La industria espacial es una de las de más alta tecnología y su estado caracteriza en gran medida el nivel general de desarrollo de la industria y la tecnología en el país. Los logros espaciales existentes de Rusia se basan principalmente en los logros de la URSS. En el momento del colapso de la Unión Soviética, las capacidades de la URSS y los Estados Unidos en el espacio eran aproximadamente comparables. Posteriormente, la situación de la astronáutica en la Federación de Rusia comenzó a deteriorarse gradualmente.
Aparte de los servicios para la entrega de astronautas estadounidenses a la Estación Espacial Internacional (ISS), que surgió debido a la negativa de Estados Unidos al costoso programa del Transbordador Espacial, Rusia es inferior a Estados Unidos en todo: prácticamente no hay Grandes proyectos científicos exitosos comparables al envío de rovers, el despliegue de telescopios orbitales o el envío de naves espaciales a objetos distantes en el sistema solar. El rápido desarrollo de las empresas comerciales privadas ha provocado una disminución significativa en la participación de Roskosmos en el mercado de lanzamientos espaciales. Los motores rusos RD-180 suministrados a los Estados Unidos pronto reemplazarán al BE-4 estadounidense de Blue Origin.
Con una alta probabilidad, en el próximo año, Estados Unidos rechazará los servicios de Rusia como una "cabina espacial", después de haber completado las pruebas de su propia nave espacial tripulada (tres naves espaciales tripuladas se están desarrollando simultáneamente).
El último punto de contacto entre Estados Unidos y Rusia es la ISS, que está llegando a su fin. Si no se implementa algún proyecto nacional o internacional con participación rusa, la permanencia de los cosmonautas rusos en órbita se volverá extremadamente episódica.
La principal tendencia establecida, que en un futuro próximo debería conducir a una reducción significativa del coste de puesta en órbita de una carga útil, es la creación de cohetes reutilizables. Hasta cierto punto, esto ya está sucediendo: el objetivo declarado de SpaceX es reducir diez veces el costo de poner la carga en órbita, y en este momento ha sido posible reducir el precio en aproximadamente una vez y media.
Debe entenderse que la cohetería reutilizable en su forma actual (con el regreso de la primera etapa) se encuentra en la etapa inicial de desarrollo. A juzgar por el interés mostrado por otras empresas comerciales en esta dirección, la dirección puede considerarse extremadamente prometedora. Un gran avance en esta dirección podría ser la aparición de un vehículo de lanzamiento (LV) BFR de dos etapas con capacidad de reutilización total de ambas etapas y la confiabilidad de vuelo esperada al nivel de los aviones de pasajeros modernos.
La industria espacial rusa también tiene varios proyectos de vehículos de lanzamiento reutilizables de diversos grados de sofisticación.
Baikal
Uno de los proyectos de cohetes reutilizables más activamente promovidos es Baikal-Angara. El prometedor módulo "Baikal" es un acelerador reutilizable (MRU) de la primera etapa del vehículo de lanzamiento Angara, desarrollado en el GKNPTs im. Khrunichev.
Dependiendo de la clase del cohete (liviano, mediano, pesado) se deben usar uno, dos o cuatro impulsores Baikal reutilizables. En su versión ligera, el acelerador Baikal es, de hecho, la primera etapa, que acerca el concepto de cohete Angara en esta versión al concepto Falcon-9 de SpaceX.
Una característica del acelerador reutilizable "Baikal" es el retorno realizado por avión. Tras el desacoplamiento, "Baikal" despliega un ala giratoria en la parte superior del casco y aterriza en el aeródromo, mientras se pueden realizar maniobras a una distancia de unos 400 km.
El diseño ha sido criticado por ser más complejo y potencialmente menos eficiente en comparación con la plantación vertical utilizada en proyectos en el extranjero. Según Roskosmos, es necesario un patrón de aterrizaje horizontal para garantizar la posibilidad de regresar al sitio de lanzamiento, pero se ha declarado la misma posibilidad para el vehículo de lanzamiento BFR. Y las primeras etapas del vehículo de lanzamiento Falcon-9 no están a más de 600 km del sitio de lanzamiento, es decir, los sitios de aterrizaje para ellos pueden equiparse fácilmente a una distancia relativamente corta del cosmódromo.
Otro inconveniente del concepto del vehículo de lanzamiento Baikal MRU + Angara se puede considerar que en la versión media y pesada solo regresan los aceleradores, se pierde la primera etapa (unidad central) del vehículo de lanzamiento. Y el aterrizaje de cuatro MRU al mismo tiempo cuando se lanza una versión pesada del vehículo de lanzamiento puede causar dificultades.
En el contexto de la elaboración del proyecto Baikal-Angara, las declaraciones del diseñador general de los misiles Angara, Alexander Medvedev, parecen extrañas. En su opinión, el cohete puede aterrizar con la ayuda de motores a reacción sobre soportes retráctiles, como el vehículo de lanzamiento Falcon-9. La modernización de las primeras etapas de los vehículos de lanzamiento Angara-A5V y Angara-A3V con soportes de aterrizaje, un sistema de control de aterrizaje, sistemas de protección térmica adicionales y combustible adicional aumentará su peso en aproximadamente un 19 por ciento. Después de la revisión, Angara-A5V podrá retirar 26-27 toneladas del cosmódromo de Vostochny, y no 37 toneladas, como en una versión única. Si se implementa este proyecto, el costo de levantar carga usando el "Angara" debería disminuir en un 22-37%, mientras que no se indica el número máximo permitido de lanzamientos de las primeras etapas del vehículo de lanzamiento.
Teniendo en cuenta las declaraciones de los representantes de Roscosmos sobre la posibilidad de crear un vehículo de lanzamiento Soyuz-7 en cooperación con S7 Space en una versión reutilizable, se puede concluir que el proyecto de un vehículo de lanzamiento reutilizable aún no se ha decidido finalmente en Rusia. Sin embargo, el proyecto MRU de Baikal se está elaborando gradualmente. La planta experimental de construcción de maquinaria que lleva el nombre de V. M. Myasishchev está involucrada en su desarrollo. Un vuelo horizontal de prueba del demostrador está previsto para 2020, luego se debe alcanzar una velocidad de aproximadamente 6,5 m. En el futuro, el MRU se lanzará desde un globo, desde una altitud de 48 km.
Soyuz-7
En septiembre de 2018, Igor Radugin, primer diseñador general adjunto - diseñador jefe de vehículos de lanzamiento de Energia Rocket and Space Corporation, que dirigió el desarrollo del nuevo vehículo de lanzamiento ruso Soyuz-5 y el cohete superpesado Yenisei, dejó su puesto y se fue a trabajar a la empresa privada S7 Space. Según él, S7 Space planea crear un cohete Soyuz-7 basado en el cohete de un solo uso Soyuz-5 que está desarrollando Roscosmos, que, a su vez, es el sucesor ideológico del exitoso cohete soviético Zenit.
Al igual que en el cohete Falcon-9, se planea que el vehículo de lanzamiento Soyuz-7 regrese a la primera etapa usando maniobras dinámicas de cohetes y aterrizaje vertical usando motores de cohetes. Está previsto desarrollar una versión Soyuz-7SL para la plataforma Sea Launch. Está previsto utilizar el probado motor RD-171 (probablemente su modificación RD-171MV) como motor Soyuz-7 LV, que se puede reutilizar hasta veinte veces (10 vuelos y 10 quemaduras). S7 Space planea implementar su desarrollo dentro de 5-6 años. Por el momento, el vehículo de lanzamiento Soyuz-7 puede considerarse el proyecto más realista de un vehículo de lanzamiento reutilizable en Rusia.
Teia
La empresa "Lin Industrial" está diseñando un cohete suborbital ultrapequeño "Teia", diseñado para despegar hasta el límite espacial condicional de 100 km y luego regresar.
A pesar de las modestas características del proyecto, puede proporcionar las tecnologías necesarias para crear en el futuro un vehículo de lanzamiento con características superiores, especialmente porque Lin Industrial está trabajando simultáneamente en el proyecto de un vehículo de lanzamiento ultrapequeño desechable Taimyr.
Corona
Uno de los proyectos más interesantes e innovadores puede considerarse el cohete de despegue y aterrizaje vertical de una sola etapa reutilizable "Korona", que fue desarrollado por el Centro Estatal de Misiles (GRT) que lleva el nombre de V. I. Makeev entre 1992 y 2012. A medida que se desarrolló el proyecto, se consideraron muchas variantes del vehículo de lanzamiento Korona hasta que se formó la versión final más óptima.
La versión final del vehículo de lanzamiento Korona está diseñada para lanzar una carga útil que pesa entre 6 y 12 toneladas en una órbita terrestre baja con una altitud de aproximadamente 200-500 km. Se supone que la masa de lanzamiento del vehículo de lanzamiento está en la región de 280-290 toneladas. Se suponía que el motor usaría un motor de cohete propulsor líquido (LRE) de cuña-aire en un par de combustible de hidrógeno + oxígeno. Se supone que la protección térmica mejorada de la nave espacial en órbita "Buran" se utiliza como protección térmica.
La forma cónica axisimétrica del casco tiene una buena aerodinámica cuando se mueve a altas velocidades, lo que permite que el vehículo de lanzamiento Korona aterrice en el punto de lanzamiento. Esto, a su vez, permite lanzar el Korona LV desde plataformas terrestres y marinas. Al descender en las capas superiores de la atmósfera, el vehículo de lanzamiento realiza frenadas y maniobras aerodinámicas, y en la etapa final, al acercarse al lugar de aterrizaje, gira hacia popa hacia abajo y aterriza con un motor cohete sobre amortiguadores incorporados. Presumiblemente, el vehículo de lanzamiento Korona se puede utilizar hasta 100 veces, con el reemplazo de elementos estructurales individuales cada 25 vuelos.
Según el desarrollador, se necesitarán alrededor de 7 años y $ 2 mil millones para ingresar a la etapa de operación de prueba, no tanto por la posibilidad de obtener un complejo tan revolucionario.
Por el momento, los TRB los. Makeev puede considerarse una de las empresas más competentes en el campo de los cohetes, que retuvo su potencial tanto como fue posible después del colapso de la URSS. Fueron ellos quienes crearon uno de los misiles balísticos intercontinentales más efectivos (ICBM), Sineva, y se les confió la creación del Sarmat ICBM, que reemplazará al famoso Satanás. La finalización de la creación del misil balístico intercontinental Sarmat en 2020-2021 abre una oportunidad para atraer al SRC que lleva su nombre Makeev para proyectos espaciales.
Hablando de las deficiencias del proyecto Korona, se puede suponer que estas serán principalmente la necesidad de crear una infraestructura para la entrega y almacenamiento de hidrógeno líquido, así como todos los problemas y riesgos asociados con su uso. Es posible que la mejor solución sea abandonar el esquema de una sola etapa del vehículo de lanzamiento Korona e implementar un complejo de dos etapas totalmente reutilizable alimentado con metano. Por ejemplo, sobre la base del motor de oxígeno-metano desarrollado RD-169 o sus modificaciones. En este caso, la primera etapa podría usarse por separado para llevar una carga útil específica a una altitud de aproximadamente 100 km.
Por otro lado, lo más probable es que no se pueda evitar el hidrógeno líquido, como combustible para cohetes. En muchos proyectos, dependiendo de si la primera etapa es de metano o de queroseno, se utilizan motores de hidrógeno-oxígeno en la segunda etapa. En este contexto, conviene recordar los motores de tres componentes, que, por ejemplo, es el motor de tres componentes de dos modos RD0750 desarrollado por el Chemical Automation Design Bureau (KBKhA). En el primer modo, el motor RD0750 funciona con oxígeno y queroseno con la adición de 6% de hidrógeno, en el segundo, con oxígeno e hidrógeno. Un motor de este tipo también se puede implementar para la combinación de hidrógeno + metano + oxígeno, y es posible que esto resulte incluso más simple que en la versión con queroseno.
¿Baikal-Angara, Soyuz-7 o Korona?
¿Cuál de estos proyectos podría ser el primer cohete reutilizable de Rusia? El proyecto Baikal-Angara, a pesar de su popularidad, puede considerarse el menos interesante. En primer lugar, el escándalo a largo plazo con los vehículos de lanzamiento "Angara" ya está dejando su huella, y en segundo lugar, el concepto de devolver el MRU por aire también plantea muchas preguntas. Si hablamos de la opción fácil, cuando el MRU es en realidad la primera etapa, entonces donde sea que fue, pero si hablamos de opciones medianas y pesadas con dos / cuatro MRU y la pérdida de la primera y segunda etapa, entonces la idea parece muy extraño. Es probable que las conversaciones sobre el aterrizaje vertical del vehículo de lanzamiento "Angara" sigan siéndolo, o se harán realidad cuando el resto del mundo ya esté volando en antigravedad o antimateria.
La creación de una versión reutilizable del vehículo de lanzamiento Soyuz-7 por una empresa privada S7 Space en cooperación con Roskosmos parece más optimista, especialmente porque el vehículo de lanzamiento superpesado proyectado Yenisei se construirá con los mismos motores, lo que potencialmente permitirá la transferencia las tecnologías "reutilizables". … Sin embargo, recordando la epopeya con "Yo-mobile", y este proyecto puede irse al basurero de la historia. Otro problema es el uso inicial de motores de oxígeno-queroseno en los proyectos de los vehículos de lanzamiento Soyuz-5, Soyuz-7 y Yenisei. Las ventajas y perspectivas del metano como combustible para cohetes son obvias, y es necesario concentrar los esfuerzos en la transición a esta tecnología: la creación de un motor de cohete de metano reutilizable acelerado, en lugar de crear el próximo oxígeno "más poderoso del mundo". -Motor de queroseno, que dejará de ser relevante en 5-10 años …
Proyecto "Corona" en esta situación puede verse como un "caballo oscuro". Como se mencionó anteriormente, el SRC les. Makeeva tiene altas competencias y, con la financiación adecuada, bien podría haber creado un vehículo de lanzamiento reutilizable de una o dos etapas en el período de 2021 a 2030, después de la finalización del trabajo en el misil balístico intercontinental Sarmat. De todas las opciones posibles, el proyecto Korona puede convertirse potencialmente en el más innovador, capaz de sentar las bases para las próximas generaciones de vehículos de lanzamiento.
La aparición del vehículo de lanzamiento reutilizable Falcon-9 mostró que había comenzado una nueva batalla por el espacio y que nos estábamos quedando atrás rápidamente en esta batalla. No hay duda de que, habiendo obtenido ventajas unilaterales en el espacio, Estados Unidos, y posiblemente que China lo siga, iniciará su rápida militarización. El bajo costo del lanzamiento de cargas útiles a la órbita, proporcionado por vehículos de lanzamiento reutilizables, hará que el espacio sea una inversión atractiva para el sector comercial, impulsando aún más la carrera espacial.
En relación con lo anterior, quisiera esperar que los líderes de nuestro país se den cuenta de la importancia del desarrollo de la tecnología espacial en el contexto de aplicaciones, si no civiles, al menos militares, e inviertan los fondos necesarios en el desarrollo de un espacio prometedor. tecnologías, y no en la construcción de otro estadio o parque de atracciones, asegurando un control adecuado sobre su uso previsto.
