan het Korona-draagraket tot 100 keer worden gebruikt, met de vervanging van individuele structurele elementen om de 25 vluchten.
Volgens de ontwikkelaar duurt het ongeveer 7 jaar en $ 2 miljard om de proefoperatiefase in te gaan, niet zozeer vanwege de mogelijkheid om zo'n revolutionair complex te verkrijgen.
Op dit moment, de GRTs hen. Makeev kan worden beschouwd als een van de meest competente ondernemingen op het gebied van raketten, die zijn potentieel zoveel mogelijk heeft behouden na de ineenstorting van de USSR. Zij waren het die een van de meest effectieve intercontinentale ballistische raketten (ICBM's) creëerden, Sineva, en ze werden belast met de oprichting van de Sarmat ICBM, die de beroemde Satan zal vervangen. De voltooiing van de oprichting van de Sarmat ICBM in 2020-2021 biedt de mogelijkheid om de SRC aan te trekken die vernoemd is naar Makeev voor ruimteprojecten.
Over de tekortkomingen van het Korona-project gesproken, mag worden aangenomen dat dit vooral de noodzaak zal zijn om een infrastructuur te creëren voor de levering en opslag van vloeibare waterstof, evenals alle problemen en risico's die gepaard gaan met het gebruik ervan. Het is mogelijk dat de beste oplossing zou zijn om af te zien van het eentrapsschema van het Korona-draagraket en een tweetraps volledig herbruikbaar op methaan gestookt complex te implementeren. Bijvoorbeeld op basis van de ontwikkelde zuurstof-methaanmotor RD-169 of zijn modificaties. In dit geval zou de eerste trap afzonderlijk kunnen worden gebruikt om een specifieke lading naar een hoogte van ongeveer 100 km te brengen.
Aan de andere kant is vloeibare waterstof als raketbrandstof hoogstwaarschijnlijk niet te vermijden. In veel projecten worden, afhankelijk van of de eerste trap op methaan of op kerosine draait, in de tweede trap waterstof-zuurstofmotoren gebruikt. In dit verband is het passend om driecomponentenmotoren terug te roepen, bijvoorbeeld de twee-mode driecomponentenmotor RD0750 die is ontwikkeld door het Chemical Automation Design Bureau (KBKhA). In de eerste modus draait de RD0750-motor op zuurstof en kerosine met toevoeging van 6% waterstof, in de tweede - op zuurstof en waterstof. Ook voor de combinatie waterstof + methaan + zuurstof kan zo'n motor worden uitgevoerd en mogelijk blijkt dit nog eenvoudiger te zijn dan in de uitvoering met kerosine.
Baikal-Angara, Sojoez-7 of Korona?
Welke van deze projecten zou de eerste herbruikbare raket van Rusland kunnen zijn? Het Baikal-Angara-project kan, ondanks zijn populariteit, als het minst interessant worden beschouwd. Ten eerste laat het zeer langdurige gedoe met de "Angara"-lanceervoertuigen al zijn sporen na, en ten tweede roept het concept van het terugsturen van de MRU per vliegtuig ook veel vragen op. Als we het hebben over de gemakkelijke optie, wanneer de MRU eigenlijk de eerste trap is, dan waar hij ook heen ging, maar als we het hebben over middelzware en zware opties met twee / vier MRU en het verlies van de eerste en tweede trap, dan ziet het idee eruit heel vreemd. De gesprekken over de verticale landing van het draagraket "Angara" zullen waarschijnlijk zo blijven, of zullen worden gerealiseerd wanneer de rest van de wereld al op anti-zwaartekracht of antimaterie vliegt.
De creatie van een herbruikbare versie van het Sojoez-7-lanceervoertuig door een particulier bedrijf S7 Space in samenwerking met Roskosmos lijkt optimistischer, vooral omdat het verwachte superzware draagraket Yenisei op dezelfde motoren zal worden gebouwd, wat mogelijk overdracht van de "herbruikbare" technologieën ervoor. … Niettemin, het epos herinneren met "Yo-mobile", en dit project kan naar de vuilnisbak van de geschiedenis gaan. Een ander probleem is het eerste gebruik van zuurstof-kerosinemotoren in de projecten van de Sojoez-5, Sojoez-7 en Yenisei draagraketten. De voordelen en vooruitzichten van methaan als raketbrandstof zijn duidelijk, en het is noodzakelijk om de inspanningen te concentreren op de overgang naar deze technologie - de creatie van een herbruikbare methaanraketmotor met smoorklep, in plaats van de volgende "krachtigste ter wereld" zuurstof te creëren -kerosinemotor, die over 5-10 jaar niet meer relevant is …
Project "Crown" kan in deze situatie gezien worden als een "dark horse". Zoals hierboven vermeld, de SRC hen. Makeeva heeft hoge competenties en met de juiste financiering had het heel goed een herbruikbaar eentraps of tweetraps draagraket kunnen creëren in de periode van 2021 tot 2030, na de voltooiing van de werkzaamheden aan de Sarmat ICBM. Van alle mogelijke opties kan het Korona-project potentieel het meest innovatieve worden, in staat om een basis te leggen voor de volgende generaties draagraketten.
Het verschijnen van het herbruikbare Falcon-9 draagraket toonde aan dat er een nieuwe strijd om de ruimte was begonnen en dat we snel achterop raakten in deze strijd. Het lijdt geen twijfel dat de Verenigde Staten, na unilaterale voordelen in de ruimte te hebben ontvangen, en mogelijk dat China dit zal volgen, aan een snelle militarisering zullen beginnen. De lage kosten van het lanceren van nuttige ladingen in een baan om de aarde, geleverd door herbruikbare lanceervoertuigen, zullen ruimte tot een aantrekkelijke investering maken voor de commerciële sector, wat de ruimtewedloop verder aanwakkert.
In verband met het bovenstaande hoop ik dat de leiding van ons land het belang inziet van de ontwikkeling van ruimtetechnologie in de context van, zo niet civiele, dan toch militaire toepassingen, en de nodige fondsen investeert in de ontwikkeling van kansrijke ruimtevaarttechnologieën technologieën, en niet bij de bouw van een ander stadion of pretpark, om passende controle over het beoogde gebruik te waarborgen.
