Каковы перспективы многоразовых ракет? В новом номере журнала «Русский космос» проведена аналитика многоразовых космических систем. Она сложнее, чем очевидное деление на одноразовые и перезапускаемые ракеты. Вводятся понятия поколений ракет-носителей: от одноразовых, через частично многоразовые (SpaceX Falcon 9) к III поколению, — полностью многоразовым РН (таких устройств пока нет). При этом для каждого поколения возможны модификации («+», «++» и т. п.).
Специалисты отнесли Falcon 9R (Reusable — повторно используемая) ко второму поколению. Экономика этой̆ ракеты строится на возвращаемых и повторно используемых элементах (первая ступень и головной̆ обтекатель), что позволяет снизить общие затраты на пуск на 30–40%. При этом из-за необходимости упрочнения конструкции (и, как следствие, утяжеления), использования топлива для торможения при мягкой̆ посадке и т. п., масса полезной̆ нагрузки снижается. Это приводит к тому, что Falcon 9R из ракеты тяжелого класса (по стартовой̆ массе) переходит в носитель среднего класса.
Сравнение удельной̆ стоимости выведения полезной̆ нагрузки для ракет-носителей̆ разных поколений. Источник: журнал «Русский космос», №10 за 2021 г.
Удельная стоимость выведения для Falcon 9R взята как характерная стоимость выведения возвращаемых ракет-носителей II поколения — ~$2900/кг. «В то время как для первых модификаций полностью многоразовых носителей̆ III поколения ее прогнозируют на уровне $1500/кг. Впрочем, специалисты их журнала полагают, что и этого будет недостаточно, чтобы кардинально изменить коммерческий спрос на космос.
«Из-за возможных технических сложностей̆ создать сразу полностью многоразовое средство выведения сложно, и, вероятнее всего, двигаться придется поступательно. Сначала появятся частично многоразовые ракеты с возвращаемыми элементами в среднем или тяжелом классах — здесь основные технические решения уже понятны. Экономически это выгоднее, чем двигаться поступательно от легкого и сверхлегкого класса. А вот первые версии полностью многоразовых ракет, корректнее делать именно в легком или сверхлегком классе…» — говорится в материале.
Действительно, сейчас именно в лёгком и сверхлёгком классе ведётся большинство разработок многоразовых носителей III поколения. В это же время частичная многоразовость (как правило, переиспользуемая первая ступень) закладывается в среднем и тяжёлом классах. В ближайшее время Pro космос готовит отдельный материал про используемые и разрабатываемые многоразовые РН. Интересно, что в него попали значительное число китайских разработок.
В целом, помимо очевидного сокращения стоимости пуска (до 40%) за счёт переиспользования первой ступени и обтекателя, у многоразовости есть ещё одно преимущество — гибкость по массе полезной нагрузки. На примере текущего использования SpaceX Falcon 9 и разрабатываемой Hyperbola-3 китайской iSpace хорошо видно, что одна и та же ракета-носитель, путём добавления разгонных блоков и выбора между возвращаемым (многоразовым) и одноразовым вариантом, начинает конкурировать одновременно в нескольких классах (среднем, тяжёлом и переходном). В условиях ужесточения борьбы на стагнирующем рынке пусковых услуг это становится ключевым конкурентным преимуществом.
