Как «Роскосмос» упустил возможность быть первым в создании многоразовых ракет-носителей
Уже в 1940-х годах сформировалось представление о многоразовой ракете-носителе, которая садится на посадочную площадку на собственных двигателях.
К сожалению, до недавнего времени, для реализации такой посадки требовались технические решения, которые были недоступны, вплоть до 2010-х. Готовиться к их реализации было необходимо начинать лет за 20 до этого, то есть как раз в то время, когда наша страна испытывала, скажем так, не лучшие времена.
О том, что в СССР работали над возможностью создания многоразовых РН, думаю, знают почти все. Реализовать это предполагалось уже на блоках первой ступени второй модификации сверхтяжёлой ракеты-носителя «Энергия» («Энергия-2» или ГК-175), которые собирались возвращать «самолётным способом». Собственно, ресурс двигателей РД-170 должен был составлять 25 полётов.
Но давайте перейдём ближе к нашим дням
![Как «Роскосмос» упустил возможность быть первым в создании многоразовых ракет-носителей Технологии, Ракета, Космонавтика, Космос, Илон Маск, Ракета-носитель, NASA, SpaceX, Запуск ракеты, Роскосмос, МКС, Starship, Гифка, Длиннопост](https://cs12.pikabu.ru/post_img/2022/01/17/4/1642394360137021473.jpg)
На изображении: вариант многоразовой ракетной системы ГК-175 в составе крылатого блока Ц и «стандартных» блоков А (от РН «Энергия-2») в стартовой конфигурации. Автор неизвестен.
В СМИ, с момента первой успешной посадки РН Falcon 9 в 2015 году, активно рассказывали о том, что это утопия, а Илон Маск — аферист. Тем временем, «Роскосмос» ещё в конце 2011 года объявил конкурс на создание многоразовых носителей.
Мы сейчас не будем вдаваться в подробности «внутренней кухни» госкорпорации, но заказ тогда ушёл ГКНПЦ им. Хруничева на проект «Байкал-Ангара», который по некоторым техническим решениям напоминает ту самую «Энергия-2».
Эту систему с самого начали называли слишком сложной и дорогой, а единственным значимым плюсом называлась возможность возврата с большого расстояния (благодаря возврату ступеней «самолётным способом»), что позволило бы выводить аппараты на большее число различных наклонений. Так или иначе, проект не реализован, а время от времени в СМИ проскакивает информация о том, что какие-то наработки могут быть использованы в РН «Союз-5», которую, опять же, преподносят в качестве основного конкурента Falcon 9.
Но вот, что интересно — «Роскосмос» тем своим решением, вероятно, упустил возможность опередить Space X в гонке по разработке многоразовых РН.
На изображении: профиль полёта многоразовой ступени РН «Россиянка». Credit: ОАО «Государственный ракетный центр имени академика В. П. Макеева».
В том конкурсе принимало участие ОАО «Государственный ракетный центр имени академика В. П. Макеева» с проектом многоразовой РН «Россиянка». Именно в центре Макеева разработали большинство баллистических ракет для подводных лодок, включая и стоящие сегодня на вооружении Р-29РМУ «Синева».
«Россиянка» — это двухступенчатая ракета-носитель с многоразовой первой ступенью. Вот эту РН действительно можно было бы назвать конкурентом только разрабатываемой тогда Falcon 9, так как даже выводить на НОО она должна была 21,5 тонны (Falcon 9 выводит 22,8 тонны).
Понятно, что сейчас нет особого смысла об этом рассуждать, но, как мне кажется, центр Макеева мог бы реализовать этот проект при наличии соответствующего финансирования. Вместо этого весь мир наблюдал, как впервые была осуществлена посадка первой ступени РН Falcon 9 в 2015 году.
К слову, после этого в центре Макеева на собственные средства работали над новым проектом уже полностью многоразовой космической системы КОРОНА («Космическая одноразовая ракета, одноступенчатый носитель аппаратов»). Она хоть и не является прямым конкурентом той же системе Starship, но довольно интересна и заслуживает отдельной публикации. Правда, после представления проекта в 2018 году, о нём ничего больше не слышно — видимо, «космических боссов» и он тоже не заинтересовал.
Что мы получаем в итоге?
На изображении: интересный и по-настоящему футуристичный концепт полностью многоразовой космической системы КОРОНА. Credit: ОАО «Государственный ракетный центр имени академика В. П. Макеева». К слову, на этой РН предполагалось ставить клиновоздушный двигатель, прототип которого недавно был испытан.
Наработки по многоразовым системам советской и российской космонавтики не получили ни должного внимания, ни необходимого финансирования, из-за чего первенство в этой гонке досталось американцам. Вместо того, чтобы оглянуться назад и проанализировать собственные ошибки, средства, силы и время тратятся на попытку принизить достижения конкурентов. А тем временем уже и Китай максимально активно действует на этом поле.
Вот здесь вы можете ознакомиться с техническими подробностями ракеты-носителя «Россиянка».
У меня есть каналы в Дзене, Telegram, YouTube и чат для дискуссий на научные темы. Подписывайтесь, если интересно.
Нужна ли космической державе сверхтяжёлая ракета-носитель и какой найти повод для исследования космоса?
Итак, попробуем ответить на поставленный вопрос. Для начала о причинах отказа «Роскосмоса» от РН «Енисей». Основная заключается в том, что деньги пойдут на разработку метанового двигателя.
Здесь надо сказать, что разработать его должны были ещё вчера, если «Роскосмос» вообще собирается вступать в конкурентную борьбу на рынке космических пусков. Но сначала нам говорили, что и на «керосине неплохо полетаем», из-за чего тормозились разработки РД-0169 и РД-0177, а потом потребовалось выплачивать долги «Государственного космического научно-производственного центра имени М. В. Хруничева».
Тем не менее, РД-0177 находится в фазе испытаний опытного образца, поэтому непонятно, почему на его дальнейшую разработку понадобилось денег как на сверхтяжёлую ракету. Тут, правда, следует отметить, что, согласно имеющимся данным, российский двигатель по характеристикам, даже будучи прототипом, уступает «Раптору» от SpaceX с полной газификацией топлива, который к тому же уже летает.
Но это всё тема другой статьи.
Нас интересует, нужна ли вообще сверхтяжёлая РН стране?
Тут, как по мне, тоже практически всё упустили из-за непрофессионализма отдельных лиц, ведущих себя не как те самые по-настоящему «эффективные менеджеры», а буквально, как дети.
Вся отечественная пропаганда работала на то, чтобы высмеивать идеи Илона Маска. Starship как только не называли на федеральных каналах и в государственных СМИ, после чего радостные «ура-патриоты» разносили эти эпитеты по группам в социальных сетях.
Теперь те же официальные лица забили тревогу о том, что со Starship у американцев появляется не просто ракета для полётов к Луне и Марсу, а технологическое решение, способное перевернуть военно-политический баланс в мире.
Именно поэтому Дмитрий Рогозин заговорил о пересмотре концепции сверхтяжёлой ракеты в принципе, ведь РН «Енисей» в своём первоначальном варианте сразу была далеко не самой мощной из разрабатываемых. Почти уверен, что концепт, который нам представят в итоге, будет копией Starship, хоть нас и начнут уверять, что это не так.
Дело в том, что ракеты-носители не разрабатываются впрок — сначала требуется определиться с задачами. Именно с целеполаганием у наших «космических управленцев» серьёзные проблемы. У России на ближайшие десятилетия нет амбициозных задач по изучению космоса, ведь гражданский космос по-прежнему воспринимается российскими чиновниками не более, чем рекламой.
В этом смысле развитие космической отрасли в нашей стране полностью остановилось со смертью Сергея Павловича Королёва, так как ни советские, ни российские чиновники не смогли осознать, что точка зрения «космос — это исключительно пиар» полностью устарела.
Наши «космические чиновники» сами этого не поняли и, соответственно, не смогли донести это до Президента, из-за чего на космическую отрасль и выделяется непростительно мало средств, которые появляются только тогда, когда с другой стороны уже машут готовой «дубиной». Тогда-то и подключается всем привычное «военное мышление» — нам нужна ответка.
Проблема в том, что такая позиция абсолютно не жизнеспособна в условиях развития частных космических компаний. Частенько можно услышать, что Илон Маск — просто хороший пиарщик. Ну так не без этого. У NASA постоянно те же проблемы со сдвигом сроков создания своих изделий, как и у «Роскосмоса», чем Маск и воспользовался — начал делать быстрее без потери качества, за что и получает свои очки доверия.
В России частные космические проекты если и не душили специально, то, как минимум, абсолютно не помогали им развиваться, а гигантская госкорпорация физически не способна конкурировать с частной компанией, которая прототипы для испытаний делает каждые две-три недели.
Именно поэтому не сработает подход, при котором финансирование принципиально новых проектов оправдывается ответными действиями на разработки «врага», ведь «Роскосмос» ничего не сможет противопоставить SpaceX из-за совершенно иных (не хочу говорить «устаревших») принципов и скорости работы.
Возникает закономерный вопрос: «как можно было оправдать увеличение трат на космические проекты?»
Поиск микробной жизни на других планетах Солнечной системы.
Вы заметили, что, к примеру, американцы все свои проекты связывают именно с этим? Изучение Марса, Европы, Титана. Именно на этой почве заговорили и об изучении Венеры. Как думаете, почему?
Лично мне кажется, что открытие жизни вне Земли приведёт к тому, что полёты в космос станут главным приоритетом на долгие десятилетия. Осознание существования внеземной жизни приведёт к оправданию вывода в космос новейших систем вооружения, якобы впрок. Тогда-то и понадобятся лунные ракеты большой грузоподъёмности, чтобы начать строить на спутнике земли военные базы для защиты от потенциальных угроз.
Это только на первый взгляд выглядит чем-то фантастическим, но с обнаружением внеземной жизни может совпасть и получение первых реальных изображений экзопланет, и мы не знаем, что мы увидим на этих фотографиях. Ну а для подключения военных интересов нужен только повод. Вот так и получается, что американцы, возможно, сами того не понимая, «следуя за мечтами о поиске внеземной жизни и о том, чтобы сделать человечество мультипланетарным видом», занимаются на самом деле поиском этого повода для военных.
Что в итоге?
Так нужна ли сверхтяжёлая ракета-носитель стране?
Только если есть задачи. Сама по себе может появиться только одна задача — та самая «ответка». Вопрос в том, что, если космические чиновники в космической сверхдержаве не способны ставить новые амбициозные задачи для развития отрасли, может и отрасль как таковая не особо-то и нужна?
Когда китайцы объявили о намерении строить станцию на орбите Земли, от каждого «ура-патриота» было слышно, что они «просто повторяют то, что было сделано в СССР», а когда о намерении создать очередную станцию заявил «Роскосмос», те же люди начали распинаться о том, какая это отличная идея и, само собой, наша станция будет лучше китайской.
Непоследовательно это всё как-то, хаотично.
Напомню, что я лишь высказываю своё мнение, с которым вы можете не соглашаться, высказывая своё.
SpaceX идёт ва-банк — с марта начнутся запуски спутников Starlink с помощью Starship. Возможно, это и будет переворот в космонавтике
Судя по всему, в SpaceX максимально уверены в успехе Starship и решили слегка надавить на Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) и Федеральную комиссию по связи (FCC), официально объявив, что запуск почти 30 000 спутников Starlink второго поколения будет осуществляться с помощью Starship, а не Falcon 9.
По словам юриста SpaceX Уильяма Уилтшира, прогресс в разработке Starship превзошёл ожидания компании, благодаря чему:
«Можно начать запуск системы Gen2 уже в марте 2022 года.»
FAA должно завершить экологическую экспертизу на космодроме в Starbase в Бока-Чика к 28 февраля.
Интересно, что первоначально SpaceX представила в FCC одну конфигурацию своей сети, состоящую из 29 996 спутников, расположенных на 12-ти наклонениях на высотах от 328 до 614 километров. Уже развёрнутые спутники останутся на своих орбитах до окончания срока службы.
Новая конфигурация, основанная на запусках с помощью Starship, включает 29 988 спутников на высотах от 340 до 614 километров на девяти наклонениях. Объявлено об этом было ещё в августе.
Конкуренты, среди которых есть, к примеру, Amazon, призвали регулятор отклонить новый план SpaceX, так как, по их мнению, запрос разрешения на более чем одну конфигурацию поощряет спекулятивное поведение со стороны будущих операторов спутниковых группировок.
Скажем честно, реальных конкурентов у SpaceX нет, и этому есть простое объяснение — план по развёртыванию группировки Starlink, при подробном рассмотрении, выглядит почти безумным.
Почему планы SpaceX по группировке Starlink выглядели не особо реалистичными?
Математика довольно проста. Чтобы создать заявленную первоначально группировку первого этапа из 12 000 спутников, SpaceX нужно было бы запускать Falcon 9 каждые 5-6 дней на протяжении трёх лет. А теперь напомню, что стартовая площадка SpaceX обладает, мягко говоря, далеко не самым удачным расположением.
Погоду необходимо учитывать одновременно и в месте старте, и в месте посадки. В случае ухудшения условий, минимальный срок переноса составляет от одного до 5 дней. Как итог, даже если бы SpaceX удалось использовать все возможные стартовые окна, запуски никогда бы не закончились просто потому, что спутники требуется регулярно обновлять.
Со Starship вывести 12 000 аппаратов можно менее чем за 30 пусков, то есть можно уложиться в один год. К моменту вывода всей группировки, первые аппараты ещё не выйдут за расчётный срок эксплуатации в 8 лет.
А теперь немного экономики
Один спутник Starlink v 1.0 весит 260 кг. Полный пакет для запуска из 60 штук − 15 600 кг. Это полная грузоподъемность ракеты-носителя Falcon 9 v1.2 Full Thrust в конфигурации, рассчитанной на посадку первой ступени на баржу. Сейчас SpaceX уже запускает изрядно «поправившиеся» спутники из-за лазерной связи и Falcon 9 за один раз выводит только 49 спутников.
Стоимость одного пуска около 50 миллионов долларов. Таким образом, вывод на орбиту одного спутника Starlink обходится примерно в $800 000. Отмечу, что оценка довольно завышена. Ну а теперь о главном.
Грузоподъёмность Starship составляет 100-150 тонн, благодаря чему за один запуск на орбиту можно будет выводить от 384 до 576 спутников Starlink. О стоимости одного пуска Starship говорить рано, но достаточно очевидно, что вывод на орбиту одного спутника Starlink станет значительно дешевле.
Как итог, бизнес SpaceX действительно полностью зависит от реализации программы Starship.
Что ж, посмотрим, получится ли начать пуски с полезной нагрузкой уже в марте.
1. Запрос SpaceX в FCC о развёртывании новой конфигурации Starlink.
2. Призыв конкурентов отклонить запрос.
У меня есть каналы в Дзене, Telegram, YouTube и чат для дискуссий на научные темы. Подписывайтесь, если интересно.
Почему именно SpaceX вернёт людей на Луну? Илон Маск всех обманул или у конкурентов просто не было шансов?
Теперь можно с уверенностью сказать, что именно SpaceX будет возвращать людей на Луну. Само собой, этот факт не обошли товарищи, считающие всё заговором и беспощадным пиаром Илона Маска. Предлагаю разобраться, почему именно SpaceX со своим Starship Lunar выиграла в конкурсе NASA HLS. Можно было бы сразу написать про Starship, но надо понимать, с чем и как выступали конкуренты.
Итак, NASA объявило конкурс на создание спускаемого аппарата, который должен вернуть людей на Луну. После этого триумфального возвращения человечество должно закрепиться на Луне, ведь наши технологии шагнули далеко вперёд в своём развитии. Вот только не все это используют.
Абсолютное большинство концепций выглядит неотличимо от «лунных программ» рубежа 1960-1970-х годов. Более того, NASA официально зафиксировало, что возвращение на Луну будет реализовываться посредством ракеты-носителя SLS, корабля Orion и лунной орбитальной станции Gateway. Внешнему подрядчику было решено передать создание только взлётно-посадочного модуля.
Сценарий миссии выглядит так: с помощью SLS запускается к Луне Orion, который пристыкуется к лунной орбитальной станции, где астронавты пересядут в спускаемый аппарат, предназначенный для доставки их на поверхность Луны. Спустя неделю, астронавты возвращаются на станцию, пересаживаются в Orion и отправляются обратно на Землю.
![Почему именно SpaceX вернёт людей на Луну? Илон Маск всех обманул или у конкурентов просто не было шансов? Технологии, Ракета-носитель, Илон Маск, SpaceX, Космический корабль, Запуск ракеты, Starship, Ракета, Космонавтика, NASA, МКС, Марс, Планета, Космос, Луна, Гифка, Видео, Длиннопост](https://cs12.pikabu.ru/post_img/2022/01/07/11/1641581813148597817.jpg)
Конкурс Human Landing System (HLS)
После первичного отбора, осталось три участника: Dynetics, Blue Origin и SpaceX. Согласно первоначальному плану, NASA собиралось выбрать два проекта для реализации. Почему же осталась только SpaceX?
Dynetics
Компания основана в 1974 году. Много работают в проектах, связанных с национальной безопасностью США. Dynetics собрала команду, состоящую преимущественно из представителей Sierra Nevada Corporation, и нескольких мелких подрядчиков.
Первый прототип посадочного модуля ALPACA был показан в феврале 2021 года. Предполагается, что довольно своеобразный по конструкции модуль (по сторонам от жилого отсека расположены двигательные установки с баками) будет запускаться на Луну с помощью всё той же SLS.
![Почему именно SpaceX вернёт людей на Луну? Илон Маск всех обманул или у конкурентов просто не было шансов? Технологии, Ракета-носитель, Илон Маск, SpaceX, Космический корабль, Запуск ракеты, Starship, Ракета, Космонавтика, NASA, МКС, Марс, Планета, Космос, Луна, Гифка, Видео, Длиннопост](https://cs14.pikabu.ru/post_img/2022/01/07/11/16415818791458100.jpg)
Dynetics получила от NASA самую низкую оценку технической реализуемости, а внешний вид вообще назван «маргинальным». Но, что самое главное, Dynetics запросила самую большую сумму на реализацию своего проекта — более 9-ти миллиардов долларов.
Blue Origin
Не могу не упомянуть, что за возможную отсрочку предстоящей высадки серьёзная ответственность теперь на слегка обнаглевшем (а, возможно, и поехавшем) Джефе Безосе. Ниже объясню.
В представленном проекте посадочного модуля, Blue Origin разрабатывает лишь 1/3 конструкции:
- Межорбитальный буксир (Northrop Grumman) должен переместить спускаемый аппарат с жилым модулем на более низкую орбиту с окололунной станции. Именно NG создала спускаемый аппарат, впервые доставивший людей на Луну.
- Посадочная ступень (Blue Origin).
- Взлётная ступень с жилым модулем (Lockheed Martin). Эта компания создала Orion.
Все три элемента должны запускаться отдельно и стыковаться на орбите. В сборе конструкция представляет собой башню со входом на самом верху.
![Почему именно SpaceX вернёт людей на Луну? Илон Маск всех обманул или у конкурентов просто не было шансов? Технологии, Ракета-носитель, Илон Маск, SpaceX, Космический корабль, Запуск ракеты, Starship, Ракета, Космонавтика, NASA, МКС, Марс, Планета, Космос, Луна, Гифка, Видео, Длиннопост](https://cs12.pikabu.ru/post_img/2022/01/07/11/1641581944149353867.jpg)
В результате оценки этого проекта, NASA выделило 13 сильных сторон, 14 слабых и два существенных недостатка, которые, тем не менее, были обозначены как приемлемые. Эти недостатки касаются двигателей, разрабатываемых Blue Origin, но которых по-прежнему не существует.
Из заключения NASA (на изображении):
«Двигательные установки (ДУ) Blue Origin для всех трёх основных элементов проекта создают при планировании значительные риски, многие из которых недостаточно учтены компанией. Эти ДУ состоят из сложных подсистем, которые имеют низкий уровень технологической готовности на текущей фазе развития проекта.»
Теперь о том, что Безос либо обнаглел, либо сошёл с ума
Во-первых, в агентстве не поняли, почему, согласно проекту, Blue Origin не предполагает тестировать свои несуществующие двигатели на беспилотном варианте посадочного модуля — сразу с экипажем.
Во-вторых, заявленная в проекте система связи не соответствовала требованиям HLS, что тоже отмечено в отчёте. Но и это ещё не всё.
Blue Origin запросила на реализацию проекта 6 миллиардов долларов. При этом в график платежей (вот тут либо по глупости, либо по наглости) были включены два авансовых перевода при том, что в требованиях к проекту прямо сказано, что никаких авансовых платежей быть не может:
На изображении:
«Предложения, содержащие какие-либо авансовые платежи, исключают возможность заключения контракта.»
Ну а после всего вышеперечисленного Джеф Безос ещё и остановил на пол года работу SpaceX над Lunar Starship, инициировав судебный процесс с NASA.
SpaceX
SpaceX весь проект разрабатывает самостоятельно, без единого внешнего партнёра. Дизайн Starship Lunar отличается кардинально. Корабль является частью полностью многоразовой системы Starship. У него нет составных частей. Корабль стыкуется с окололунной станцией, экипаж переходит в него и отправляется на поверхность Луны.
Даже посадка на Луну отличается от конкурентов, по сути, повторяющих концепцию «Аполлонов». Проблема заключается в том, что двигатели при такой схеме находятся непосредственно на днище посадочного модуля, что затрудняет посадку. О том, как астронавты учились садиться на Луну, на канале есть видео:
Starship Lunar же осуществляет посадку с помощью ДУ, располагающихся по бокам корпуса примерно на середине этой махины, благодаря чему поверхность под кораблём останется нетронутой при посадке.
Кислородно-метановые двигатели Raptor работающие по уникальной полнопроточной закрытой схеме, уже функционируют. Наладка их массового выпуска уже идёт.
Взлёт и посадка корабля отработаны на прототипах, и уже готовы новый прототип корабля и бустера для первого суборбитального полёта.
Отличается Starship Lunar и своей грузоподъёмностью. Вместе с астронавтами на Луну можно доставить 100 тонн оборудования. Чтобы вы понимали, базовое требование проекта заключалось в доставке 850-ти килограмм вместе с астронавтами, что было отдельно отмечено в отчёте NASA. Starship Lunar позволит начать самое настоящее освоение Луны.
Какие проблемы?
На данный момент, пожалуй, главной проблемой проекта является топливо. Речь о том, что заправляться Starship должен на орбите Земли, что предполагается делать с помощью модификации Starship Tanker.
Ещё никогда в космосе не производилась перекачка криогенного топлива. Более того, для полёта на Луну и обратно потребуется несколько заправок одного Starship Lunar. Маск говорит о четырёх, но специалисты насчитали до 16-ти. Правда, насчитали это специалисты Blue Origin.
В проекте SpaceX, поданном для участия в конкурсе, вся эта информация была указана, и NASA выбрало именно его. У проекта Starship Lunar были выделены три значительных преимущества, включая технологическую готовность элементов на момент подачи заявки, 10 сильных сторон, 6 слабых и только одна существенная слабость — эксплуатационная сложность дозаправки корабля на околоземной орбите. В итоге, с точки зрения управления SpaceX получила оценку «Outstanding» («Превосходная»).
Помимо прочего, SpaceX запросила всего три миллиарда долларов на реализацию своего проекта.
Да, работы ещё очень много. Как минимум, Starship Lunar довольно сильно отличается от прототипов, которые сейчас проходят испытания. По большому счёту, глядя на то, насколько сильно отстаёт от графика программа Artemis из-за кучи проблем, вполне может так оказаться, что возвращение людей на Луну ляжет на плечи исключительно SpaceX. Что ж, посмотрим.
У меня есть каналы в Дзене, Telegram, YouTube и чат для дискуссий на научные темы. Подписывайтесь, если интересно.
Сыграем в змейку?
Правила классические: собираете цепочку и стараетесь ни во что не врезаться. Чем длиннее змейка, тем выше шанс получить награду в профиль.
Из неклассического: змейка будет танцевать!