Инновации 26 Июня 2020

Что возить в космос на метане?

«Роскосмос» принял решение начать разработку новой многоразовой ракеты «Амур-СПГ», двигатели которой работают на метане. Этот носитель хоть и превзойдет по многим параметрам рабочую лошадку «Союз-2.1б», но не сможет интенсивно использоваться для реализации проекта «Сфера»
Что возить в космос на метане?
Дмитрий Рогозин представляет новую ракету на на метановом двигателе в БГТУ «ВОЕНМЕХ» в Санкт-Петербурге. 2019 год
roscosmos.ru

Научно-технический совет госкорпорации «Роскосмос» утвердил техническое задание на разработку эскизного проекта новой многоразовой ракеты-носителя среднего класса, которая в качестве топлива будет использовать сниженный природный газ (метан) и жидкий кислород. Предполагается, что соответствующий контракт на проектирование ракетного комплекса, получившего рабочее название «Амур-СПГ», должен быть заключен с РКЦ «Прогресс» в течение ближайших нескольких месяцев.

Как заявил исполнительный директор «Роскосмоса» по перспективным программам и науке Александр Блошенко, «если необходимые средства будут выделены, то первый старт новой ракеты на метане может быть выполнен с космодрома Восточный уже в 2025 году». Правда, там еще нет ни стартового комплекса для такой ракеты, ни другой необходимой инфраструктуры. Более того, их создание пока не прописано ни в одной государственной программе.

magnifier.png Предполагается, что соответствующий контракт на проектирование ракетного комплекса, получившего рабочее название «Амур-СПГ», должен быть заключен с РКЦ «Прогресс» в течение ближайших нескольких месяцев

Не меньше вопросов вызывает и стоимость создания новой метановой ракеты. Еще осенью прошлого года, выступая перед студентами Балтийского государственного технического университета в Санкт-Петербурге, глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин показывал презентацию, где стоимость изготовления ракеты на метановом двигателе оценивалась примерно в 900 млн рублей. Но уже в начале нынешнего года на встрече с журналистами глава нашей космической корпорации демонстрировал слайды, где напротив стоимости изготовления метановой ракеты фигурировала уже значительно большая сумма — 1,28 млрд рублей. А стоимость ее запуска оценивалась в 40,5 млн долларов (примерно 2,75 млрд рублей). Но это все равно почти на 10% меньше стоимости запуска ракеты среднего класса «Союз-2.1б», которая обеспечивает вывод на орбиту большинства российских спутников. «Мы хотим изначально в техническом задании прописать стоимость пусковой услуги, чтобы она была конкурентоспособной не на момент принятия решения о постановке работ, а по состоянию на момент ее первого запуска», — говорит Александр Блошенко. Это означает не что иное, как принцип design to cost, то есть проектирование под заданную стоимость пусковой услуги. Например, известно, что у многоразовой ракеты Falcon-9 компании SpaceX она составляет менее 32 млн долларов, хотя сами запуски продаются по 60 млн долларов и даже дороже.

magnifier.png Если верить предварительному эскизному проекту, то «Амур-СПГ» не будет иметь боковых блоков, как «Союз-2.1б», а получит тандемную схему: один блок на первой ступени и один — на второй

Еще один важный момент заключается в сроках подготовки к старту. Если у ракеты «Союз-2.1б» на это уходит от двух до пяти суток, то у нового метанового носителя — менее одного дня.

Наконец, в отличие от «Союза» «Амур-СПГ» сможет выводить на низкую околоземную орбиту с Восточного 9 тонн полезной нагрузки, против 8,2 тонны у своей предшественницы. Это, как ожидается, позволит несколько расширить номенклатуру и количество запускаемых в космос российских космических аппаратов.

ДВИГАТЕЛЬ.png
Метановый ЖРД РД0162, на базе которого планируется создание РД-169
topwar.ru

 

На старом заделе

Уже ясно, что для создания новой метановой ракеты нет никаких непреодолимых технических препятствий. Известно, что РКЦ «Прогресс» ведет научно-исследовательские работы по этой тематике с 2015 года и немало в этом преуспел. Если верить предварительному эскизному проекту, то «Амур-СПГ» не будет иметь боковых блоков, как «Союз-2.1б», а получит тандемную схему: один блок на первой ступени и один — на второй. Иными словами, по своей компоновке новый метановый носитель внешне будет напоминать украинскую тяжелую ракету «Зенит». При этом «Амур-СПГ» будет иметь внушительный головной обтекатель — его диаметр составит по меньшей мере пять метров. Но, что самое важное, «Амур-СПГ» получит два новых метановых двигателя РД-0169 производства Воронежского КБ химавтоматики (ВКБХ). Первый такой агрегат в стандартном исполнении установят на первой ступени ракеты, а второй, но уже оснащенный высотным соплом, на второй ступени.

magnifier.png «Амур-СПГ» получит два новых метановых двигателя РД-0169 производства Воронежского КБ химавтоматики. Первый такой агрегат в стандартном исполнении установят на первой ступени ракеты, а второй, но уже оснащенный высотным соплом, — на второй ступени

Напомним, что ВКБХ недавно подписал контракт с «Роскосмосом» на проектирование двигателей такого класса и уже получит на эти цели более 765 млн рублей (из запланированных шести миллиардов). При создании установки РД-0169 специалисты ВКБХ почти наверняка будут использовать свои наработки, полученные при разработке кислородного-метанового двигателя РД-0162. Этот агрегат создается в Воронеже с 1997 года, правда, его конструкторские испытания так и не были завершены. Тем не менее в 2017 году в ходе серии огневых испытаний двигатель РД-0162Д2А выдал тягу 40 тонн, после чего, собственно, и было принято решение создать более мощные силовые установки с тягой 85 тонн. Последние, по-видимому, и будут установлены на «Амур-СПГ».

Непроясненным остается только один вопрос: зачем «Роскосмосу» потребовалось делать многоразовую метановую ракету?

ВОСТОЧНЫЙ.png
Строительство второй очереди космодрома «Восточный». Отсюда в 2025 году может стартовать «Амур-СПГ»
roscosmos.ru

 

Не та нагрузка

Еще в начале этого года Дмитрий Рогозин говорил, что такая ракета понадобится стране лишь в том случае, если возникнет потребность в большом количестве запусков на длительную перспективу. И на первый взгляд такая потребность у России действительно есть. Примерно полтора года назад Владимир Путин предложил реализовать проект «Сфера», который во многом схож с американскими программами Starlink и OneWeb, которые в числе прочего предполагают развертывание систем космического интернета. Предполагалось, что группировка системы «Сфера» будет насчитывать порядка 640 космических аппаратов. Причем это будут спутники связи не только для предоставления широкополосного доступа в интернет, но и для дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), а также аппараты двойного назначения.

Первоначально считалось, что все эти спутники должны были быть запущены при помощи тяжелых ракет «Ангара-А5В». В «Роскосмосе» даже подсчитали, что для полноценного развертывания «Сферы» на первом этапе потребуется задействовать 25 носителей «Ангара-А5В».

Таким образом, каждая такая ракета сможет вывести на орбиту порядка 25–26 космических аппаратов. Но из-за того, что производителю «Ангары» — Центру имени М. В. Хруничева — так и не удалось доработать этот носитель до требований технического задания, «Роскосмос» в конце концов решил изменить программу запусков «Сферы».

Теперь помимо тяжелой «Ангары А-5» предполагается использовать еще и 88 средних ракет «Союз-2.1б» и 36 легких ракет «Ангара-1.2». Очевидно, что в будущем какую-то часть из этих ракет заменит создающаяся «Амур-СПГ».

magnifier.png Если с ракетами, на которых будут выводиться спутники системы «Сфера», вопрос в теории можно считать решенным, то с самими космическими аппаратами и их функционалом такой ясности нет

Но если с ракетами, на которых будут выводиться спутники системы «Сфера», вопрос в теории можно считать решенным, то с самими космическими аппаратами и их функционалом такой ясности нет. Недавно глава департамента перспективных программ «Роскосмоса» Сергей Прохоров заявил, что группировка «Сферы» в том числе будет состоять из геостационарных телекоммуникационных спутников «Ямал» и «Экспресс-РВ». Причем последние предполагается запустить на высокоэллиптические орбиты — порядка 40 тыс. километров над Землей. И очевидно, что новая метановая ракета для этого не подходит. На геостационарную орбиту она может вывести полезную нагрузку весом максимум 2,2 тонны, а до высокоэллиптической и вовсе не доберется. Учитывая, что современные спутники на платформе «Экспресс» весят не меньше 2,2 тонны, то очевидно, что «Роскосмосу» либо придется повысить грузоподъемность «Амура-СПГ», либо задействовать другие, более мощные ракеты, что неизбежно снизит эффективность нового носителя на метане. Есть и еще один вариант — в корне поменять состав системы «Сферы», сделав ставку на небольшие космические аппараты. Например, у компании SpaceX каждый спутник системы Starlink весит менее 250 килограммов. Но сделать такие же аппараты в России сейчас нет никакой возможности, прежде всего из-за отсутствия нужной компонентной базы. А раз так, то и подходящей полезной нагрузки для интенсивных запусков на «Амуре-СПГ» у нас пока не просматривается, что ставит под вопрос целесообразность проектирования такой ракеты.

Темы: Инновации

Еще по теме:
30.06.2020
Компания — разработчик одного из самых раскрученных микромобильных средств передвижения окончательно прекращает их выпус...
22.06.2020
В России начались испытания отечественных инновационных препаратов для сельского хозяйства в рамках проекта «Иннагро». И...
08.06.2020
11 июня начнутся поставки в российские больницы отечественного препарата «Авифавир». Это первый зарегистрированный в Рос...
05.06.2020
Соединенные Штаты, как страна, больше всех пострадавшая от пандемии COVID-19, стремятся стать мировым лидером в сфере ра...
Наверх