Günümüzde, Rusya ve Amerika'nın gelecek vaat eden uzay programlarında ilan edilen derin uzaya nüfuz, aynı zamanda Dünya'ya yakın alandaki faaliyetin yanı sıra, güvenilir, uygun maliyetli, çok işlevli taşıma sistemlerinin oluşturulması ile ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. Ayrıca, çok çeşitli sivil ve askeri görevlerin çözümü için uygun olmalıdırlar. Anlaşılan, Rusya, yeniden kullanılabilir uzay ağır nakliyesi oluşturulmasına dikkat etmeli.
Bugün, Rus kozmik düşüncesi nihayet uzun mesafeli seferlere geçti. Bu, ayın aşamalı bir keşfidir - 40'in yıllarca dönmediği bir program. Uzun vadede - Mars'a insanlı uçuşlar. Bu durumda, yukarıda belirtilen programları tartışmayacağız, ancak yüzlerce ton yükü düşük yörüngeye getirebilecek ağır vasıtalar olmadan yapamayacağımızı not ediyoruz.
"Angara" ve "Yenisei"
Hiçbir yerde askeri yön yoktur. Pratik olarak gerçekleşmiş olan Amerikan uzay savunma sisteminin temel unsuru, sayısız savaş platformu sunabilecek ve Dünya yörüngesine gözlem ve kontrol uyduları sunabilecek taşıma sistemi olacaktır. Ayrıca, bu cihazların doğrudan uzayda önlenmesini ve onarılmasını sağlamalıdır.
Genel olarak, devasa bir enerji olanakları sistemi tasarlanmıştır. Sonuçta, bir 60 megawatt gücüne sahip bir hidrojen florür lazeri ile yalnızca bir savaş platformu, tahmini bir 800 ton kütlesine sahip. Fakat verimlilik оружия yönlü enerji yalnızca bu tür platformların yörüngede konuşlandırılması durumunda yüksek olabilir. Bir sonraki “yıldız savaşları” serisinin toplam kargo cirosunun, sistematik olarak Dünya'ya yakın bir alana iletilmesi gereken, on binlerce tonu tutacağı açıktır. Ama hepsi bu kadar değil.
Günümüzde uzay keşifleri Dünya üzerindeki hassas silahların kullanımında kilit bir rol oynamaktadır. Bu, ABD ve Rusya'yı yörünge gruplarını sürekli olarak artırmaya ve iyileştirmeye zorlar. Ayrıca, aynı zamanda yüksek teknoloji ürünü bir uzay aracı yörüngesel onarımlarını sağlamak zorundadır.
Ancak ayın başlığına dönelim. Ocak ayının sonunda, Ay'ın kapsamlı bir çalışmasına yönelik planların tam anlamıyla sesini duymaya başladığı, orada yaşanabilir bir üs inşa etme ihtimaliyle, önde gelen yerli uzay şirketi Energia'nın başkanı Vitaly Lopota lansman araçları açısından Ay'a uçma ihtimalinden bahsetti.
En güçlü Rus Proton roketi 74'i yörüngeye fırlatırken süper ağır fırlatma araçları yaratmadan 140 - 23 ton yük taşıyan keşif gezileri yapmak imkansızdır. “Aya uçmak ve geri dönmek için iki fırlatma fırlatmaya ihtiyacınız var - iki 75 ton füze, aya tek seferlik bir uçuş ve iniş yapmadan geri dönme 130 - 140 ton. Eğer 75-ton roketini üs olarak alırsak, aya inişle ilgili pratik görev sekiz aşamalı bir şemadır. Eğer roket 75 tondan az taşıyorsa, önerildiği gibi - 25 - 30 ton, o zaman Ay'da ustalaşmak bir saçmalık haline gelir ”dedi. Bauman Moskova Devlet Teknik Üniversitesi Kraliyet Okumaları'nda konuşan Lopota.
Roscosmos Devlet Başkan Vekili Denis Lyskov, Mayıs ayı ortalarında ağır bir taşıyıcıya sahip olma gerekliliği hakkında konuştu. Şu anda Roskosmos'un Rusya Bilimler Akademisi ile birlikte, 2016 - 2025 yıl boyunca Rusya'nın bir sonraki Federal uzay programının bir parçası olacak bir uzay araştırma programı hazırladığını söyledi. “Aya uçuş hakkında gerçekten konuşmak için, yaklaşık 80 ton taşıma kapasitesine sahip ekstra ağır bir sınıf taşıyıcıya ihtiyacımız olacak. Şimdi bu proje gelişme aşamasında, yakın gelecekte onları devlete sunmak için gerekli belgeleri hazırlayacağız ”dedi.
Şu anda, hizmette olan en büyük Rus roketi Proton'dur ve düşük yörüngeye yerleştirildiğinde 23 ton yük taşıma kütlesi ve 3,7 ton jeostasyoner olana getirilir. Rusya şu anda 1,5'tan 35 tona kadar Angara füze ailesini geliştiriyor. Ne yazık ki, bu teknolojinin yaratılması uzun vadeli bir yapıya dönüştü ve ilk lansman Kazakistan ile anlaşmazlıklar da dahil olmak üzere uzun yıllar ertelendi. Şimdi Angara'nın Plesetsk cosmodrome'dan yaz başında hafif bir düzende uçması bekleniyor. Roskosmos'un başkanına göre, "Angara" nın ağır bir versiyonunu, 25 tonluk bir yükü düşük yörüngeye çıkarabilenler yaratma planları var.
Ancak, gördüğümüz gibi, bu göstergeler, gezegenler arası uçuşlar programının uygulanması ve derin alan incelemesi için yeterli olmaktan uzaktır. Kraliyet okumalarında, Roscosmos'un başkanı Oleg Ostapenko, hükümetin 160 tondan daha fazla yükü düşük yörüngeye çıkarabilecek süper ağır bir roket geliştirme teklifi hazırladığını söyledi. “Bu gerçek bir meydan okumadır. Yüksek sayılar açısından, "- Ostapenko dedi.
Bu planların ne kadar zamanda gerçeğe çevrileceğini söylemek zor. Bununla birlikte, yerli roket üretiminin ağır uzay taşımacılığı oluşturmak için belirli bir temeli vardır. 80-x'in sonunda, düşük yörüngede 120 tona kadar yük taşıma kapasitesine sahip ağır bir enerji taşıyıcı roket “Energia” oluşturmak mümkün oldu. Bu programın tamamen yeniden yorumlanmasından bahsetmiyorsak, kesinlikle Energia'ya dayanan ağır bir taşıyıcı taslak tasarımları var.
Yeni rokette, "Enerji" nin ana kısmını kullanabilirsiniz - LRE RD-0120'i başarıyla çalıştırın. Aslında, bu motorları kullanan ağır bir roket projesi, tek ağır taşıyıcımız Proton'un üretimi için ana organizasyon olan Khrunichev Uzay Merkezi'nde var.
Bu, geliştirilmesi 5 yılında başlayan “Yenisei-2008” ulaştırma sistemidir. 75 metre uzunluğundaki roketin, Voronezh kimyasal otomasyon bürosunun 0120 yılında üretime başladığı üç adet oksijen-hidrojen LPD RD-1976 ile donatılmış bir ilk aşama ile donatılacağı varsayılmaktadır. Khrunichev Merkezinin uzmanlarına göre, bu programı geri yüklemek zor olmayacak ve gelecekte bu motorları birkaç kez kullanmak mümkün olacak.
Bununla birlikte, “Yenisey” in bariz avantajlarının yanı sıra, bugün kaçınılmaz bir dezavantaj - boyuttan biri olan açık ve net bir ifade var. Gerçek şu ki, planlara göre, gelecekteki açılışların ana yükü Uzak Doğu'da inşa edilen Vostochny uzay limanına düşecek. Her durumda, ağır ve çok ağır gelecek vaat eden taşıyıcıların oradan uzaya gönderilmesi gerekiyor.
Yenisei-5 roketinin ilk aşamasının çapı, 4,1 metreye eşittir ve en azından karayolu altyapısının kayda değer ve çok pahalı bir modernizasyonu olmadan demiryolu ile taşınmasına izin vermez. O zaman ulaşım sorunları nedeniyle, çizim tahtalarında kalan roket "Rus-M" ana aşamalarının çapına kısıtlamalar getirmek zorunda kaldı.
Khrunichev Uzay Merkezi'ne ek olarak, Energia roketi ve uzay şirketi (RSC) ağır bir taşıyıcının geliştirilmesinde görev aldı. 2007'te, Enerji roketi düzeninin bir bölümünü kullanan bir taşıyıcı için bir tasarım önerdiler. Yalnızca yeni roketteki taşıma yükü, selefine benzeyen yan kabın içinde üst kısımda bulunmuyordu.
Yarar ve uygunluk
Tabii ki biz Amerikalılar bir kararname değiliz, ancak gelişmeleri son düzeye girmiş olan ağır taşımacılığı kısmi yeniden kullanım anlamına geliyor. Zaten bu yaz, özel bir şirket olan SpaceX, yılın ilk 1973'inden bu yana piyasaya sürülen en büyük roket olacak ilk ağır hizmet fırlatma aracı olan Falcon Heavy'yi piyasaya sürmeyi planlıyor. Yani, Amerikan ay programından bu yana, Amerikan fırlatma aracı Werner von Braun'un babası tarafından yaratılan dev Saturn-5 taşıyıcısının lansmanları. Ancak bu roket yalnızca keşiflerin aya teslim edilmesi için tasarlanmışsa ve atılabilirse, yenisi Marslı keşif gezileri için zaten kullanılabilir. Ayrıca, Falcon 9 v1.1 roketi (R - Yeniden Kullanılabilir, yeniden kullanılmış) gibi yer yürüyüşü adımlarına geri dönülmesi planlanmaktadır.
Uzay mekikleri tekrar talep görüyor
Bu roketin ilk aşaması roket stabilizasyonu ve yumuşak iniş için kullanılan iniş raflarıyla donatılmıştır. Ayrıldıktan sonra, ilk aşama atmosferin yoğun katmanlarına kabul edilebilir bir hızda giriş sağlamak için dokuz motordan üçünü kısaca açarak fren yapar. Zaten yüzeye yakın, merkezi motor açık ve sahne yumuşak iniş yapmaya hazır.
Falcon Heavy roketinin kaldırabileceği yük, diğer ağır roketlerden yaklaşık iki kat daha fazla olan 52 616 kilogramdır - Amerikan Delta IV Ağır, Avrupa Ariane ve Çin Uzun Mart.
Yeniden kullanılabilirlik, elbette, yüksek frekanslı alan çalışması koşullarında faydalıdır. Araştırmalar, tek kullanımlık komplekslerin kullanımının, parçaları ayırma alanlarının altındaki alanların yabancılaştırılmasının tehlikeli alanlardan tahliye edilmesi ihtimaliyle kalıcı olması yerine, geçici olmak yerine, geçici olmak yerine, geçici beş yıldan az olmayan programlarda tekrar kullanılabilir bir taşıma sisteminden daha karlı olduğunu göstermiştir. .
Bu çekincede, hesaplamalar sırasında arazi yabancılaşma maliyetinin hiçbir zaman dikkate alınmadığı gerçeğiyle bağlantılıdır, çünkü yakın zamana kadar reddedilen veya hatta geçici tahliyedeki kayıplar hiçbir zaman telafi edilmemiştir ve dikkate alınması güç kalmaktadır. Ve bunlar roket işletme maliyetinin önemli bir bölümünü oluşturur. 75'ten daha büyük bir program ölçeği 15 yıllarında başlar, yeniden kullanılabilir sistemler avantaja sahiptir ve kullanımlarının ekonomik etkisi artan sayılarla artar.
Ek olarak, tek kullanımlık araçlardan ağır yüklerin tekrar kullanılabilir hale getirilmesi için yeniden kullanılabilirliğe geçilmesi, makine üretiminde önemli bir düşüşe yol açmaktadır. Böylece, bir uzay programında iki alternatif sistem kullanıldığında, gerekli blok sayısı dört ila beş kat, 50 içindeki merkezi blok kasaları ve ikinci aşama için sıvı motorları dokuz kez azalır. Bu nedenle, yeniden kullanılabilir bir güçlendirici kullanıldığında üretimdeki düşüşe bağlı tasarruf, yaratma maliyetine yaklaşık olarak eşittir.
Sovyetler Birliği'nde, yeniden kullanılabilir sistemlerde uçuş sonrası bakım ve onarım çalışmalarının maliyetleri hesaplandı. Zemin tabanlı tezgah ve uçuş testleri sonucunda geliştiriciler tarafından elde edilen mevcut gerçek veriler ve Buran yörünge gemisinin planörünün ısıya karşı koruyucu kaplama ile çalışması, uzun menzilli uçaklar kullanıldı havacılık, RD-170 ve RD-0120 tipinde tekrar kullanılabilir sıvı motorlar. Araştırma sonuçlarına göre, bakım ve uçuş sonrası onarım maliyetleri, yeni füze birimleri üretme maliyetlerinin yüzde 30'undan daha azını oluşturuyor.
Garip bir şekilde, yeniden kullanılabilirlik fikri, roket ateşi ile kapsanan Avrupa teknik topluluğunu birleştiren Alman Versay Antlaşması'ndaki 20'ler kadar geriye çekildi. 1932'daki Üçüncü Reich - 1942'ta, Eigen Zenger liderliğinde başarılı bir roket bombacısı tasarımı geliştirildi. Demiryolu fırlatma aracı kullanarak, yüksek hıza hız kazandıracak, sonra kendi roket motorunu çalıştıracak, atmosferin üzerine çıkacak, atmosferin yoğun katmanlarında dolanıp uçacak uzun mesafelere ulaşacak bir uçak yaratması gerekiyordu. Cihazın Batı Avrupa’dan başlaması ve Japonya topraklarına inmesi gerekiyordu, ABD topraklarını bombalaması amaçlanıyordu. Bu projeyle ilgili son raporlar 1944'te kesintiye uğradı.
ABD 50-lerinde, rogoplane "Dayna-Sor" dan önce gelen bir uzay uçağı projesinin geliştirilmesine ivme kazandı. Sovyetler Birliği'nde, bu tür sistemlerin geliştirilmesi için öneriler 1947'ta Yakovlev, Mikoyan ve Myasishchev tarafından değerlendirildi, ancak teknik uygulamalarla ilgili bir takım zorluklar nedeniyle geliştirilmedi.
40-x'in sonundaki roket teknolojisinin hızla gelişmesiyle - 50-s'in başlangıcında, insanlı bir roket-planör bombacısı üzerinde çalışmayı tamamlama ihtiyacı artık gerekli değildi. Roket endüstrisi, genel uygulama kavramlarına dayanarak SSCB'nin genel savunma sisteminde yer alan balistik tipte seyir füzelerinin yönünü oluşturdu.
Ancak Amerika Birleşik Devletleri'nde roket planör araştırmaları ordu tarafından desteklendi. O sırada, hava jet motorlu sıradan uçakların veya mermilerin, düşmanın ülkesine suçlama yapmak için en iyi yol olduğuna inanılıyordu. Projeler Navajo planlama füzesi programı altında doğdu. Bell Aircraft, bir bombardıman olarak değil, keşif aracı olarak kullanmak için uzay aracını araştırmaya devam etti. 1960’te, Titan-3 roketi tarafından başlatılması beklenen Daina-SOR suborbital keşif roket uçağının geliştirilmesi için Boeing ile sözleşme imzalandı.
Bununla birlikte, SSCB, 60-ler'in başlangıcında uzay uçakları fikrine geri döndü ve Mikoyan Tasarım Bürosunda bir kerede iki suborbital araç projesinde görev yaptı. Birincisinde, mermi, ikincisinde, bir yörünge düzlemine sahip Soyuz roketi öngörülmüştü. İki aşamalı havacılık sistemine “Spiral” veya “50 / 50” projesi adı verildi.
Yörüngesel roket fırlatılan gemi, güçlü bir taşıyıcı Tu-95K'nin arkasından yüksek rakımlı olarak fırlatıldı. Sıvı yakıtlı roket motorlarındaki Spiral roketatar, yeryüzüne yakın bir yörüngeye ulaştı, orada planlı çalışmalar yürüttü ve atmosferde planlama yaparak Dünyaya geri döndü. Bu kompakt uçan uzay aracı uçağının işlevleri sadece yörüngede çalışmaktan çok daha genişti. Roket planının tam ölçekli modeli atmosferde birkaç sefer yapmıştır.
Sovyet projesi, 10 tondan daha fazla ağırlığa sahip katlanan kanat konsolları olan bir aracın oluşturulmasını içeriyordu. Cihazın 1965 yılında deneysel versiyonu, subsonik bir analog olarak ilk uçuşa hazırdı. Uçuştaki yapı üzerindeki termal etki problemlerini ve cihazın ses altı ve süpersonik hızlarda kontrol edilebilirliğini gidermek için “Bor” adı verilen uçan modeller inşa edildi. Testleri 1969 - 1973'te yapıldı. Sonuçların derinlemesine çalışılması iki model yaratma ihtiyacını doğurmuştur: Bor-4 ve Bor-5. Bununla birlikte, Uzay Mekiği programındaki çalışma hızı ve en önemlisi, Amerikalıların bu alandaki tartışmasız başarıları, Sovyet planlarının düzeltilmesini gerektiriyordu.
Genel olarak, ev geliştiricileri için yeniden kullanılabilir havacılık ekipmanı kesinlikle yeni ve keşfedilmemiş bir şey değildir. Uydu sistemleri kurma, gezegenler arası iletişim ve derin uzay araştırmaları için programların güçlendirilmesi dikkate alındığında, ağır kalkış araçları da dahil olmak üzere yeniden kullanılabilir fırlatma araçları yaratmanın gerekli olduğunu söylemek güvenlidir.
Genel olarak, bir Rus ağır roketi geliştirme planları oldukça iyimser. Mayıs ayı ortasında, Oleg Ostapenko, 2016 - 2025 üzerindeki Federal Uzay Programının, 70 - 80 tonluk bir yüke sahip süper ağır bir fırlatma aracının tasarımını sağlayacağını açıkladı. “PCF henüz onaylanmadı, oluşturuluyor. Yakında halka açıklayacağız, ”diyor Roscosmos başkanı.