Bu gün bir çoxumuz SpaceX özəl şirkətinin qismən təkrar istifadə edilə bilən buraxılış qurğuları ailəsini tanıyırıq və ya heç olmasa eşitmişik. Şirkətin müvəffəqiyyəti və qurucusunun şəxsiyyəti sayəsində özü də tez -tez xəbər lentlərinin qəhrəmanı olan Elon Musk, Falcon 9 raketləri, SpaceX və ümumiyyətlə kosmik uçuşlar beynəlxalq mətbuat səhifələrini tərk etmir. Eyni zamanda, Rusiyanın öz inkişafları və daha az bilinən təkrar istifadə olunan raketlərin maraqlı layihələri vardı və indi də var. Bunun niyə baş verdiyinə dair sualın cavabı açıqdır. Ilona Mask -ın raketləri mütəmadi olaraq kosmosa uçur və təkrar istifadə edilə bilən və qismən təkrar istifadə edilə bilən rus raketləri indiyə qədər yalnız təqdimatlardakı layihələr, rəsmlər və gözəl şəkillərdir.
Kosmos bu gün orbitə çıxır
İndiki vaxtda əminliklə deyə bilərik ki, Roskosmos bir anda başqa ölkələrdən bir neçə il qabaqda olan inkişafları və layihələri olan təkrar istifadə edilə bilən raketlər mövzusunu qaçırdı. Rusiyada təkrar istifadə edilə bilən raketlərin bütün layihələri heç vaxt tamamlanmamış və metalda tətbiq edilməmişdir. Məsələn, 1992-ci ildən 2012-ci ilədək inkişaf etdirilən təkrar istifadə edilə bilən tək mərhələli Korona raket qurğusu heç vaxt məntiqi nəticəyə gəlməmişdir. İnkişafda bu səhv hesablamanın nəticəsini artıq görürük. Rusiya, Amerika Falcon 9 raketinin və onun variantlarının ortaya çıxması ilə ticarət kosmik buraxılış bazarındakı mövqelərini ciddi şəkildə itirdi və eyni zamanda ildə buraxılan kosmik buraxılışların sayına görə də çox aşağıdır. 2018 -ci ilin sonunda Roscosmos 20 kosmik buraxılış haqqında məlumat verdi (biri uğursuz oldu), 2018 -ci ilin aprelində TASS -a verdiyi müsahibədə Roscosmosun rəhbəri İqor Komarov 30 kosmik uçuşun həyata keçirilməsinin planlaşdırıldığını söylədi. ilin sonu. Keçən ilin sonunda lider 39 kosmik uçuş həyata keçirən Çin (biri uğursuz), ikinci yerdə 31 kosmik buraxılışı olan ABŞ idi (uğursuz olanlar yox idi).
Müasir kosmik uçuşlardan danışarkən, başa düşmək lazımdır ki, müasir bir raketin (LV) buraxılmasının ümumi xərcində əsas xərc maddəsi raketin özüdür. Bədəni, yanacaq çənləri, mühərrikləri - bunların hamısı sonsuza qədər uçur, atmosferin sıx təbəqələrində yanır, aydındır ki, bu cür geri qaytarılmaz xərclər hər hansı bir buraxılış vasitəsinin buraxılışını çox bahalı bir zövqə çevirir. Kosmos limanlarının saxlanması deyil, yanacaq yox, buraxılmadan əvvəl montaj işləri deyil, raketin özünün qiyməti xərclərin əsas maddəsidir. Mühəndislik düşüncəsinin çox mürəkkəb bir texnoloji məhsulu bir neçə dəqiqə ərzində istifadə olunur və bundan sonra tamamilə məhv edilir. Təbii ki, bu birdəfəlik raketlər üçün doğrudur. Bərpa oluna bilən buraxılış vasitələrindən istifadə etmək fikri, hər bir kosmik buraxılışın dəyərini azaltmaq üçün əsl şans olaraq burada özünü göstərir. Bu halda, yalnız ilk mərhələnin geri qaytarılması belə, hər bir buraxılışın qiymətini aşağı salır.
Falcon 9 buraxılış raketinin geri dönən birinci mərhələsinin enişi
Bu, Amerikalı milyarder Elon Musk tərəfindən tətbiq olunan və ağır Falcon 9 raketinin ilk mərhələsini geri qaytara bilən bənzər bir sxemdir. uğursuz enişlər 2017 və 2018 -ci illərdə demək olar ki, sıfıra enib. Məsələn, keçən il birinci mərhələdə hər 10 uğurlu eniş üçün yalnız bir uğursuzluq olub. Eyni zamanda, SpaceX də yeni ili ilk mərhələnin uğurlu enişi ilə açdı. 11 yanvar 2019 -cu ildə Falcon 9 raketinin ilk mərhələsi üzən bir platformaya uğurla endi, üstəlik yenidən istifadə edildi və əvvəllər Telestar 18V rabitə peykini 2018 -ci ilin sentyabrında orbitə buraxdı. İndiki vaxtda, bu cür geri qaytarıla bilən ilk mərhələlər artıq tamamlanmış bir işdir. Ancaq Amerika özəl kosmik şirkətinin nümayəndələri yalnız öz layihələri haqqında danışanda, bir çox mütəxəssis onun uğurlu həyata keçirilməsinin mümkünlüyünə şübhə edirdi.
Bugünkü reallıqlarda, bəzi buraxılışlarda ağır sinif Falcon 9 raketinin birinci mərhələsi yenidən giriş versiyasında istifadə edilə bilər. Raketin ikinci mərhələsini kifayət qədər yüksəkliyə qaldıraraq, təxminən 70 kilometr yüksəklikdə ayrılır, açılış raketinin işə salınmasından təxminən 2,5 dəqiqə sonra açılır (vaxt xüsusi buraxılış vəzifələrindən asılıdır). LV -dən ayrıldıqdan sonra, birinci mərhələ, quraşdırılmış münasibət idarəetmə sistemindən istifadə edərək, işləyən ikinci mərhələ mühərriklərinin alovundan qaçaraq kiçik bir manevr edir və üç əsas əyləc manevrinə hazırlaşmaq üçün mühərrikləri irəli çevirir. Eniş edərkən, birinci mərhələ əyləc üçün öz mühərriklərindən istifadə edir. Qaytarılmış mərhələnin buraxılışda öz məhdudiyyətlərini tətbiq etdiyini qeyd etmək lazımdır. Məsələn, Falcon 9 raketinin maksimum yükü 30-40 faiz azalır. Bu, əyləc və sonrakı eniş üçün yanacaq ehtiyatı, habelə quraşdırılmış eniş avadanlığının əlavə çəkisi (qəfəs sükanları, enmə dayaqları, idarəetmə sisteminin elementləri və s.)
Amerikalıların uğurları və çoxlu uğurlu buraxılışlar dünyada təsirsiz ötüşmədi ki, bu da yan gücləndiricilərin geri qaytarılması və ilk mərhələnin Yerə qayıtması da daxil olmaqla, raketlərin qismən təkrar istifadəsini istifadə edən layihələrin başlaması ilə bağlı bir sıra bəyanatlara səbəb oldu. Roscosmos nümayəndələri də bu hesab haqqında danışdılar. Şirkət 2017 -ci ilin əvvəlində Rusiyada təkrar istifadə edilə bilən raketlərin yaradılması üzərində işlərin bərpası barədə danışmağa başladı.
"Korona" vasitəsini buraxın - ümumi görünüş
Yenidən istifadə edilə bilən Korona raketi və əvvəlki layihələr
Yenidən istifadə edilə bilən raketlərin ideyasının hələ Sovet İttifaqında öyrənildiyini qeyd etmək lazımdır. Ölkə dağılandan sonra bu mövzu yox olmadı, bu istiqamətdə işlər davam etdi. Elon Musk bu barədə danışdığından çox əvvəl başladılar. Məsələn, super ağır Sovet Energia raketinin birinci mərhələsinin blokları geri qaytarılmalı idi, bu iqtisadi səbəblərdən və ən azı 10 uçuş üçün hazırlanmış RD-170 mühərriklərinin mənbəyinin həyata keçirilməsi üçün lazım idi.
Akademik V. P. Makeyev adına Dövlət Raket Mərkəzinin mütəxəssisləri tərəfindən hazırlanmış Rossiyanka buraxılış raketinin layihəsi daha az məlumdur. Bu müəssisə əsasən hərbi inkişafları ilə tanınır. Məsələn, sualtı qayıqların silahlandırılması üçün nəzərdə tutulan yerli ballistik raketlərin əksəriyyəti, o cümlədən hazırda Rusiya sualtı donanmasında xidmətdə olan R-29RMU Sineva ballistik raketləri burada yaradıldı.
Layihəyə görə, Rossiyanka ilk mərhələsi təkrar istifadə edilə bilən iki mərhələli bir raket idi. Əslində SpaceX mühəndisləri ilə eyni fikir, amma bir neçə il əvvəl. Raketin 21,5 ton yükü aşağı orbitə buraxması nəzərdə tutulurdu - bu göstəricilər Falcon 9 raketinə yaxın idi. Birinci mərhələnin qayıdışı standart mərhələli mühərriklərin yenidən daxil olması səbəbindən ballistik trayektoriya boyunca baş verməli idi. Lazım gələrsə, raketin daşıma qabiliyyəti 35 tona qədər artırıla bilər. 12 dekabrda Makeyev SRC, təkrar istifadə edilə bilən raketlərin inkişafı üçün Roscosmos yarışmasında yeni raketini təqdim etdi, lakin bu cür cihazların yaradılması üçün sifariş Bayraq-Angara ilə birlikdə Xrunichev Dövlət Tədqiqat və İstehsalat Kosmik Mərkəzinin rəqiblərinə verildi. layihə. Çox güman ki, Makeev SRC mütəxəssisləri öz layihələrini həyata keçirmək səlahiyyətinə malik olardılar, lakin kifayət qədər diqqət və maliyyə olmadan bu mümkün deyildi.
Baykal-Angara layihəsi daha iddialı idi; Yerə qayıdan ilk mərhələnin təyyarə versiyası idi. Bölmənin hündürlüyünə çatdıqdan sonra ilk mərhələdə xüsusi bir qanad açılacaq və sonra eniş qurğusu uzadılmış şərti bir aerodromda eniş edən bir təyyarə boyunca uçacaq. Ancaq belə bir sistemin özü nəinki çox mürəkkəb, həm də bahalıdır. Onun mübahisəsiz məziyyətlərinə daha böyük bir məsafədən qayıda biləcəyi faktı da daxildir. Təəssüf ki, layihə heç vaxt həyata keçirilmədi, hələ də bəzən xatırlanır, amma başqa bir şey yoxdur.
İndi dünya tamamilə yenidən istifadə edilə bilən raket qurğuları haqqında düşünür. Elon Musk Big Falcon Rocket layihəsini elan etdi. Belə bir raket, müasir kosmonavtika üçün xarakterik olmayan iki mərhələli bir arxitekturaya sahib olmalıdır; ikinci mərhələsi ya yük, həm də sərnişin ola biləcək bir kosmik gəmisi olan vahid bir bütövdür. Superheavy -in ilk mərhələsinin mühərriklərindən istifadə edərək kosmodromda şaquli eniş edərək Yerə qayıdacağı planlaşdırılır, bu texnologiya artıq SpaceX mühəndisləri tərəfindən mükəmməl şəkildə hazırlanmışdır. Ulduz gəmisi adlandırılan raketin ikinci mərhələsi bir kosmik gəmi ilə birlikdə (əslində bu müxtəlif məqsədlər üçün bir kosmik gəmidir) Yerin orbitinə daxil olacaq. İkinci mərhələdə, bir kosmik missiyanı bitirdikdən və dəniz platformasına endikdən sonra atmosferin sıx təbəqələrində yavaşlamaq üçün kifayət qədər yanacaq qalacaq.
Qeyd etmək lazımdır ki, SpaceX -in də belə bir fikirdə ovucları yoxdur. Rusiyada 1990 -cı illərdən bəri təkrar istifadə edilə bilən bir raketin layihəsi hazırlanmışdır. Yenə də layihə üzərində Akademik V. P. Makeyev adına Dövlət Raket Mərkəzində çalışdılar. Yenidən istifadə edilə bilən rus raketinin layihəsi "Korona" gözəl adına malikdir. Roscosmos 2017 -ci ildə bu layihəni xatırlatdı, bundan sonra bu layihənin bərpası ilə bağlı müxtəlif şərhlər gəldi. Məsələn, 2018 -ci ilin yanvar ayında Rossiyskaya Gazeta, Rusiyanın təkrar istifadə edilə bilən kosmik raket üzərində işlərə yenidən başladığı xəbərini dərc etdi. Söhbət Korona raketindən gedirdi.
Amerika Falcon-9 raketindən fərqli olaraq, Rus Koronasının ayrılan mərhələləri yoxdur; əslində tək bir yumşaq uçuş və enmə kosmik gəmisidir. Makeyev SRC-nin baş dizayneri Vladimir Degtyarın fikrincə, bu layihə planetlərarası uzaq məsafəli insanlı uçuşların həyata keçirilməsinə yol açmalıdır. Yeni rus raketinin əsas struktur materialının karbon lifi olacağı planlaşdırılır. Eyni zamanda "Korona", kosmik gəmiləri 200 ilə 500 kilometr yüksəklikdə olan aşağı yer orbitlərinə buraxmaq üçün hazırlanmışdır. Raketin çəkisi təxminən 300 tondur. Çıxış yükünün kütləsi 7 ilə 12 tondur. "Korona" nın qalxması və enişi sadələşdirilmiş buraxılış qurğularından istifadə edilməklə həyata keçirilməlidir, buna əlavə olaraq dəniz platformalarından təkrar istifadə edilə bilən raketin buraxılması variantı üzərində iş aparılır. Yeni buraxılış maşını eyni platformadan qalxma və enmə üçün istifadə edə biləcək. Növbəti buraxılışa raketin hazırlanma müddəti cəmi bir gündür.
Qeyd etmək lazımdır ki, tək mərhələli və təkrar istifadə edilə bilən raketlər yaratmaq üçün lazım olan karbon lifli materiallar ötən əsrin 90-cı illərindən etibarən aerokosmik texnologiyada istifadə edilmişdir. 1990-cı illərin əvvəllərindən bəri, Korona layihəsi uzun bir inkişaf yolu keçdi və əhəmiyyətli dərəcədə inkişaf etdi, əvvəlcə bunun birdəfəlik bir raket olduğunu söyləməyə ehtiyac yoxdur. Eyni zamanda, təkamül prosesində gələcək raketin dizaynı həm daha sadə, həm də daha mükəmməl hala gəldi. Tədricən, raketin inkişaf etdiriciləri, yenidən istifadə edilə bilən raket gövdəsinin əsas materialının karbon lifi olacağını başa düşərək qanad və xarici yanacaq çənlərindən istifadəni tərk etdilər.
Yenidən istifadə edilə bilən Korona raketinin son versiyasında, kütləsi 280-290 tona yaxınlaşır. Bu qədər böyük bir tək mərhələli buraxılış qurğusu hidrogen və oksigenlə işləyən yüksək səmərəli maye yanacaqlı raket mühərriki tələb edir. Ayrı-ayrı mərhələlərə yerləşdirilən raket mühərriklərindən fərqli olaraq, belə bir maye yanacaqlı raket mühərriki Yerin atmosferindən kənarda uçuş və uçuş da daxil olmaqla müxtəlif şəraitdə və müxtəlif yüksəkliklərdə səmərəli işləməlidir. Makeevka dizaynerləri "Laval burunlu adi bir maye yanacaqlı raket mühərriki yalnız müəyyən yüksəkliklərdə təsirlidir" deyirlər. Bu tip raket mühərriklərindəki qaz jeti özünü "xaricdəki" təzyiqə uyğunlaşdırır; üstəlik, həm Yer səthində, həm də stratosferdə olduqca yüksək səmərəliliyini saxlayır.
RN "Korona", orbital uçuşda qapalı bir yük bölməsi olan render
SSRİ və ABŞ -da fəal şəkildə inkişaf etdirilsə də, bu günə qədər dünyada bu tip işləyən bir mühərrik yoxdur. Mütəxəssislər, yenidən istifadə edilə bilən Korona raketinin mühərrikin modul versiyası ilə təchiz edilməli olduğunu düşünürlər ki, bu zaman paz-hava nozzle hazırda prototipi olmayan və praktikada sınaqdan keçirilməmiş yeganə elementdir. Eyni zamanda, Rusiyanın müasir kompozit materiallar və onlardan hissələr istehsalında öz texnoloqları var. Onların inkişafı və tətbiqi, məsələn, "Kompozit" ASC və Ümumrusiya Aviasiya Materialları İnstitutunda (VIAM) olduqca uğurla aparılır.
Yer atmosferində təhlükəsiz bir uçuş üçün Korona'nın karbon lifli quruluşu, əvvəllər Buran kosmik gəmisi üçün VIAM-da hazırlanmış və o vaxtdan bəri əhəmiyyətli bir inkişaf yolu keçmiş istilik qoruyucu bir kafel ilə qorunacaq. Dizaynerlər qeyd edirlər ki, "Korona üzərindəki əsas istilik yükü yüksək temperaturlu termal qoruma elementlərinin istifadə edildiyi yay üzərində cəmləşəcək". "Eyni zamanda, raketin yanan tərəfləri daha böyük bir diametrə malikdir və hava axınının kəskin bucağında yerləşir. Bu elementlərin istilik yükü daha azdır və bu da öz növbəsində daha yüngül materiallardan istifadə etməyə imkan verir. Nəticədə təxminən 1,5 ton ağırlığa qənaət əldə edilir. Raketin yüksək temperatur hissəsinin kütləsi, Korona üçün istilik qorunmasının ümumi kütləsinin 6 faizini keçmir. Müqayisə üçün deyim ki, kosmik servis 20 faizdən çoxunu təşkil edir."
Yenidən istifadə edilə bilən raketin hamar, konik forması çoxlu sınaq və səhvlərin nəticəsidir. Tərtibatçıların sözlərinə görə, layihə üzərində işləyərkən yüzlərlə fərqli variantı nəzərdən keçirib qiymətləndiriblər. Yaradıcılar, "Space Shuttle və ya Buran kosmik gəmilərindəki kimi, qanadları tamamilə tərk etmək qərarına gəldik" deyirlər. - Ümumiyyətlə, atmosferin yuxarı təbəqələrində qanadlar yalnız kosmik gəmiyə müdaxilə edir. Bu cür uzay gəmiləri atmosferə "dəmirdən" yaxşı olmayan hipersəs sürətlə daxil olur və yalnız səsdən yüksək sürətlə üfüqi uçuşa keçirlər, bundan sonra qanadların aerodinamikasına tam etibar edə bilərlər."
Raketin konik eksenel simmetrik forması nəinki istiliyin qorunmasını asanlaşdırır, həm də yüksək uçuş sürətində hərəkət edərkən ona yaxşı aerodinamik keyfiyyətlər verir. Artıq atmosferin yuxarı təbəqələrində "Korona" raketin nəinki yavaşlamasına, həm də manevr etməsinə imkan verən qaldırıcı qüvvə alır. Bu, raketin eniş sahəsinə uçarkən yüksək yüksəklikdə manevr etməsinə imkan verir; gələcəkdə yalnız əyləc prosesini tamamlamalı, istiqamətini düzəltməli, kiçik manevr mühərrikləri ilə aşağıya doğru dönməli və yerə enməlidir.
Layihənin problemi, Koronanın kifayət qədər maliyyələşmə və ya tamamilə olmaması şəraitində inkişaf etdirilməsidir. Hal -hazırda, Makeyev SRC bu mövzuda yalnız bir dizayn layihəsini tamamladı. 2018 -ci ildə Kosmonavtika üzrə XLII Akademik Oxumalar zamanı elan edilən məlumatlara görə, Korona buraxılış raketinin yaradılması layihəsi üzrə texniki -iqtisadi əsaslandırmalar aparılmış və effektiv raket inkişaf cədvəli tərtib edilmişdir. Yeni bir raketin yaradılması üçün lazım olan şərtlər araşdırıldı və həm inkişaf prosesinin perspektivləri, həm də yeni raketin gələcək istismarı təhlil edildi.
2017 və 2018 -ci illərdə Crown layihəsi ilə bağlı xəbərlər yayıldıqdan sonra yenidən sükut hökm sürür … Layihənin perspektivləri və həyata keçirilməsi hələ də aydın deyil. Bu arada, SpaceX, 2019 -cu ilin yayında yeni təkrar istifadə edilə bilən Big Falcon Rocket (BFR) sınaq nümunəsini təqdim edəcək. Test nümunəsinin yaradılmasından etibarən etibarlılığını və performansını təsdiqləyəcək tam hüquqlu bir raketə qədər uzun illər lazım ola bilər, amma hələlik deyə bilərik: Elon Musk və onun şirkəti əllərlə görülə və toxunula biləcək şeylər hazırlayır.. Eyni zamanda, Roskosmos, Baş nazir Dmitri Medvedevə görə, layihələndirməsini dayandırmalı və gələcəkdə hara uçacağımız barədə söhbət etməlidir. Daha az danışmalı və çox şey etməlisən.
