El caballo de batalla de la cosmonauta rusa en el siglo XXI.
Sistema reutilizable de cohetes espaciales en el complejo de lanzamiento. Instituto de investigación gráfica de altas temperaturas.
La base de la cosmonauta rusa moderna está formada por los cohetes Soyuz y Proton, que fueron creados a mediados del siglo pasado. Casi todo lo que se lanza al espacio desde los cosmódromos rusos se pone en órbita precisamente por estas máquinas confiables, pero bastante anticuadas. Para actualizar la flota de cohetes y garantizar el acceso incondicional de Rusia a todos los segmentos de la actividad espacial, el nuevo sistema de misiles Angara está entrando en la etapa de prueba de vuelo. Este es quizás el único sistema de cohetes espaciales en el mundo que tiene una amplia gama de capacidades para enviar naves espaciales de 4 a 26 toneladas al espacio.
Principios súper pesados
Los requisitos para los vehículos espaciales del futuro cercano serán proporcionados por los misiles Soyuz y Angara, pero su capacidad de carga no es suficiente para resolver los problemas de exploración de la Luna, Marte y otros planetas del Sistema Solar. Además, complican la situación ecológica en la región de Amur porque sus niveles de desechos caerán en la taiga de Amur o en la zona de aguas del Mar de Ojotsk. Está claro que esta situación forzada es un pago para garantizar la soberanía espacial de Rusia. ¿Qué será esta placa si se toma la decisión de construir un cohete súper pesado para los vuelos tripulados a la Luna?
Tales misiles en nuestro historias Ya estaban: "Energy" y H-1. Los principios básicos del cohete súper pesado se instalaron e implementaron hace más de 50 hace años, por lo tanto, solo se necesita dinero para crearlo. Y si se crea un tercer cohete de servicio pesado por tercera vez, entonces se acumularán anualmente 320 toneladas adicionales de residuos de metal con residuos de combustible en la región de Amur.
El deseo de hacer cohetes ambientalmente seguros y rentables llevó a la idea de devolver las primeras etapas del cohete al puerto espacial y su reutilización. Después de trabajar el tiempo asignado, los pasos deben disminuir en la atmósfera y cómo el avión regresa al lugar de lanzamiento. De acuerdo con este principio, se operará un sistema reutilizable de cohetes espaciales (MRKS).
MRX como es
El sistema reutilizable de cohetes espaciales se presentó a especialistas y al público en el Moscow Aerospace Show en 2011. El sistema consta de cuatro vehículos de lanzamiento reutilizables (MRN) con unidades de misiles retornables (VRB). La serie completa de MPN con una capacidad de carga de 25 a 70 toneladas puede ser ensamblada por varias combinaciones de dos módulos principales: el primer módulo es la unidad de misiles retornables (primera etapa), el segundo módulo es la segunda etapa de cohete de una sola vez.
En una configuración con una carga útil de hasta 25 toneladas (un VRB y un módulo de la etapa 2-th), el cohete reutilizable puede lanzar todas las naves espaciales tripuladas y no tripuladas modernas y futuras. En la dimensión 35 toneladas (dos VRB y un módulo 2-th stage), el MRN permite que dos satélites de telecomunicaciones se lancen en una órbita durante un lanzamiento, la entrega de estaciones orbitales avanzadas al espacio y la eliminación de estaciones automáticas pesadas que se utilizarán durante la primera etapa de la exploración de la Luna. explorando marte
Una ventaja importante del MPH es la capacidad de realizar lanzamientos emparejados. Para lanzar dos modernos satélites de telecomunicaciones que utilizan el cohete Angara, es necesario comprar diez motores de cohetes por un valor de 240 millones de rublos. todo el mundo Cuando se lanzan dos satélites de este tipo utilizando el MPH, solo se gastará un motor, cuyo costo se estima en 400 millones de rublos. ¡Reducir los costos solo en los motores es 600%!
Los primeros estudios del bloque de cohetes devuelto se llevaron a cabo a principios de siglo y se presentaron en la exhibición aeroespacial en Le Bourget en forma de una maqueta de la etapa retornable de Baikal.
Más tarde, en la etapa de diseño preliminar, se trabajó en la selección de los componentes del combustible, la solución de los problemas de calentamiento térmico, el aterrizaje automático y muchos otros problemas. Se analizaron docenas de variantes de VRB en detalle, se llevó a cabo un análisis técnico y económico exhaustivo, teniendo en cuenta diversos escenarios para el desarrollo de la cosmonáutica nacional. Como resultado, se determinó la variante de MRX, que satisface plenamente todo el conjunto de tareas modernas y futuras.
Aterrizaje de un vehículo de lanzamiento reutilizable con cápsulas de cohetes recuperables. Instituto de Investigación Gráfica para Altas Temperaturas
En gas azul
Para resolver el problema del motor reutilizable, se propuso mediante el uso de gas natural licuado (GNL) como combustible. El gas natural es un combustible barato y ecológico que tiene las propiedades más adecuadas para su uso en motores reutilizables. La confirmación de esto se obtuvo en el Khimmash Design Bureau que lleva el nombre de A.M. Isaeva en septiembre 2011, cuando se probó el primer motor de cohete propulsor líquido a gas natural del mundo. El motor ha estado funcionando durante más de 3000 segundos, lo que corresponde al inicio de 20. Después de su desmontaje y examen del estado de las unidades, se confirmaron todas las nuevas ideas técnicas.
Se propuso resolver el problema del calentamiento de la estructura eligiendo las trayectorias óptimas en las que el flujo de calor elimina el intenso calentamiento de la estructura. Esto elimina la costosa protección térmica.
La tarea de aterrizar automáticamente dos VRB e integrarlos en el espacio aéreo de Rusia se propuso que se resolviera al incluir el sistema de navegación GLONASS y el sistema de vigilancia dependiente automática en el circuito de control, que no se utilizó en la tecnología de cohetes.
Teniendo en cuenta la complejidad técnica y la novedad del equipo que se está creando, basándose en la experiencia nacional y extranjera, se justifica la necesidad de crear un demostrador de vuelo, que es una copia reducida de VRB. El demostrador se puede fabricar y equipar con todos los sistemas a bordo estándar, sin realizar una preparación especial de la producción. Dicha aeronave permitirá probar en condiciones reales de vuelo todas las soluciones técnicas clave incorporadas en un producto de tamaño completo, reduciendo los riesgos técnicos y financieros al crear un producto regular.
Los gastos para un demostrador se pueden justificar debido a su capacidad única para llevar objetos que pesan más de 80 t a una altura de 10 km a lo largo de una trayectoria balística, acelerándolos a una velocidad superior a la velocidad del sonido 7 y regresando al aeródromo para reiniciar. Un producto reutilizable creado sobre su base puede ser importante no solo para los desarrolladores de aviones hipersónicos.
Filosofía de la flexibilidad
La primera etapa es el componente más grande y costoso del cohete. Al reducir la producción de estas etapas debido a su uso repetido, es posible reducir significativamente los gastos de las agencias federales en los lanzamientos de naves espaciales. Las estimaciones preliminares muestran que para la implementación exitosa de todos los programas espaciales existentes y futuros, incluida la entrega de estaciones automáticas a la Luna y Marte, es suficiente contar con una flota de todos los bloques de misiles de retorno 7 - 9.
El MRXS tiene una filosofía de flexibilidad con respecto a la coyuntura del programa espacial. Al crear una MPN con una capacidad de elevación de 25 a 35 toneladas, Roskosmos recibirá un sistema que enfrentará de manera efectiva los desafíos actuales y a corto plazo. Si surge la necesidad de retirar naves espaciales más pesadas para vuelos a la Luna o Marte, el cliente tendrá un MPH con una capacidad de carga útil de hasta 70 toneladas, cuya creación no requiere costos significativos.
El único programa para el cual el MRX no es adecuado es el programa de vuelos tripulados a Marte. Pero estos vuelos no son técnicamente factibles en el futuro previsible.
Hoy hay una pregunta fundamentalmente importante sobre el desarrollo futuro de los vehículos de lanzamiento. Qué crear: un misil único de una clase súper pesada, que se usará solo en los programas lunares y marcianos y, en caso de su terminación, los costos se cancelarán una vez más; o crear un MRX, que no solo permita los programas de lanzamiento actuales a un precio una vez y media inferior al actual, sino que también se puede usar con modificaciones mínimas en el programa Lunar y en el programa de exploración de Marte.
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