Na nogal luidruchtig gepubliceerde ongevallen met Russische Protonraketten, kan men zeggen dat het zelfs onfatsoenlijk is geworden om over de werkelijke stand van zaken in de ruimtevaartindustrie te schrijven. Het Russische ruimteprogramma gaat echter niet alleen over ongelukken en catastrofes van satellieten en ruimtestations, het zijn ook echt geweldige projecten die veelbelovend zijn en met succes het pad van hun ontwerp passeren. Het zal zich richten op het herbruikbare raket- en ruimtesysteem (MRKS-1), waarvan de modeltests zijn begonnen bij TsAGI.
Nog niet zo lang geleden publiceerde het perscentrum van TsAGI een afbeelding van dit model. Zijn uiterlijk doet veel denken aan het herbruikbare ruimtevaartuig, zoals de Amerikaanse Space Shuttle of onze "Buran". Maar uiterlijke gelijkenis, zoals zo vaak in het leven, is bedrieglijk. MKRS-1 is een heel ander systeem. Het implementeert een fundamenteel andere ideologie, die kwalitatief verschilt van alle eerdere uitgevoerde ruimteprojecten. In de kern is het een herbruikbaar draagraket.
Het MRKS-1-project is een gedeeltelijk herbruikbaar verticaal startvoertuig op basis van een herbruikbare eerste cruisetrap, boosterblokken en wegwerpbare tweede trappen. De eerste fase wordt uitgevoerd volgens het vliegtuigschema en is omkeerbaar. Het keert terug naar het lanceergebied in vliegtuigmodus en maakt een horizontale landing op 1e klas vliegvelden. Het gevleugelde herbruikbare blok van de 1e trap van het raketsysteem zal worden uitgerust met herbruikbare kruisraketmotoren met vloeibare stuwstof (LPRE).
Momenteel is het staatsonderzoeks- en productiecentrum vernoemd naar: Chrunichev, ontwerp en ontwikkeling en onderzoek naar de ontwikkeling en onderbouwing van het technische uiterlijk, evenals de technische kenmerken van het herbruikbare raket- en ruimtesysteem, zijn in volle gang. Dit systeem wordt gecreëerd in het kader van het federale ruimteprogramma in samenwerking met tal van aanverwante ondernemingen.
Maar laten we het even over de geschiedenis hebben. De eerste generatie herbruikbare ruimtevaartuigen omvat 5 ruimtevaartuigen van het type Space Shuttle, evenals verschillende binnenlandse ontwikkelingen van de BOR- en Buran-serie. In deze projecten probeerden zowel de Amerikanen als de Sovjet-specialisten zelf een herbruikbaar ruimtevaartuig te bouwen (de laatste fase, die rechtstreeks in de ruimte wordt gelanceerd). De doelstellingen van deze programma's waren als volgt: de terugkeer uit de ruimte van een aanzienlijk aantal nuttige ladingen, het verlagen van de kosten van het lanceren van een nuttige lading in de ruimte, het behoud van dure en complexe ruimtevaartuigen voor herhaald gebruik, de mogelijkheid om frequente lanceringen van een herbruikbare fase uit te voeren.
De 1e generatie herbruikbare ruimtesystemen was echter niet in staat om hun problemen met voldoende efficiëntie op te lossen. De eenheidskosten voor toegang tot de ruimte bleken ongeveer 3 keer hoger te zijn dan die van gewone raketten voor eenmalig gebruik. Tegelijkertijd nam de terugkeer van ladingen uit de ruimte niet significant toe. Tegelijkertijd bleek de bron van het gebruik van herbruikbare podia aanzienlijk lager dan de berekende, waardoor het gebruik van deze schepen in een strak schema van ruimtelanceringen niet mogelijk was. Als gevolg hiervan worden tegenwoordig zowel satellieten als astronauten in een baan om de aarde gebracht met behulp van wegwerpraketsystemen. En er is helemaal niets om dure apparatuur en voertuigen uit een baan om de aarde terug te brengen. Alleen de Amerikanen hebben een klein automatisch schip X-37B gemaakt, dat is ontworpen voor militaire doeleinden en een laadvermogen heeft van minder dan 1 ton. Het is voor iedereen duidelijk dat moderne herbruikbare systemen kwalitatief anders moeten zijn dan de vertegenwoordigers van de 1e generatie.
In Rusland wordt gewerkt aan meerdere herbruikbare ruimtesystemen tegelijk. Het is echter duidelijk dat het zogenaamde ruimtevaartsysteem het meest veelbelovend zal zijn. Idealiter zou een ruimtevaartuig als een gewoon vliegtuig opstijgen vanaf een vliegveld, in een lage baan om de aarde terechtkomen en terugkeren, waarbij alleen brandstof wordt verbruikt. Dit is echter de moeilijkste optie die veel technische oplossingen en vooronderzoek vereist. Deze optie kan door geen enkele moderne staat snel worden geïmplementeerd. Hoewel Rusland een vrij grote wetenschappelijke en technische reserve heeft voor dit soort projecten. Bijvoorbeeld het "lucht- en ruimtevaartvliegtuig" Tu-2000, dat een vrij gedetailleerde studie had. De uitvoering van dit project werd ooit belemmerd door een gebrek aan financiering na de ineenstorting van de USSR in de jaren negentig, evenals door het ontbreken van een aantal kritische en complexe componenten.
Er is ook een tussenversie, waarbij het ruimtesysteem bestaat uit een herbruikbaar ruimtevaartuig en een herbruikbare boostertrap. Werk aan dergelijke systemen werd uitgevoerd in de USSR, bijvoorbeeld het spiraalsysteem. Er zijn ook veel nieuwere ontwikkelingen. Maar zelfs dit schema van een herbruikbaar ruimtesysteem veronderstelt een vrij lange cyclus van ontwerp- en onderzoekswerk op tal van gebieden.
Daarom ligt de nadruk in Rusland vooral op het MRKS-1-programma. Dit programma staat voor Stage 1 Reusable Rocket and Space System. Ondanks deze "eerste fase", zal het gecreëerde systeem zeer functioneel zijn. Het is alleen zo dat binnen het kader van een vrij groot algemeen programma voor het maken van de nieuwste ruimtesystemen, dit programma de dichtstbijzijnde deadlines heeft voor de uiteindelijke implementatie.
Het door het MRKS-1-project voorgestelde systeem zal in twee fasen worden uitgevoerd. Het belangrijkste doel is om absoluut elk ruimtevaartuig (transport, bemand, automatisch) met een gewicht tot 25-35 ton in een baan om de aarde te lanceren, zowel reeds bestaand als in oprichting. Het laadvermogen dat in een baan om de aarde wordt gebracht, is groter dan dat van de protonen. Het fundamentele verschil met de bestaande draagraketten zal echter anders zijn. Het MRKS-1-systeem is niet voor eenmalig gebruik. De 1e fase zal niet verbranden in de atmosfeer of op de grond vallen in de vorm van een verzameling puin. Na het versnellen van de 2e trap (die eenmalig is) en de lading, zal de 1e trap landen, net als de spaceshuttles van de 20e eeuw. Tegenwoordig is dit de meest veelbelovende manier om ruimtevaartsystemen te ontwikkelen.
In de praktijk is dit project een stapsgewijze modernisering van het Angara-lanceervoertuig voor eenmalig gebruik dat momenteel wordt gemaakt. Eigenlijk is het MRKS-1-project zelf geboren als een verdere ontwikkeling van de GKNPT's im. Khrunichev, waar samen met de NGO Molniya een herbruikbare 1e trap-booster van het Angara-draagraket werd gemaakt, die de aanduiding Baikal kreeg (voor de eerste keer werd het Baikal-model getoond op MAKS-2001). Baikal gebruikte hetzelfde automatische besturingssysteem waarmee de Sovjet-spaceshuttle Buran kon vliegen zonder bemanning aan boord. Dit systeem ondersteunt de vlucht in al zijn stadia - vanaf het moment van lancering tot de landing van het voertuig op het vliegveld zal dit systeem worden aangepast voor de MRKS-1.
In tegenstelling tot het Baikal-project zal de MRKS-1 geen opvouwbare vlakken (vleugels) hebben, maar vast geïnstalleerde. Deze technische oplossing verkleint de kans op noodsituaties wanneer het voertuig het landingstraject betreedt. Maar het recent geteste ontwerp van de herbruikbare versneller zal nog wijzigingen ondergaan. Zoals Sergei Drozdov, hoofd van de afdeling aerothermodynamica van hogesnelheidsvliegtuigen bij TsAGI, opmerkte, waren de specialisten "verrast door de hoge warmtefluxen in het middengedeelte van de vleugel, wat ongetwijfeld een verandering in het ontwerp van het vliegtuig met zich mee zal brengen." In september-oktober van dit jaar ondergaan de MRKS-1-modellen een reeks tests in transsone en hypersonische windtunnels.
In de tweede fase van de uitvoering van dit programma is het de bedoeling om de tweede fase herbruikbaar te maken, en de massa van de lading die in de ruimte moet worden gelanceerd, moet groeien tot 60 ton. Maar zelfs de ontwikkeling van een herbruikbare versneller van alleen de 1e fase is al een echte doorbraak in de ontwikkeling van moderne ruimtevaartsystemen. En het belangrijkste is dat Rusland op weg is naar deze doorbraak, terwijl het zijn status als een van 's werelds toonaangevende ruimtemachten behoudt.
Tegenwoordig wordt de MRKS-1 beschouwd als een universeel multifunctioneel voertuig dat bedoeld is voor het lanceren van ruimtevaartuigen en verschillende nuttige ladingen, bemande en vrachtschepen in een baan om de aarde, bemande en vrachtschepen in het kader van de programma's van de menselijke verkenning van de nabije aarde, verkenning van de Maan en Mars, evenals andere planeten van ons zonnestelsel. …
De samenstelling van de MRKS-1 omvat een herbruikbare raketeenheid (VRB), een herbruikbare fase I-booster, een eenmalige fase II-booster en een ruimteraketkop (RGC). VRB en fase II-versneller koppelen met elkaar in een batchschema. Er wordt voorgesteld om modificaties van de MRCS te bouwen met verschillende laadcapaciteiten (de massa van de lading afgeleverd in een lage referentiebaan van 20 tot 60 ton), rekening houdend met de verenigde fase I en II-versnellers met behulp van een enkel grondcomplex. Dat zal op de lange termijn in de praktijk zorgen voor een afname van de arbeidsintensiteit van het werk in een technische functie, maximale serieproductie en de mogelijkheid om op basis van basismodules een economisch effectieve familie van ruimtedragers te ontwikkelen.
Ontwikkeling en constructie van de MRKS-1-familie met verschillende draagcapaciteiten op basis van uniforme wegwerp- en herbruikbare podia, die zullen voldoen aan de vereisten voor geavanceerde ruimtetransportsystemen, en in staat zijn om de taken op te lossen van het lanceren van zowel unieke dure ruimtevoorwerpen als seriële met zeer hoge efficiëntie en betrouwbaarheid ruimtevaartuigen kunnen een zeer serieus alternatief worden in een aantal nieuwe generatie draagraketten die in de 21e eeuw nog lang in gebruik zullen zijn.
Op dit moment zijn TsAGI-specialisten er al in geslaagd om de rationele veelvoud van het gebruik van de eerste fase van de MRKS-1 te beoordelen, evenals de opties voor demonstranten van de geretourneerde raketeenheden en de noodzaak van hun implementatie. De geretourneerde 1e fase MRKS-1 zal een hoog niveau van veiligheid en betrouwbaarheid bieden en de toewijzing van gebieden waar afneembare onderdelen vallen volledig verlaten, wat de efficiëntie van de implementatie van veelbelovende commerciële programma's aanzienlijk zal verhogen. De bovengenoemde voordelen lijken voor Rusland van groot belang, aangezien het de enige staat ter wereld is met een continentale locatie van bestaande en veelbelovende kosmodromen.
TsAGI is van mening dat de oprichting van het MRKS-1-project een kwalitatief nieuwe stap is in het ontwerp van veelbelovende herbruikbare ruimtevoertuigen om in een baan om de aarde te lanceren. Dergelijke systemen voldoen volledig aan het ontwikkelingsniveau van raket- en ruimtetechnologie in de eenentwintigste eeuw en hebben aanzienlijk hogere indicatoren voor economische efficiëntie.
