Espacio en acceso abierto.
El Estado necesita más de un superpoder ракета-portador y parque SV
Como saben, el documento principal que define los intereses del estado, los objetivos principales, las prioridades y las tareas de Rusia en el campo de la investigación, la exploración y el uso del espacio ha sido aprobado por el Presidente de la Federación Rusa Vladimir Putin en abril 2013 “Los fundamentos de la política estatal de la Federación Rusa en el campo de las actividades espaciales 2030 del año y del futuro ”.
De acuerdo con este documento, las principales prioridades son garantizar el acceso garantizado de Rusia al espacio desde su territorio con el desarrollo y uso de tecnología espacial, tecnología, trabajo y servicios en interés de la esfera socioeconómica y la defensa nacional, así como la seguridad del Estado; la creación de bienes espaciales en interés de la ciencia; Actividades relacionadas con vuelos tripulados, incluida la creación de una reserva científica y técnica para vuelos tripulados a planetas y otros organismos del Sistema Solar en el marco de la cooperación internacional.
La realización de estos objetivos se garantiza mediante el uso y desarrollo de los potenciales científicos, técnicos y de producción existentes para la creación de medios prometedores de lanzamiento, remolcadores interorbitales, sistemas de objetivos y servicios de vehículos espaciales automáticos (KA), vehículos espaciales tripulados de nueva generación, elementos de infraestructura para actividades espaciales profundas y tecnologías innovadoras. Para resolver problemas específicos y tecnologías de producción.
El resultado será la preservación del estatus de Rusia como una de las principales potencias espaciales, la confirmación de la autosuficiencia para garantizar sus propias actividades espaciales en toda la gama de tareas que requieren la creación de un grupo orbital de naves espaciales basadas en una flota económicamente eficiente de vehículos de lanzamiento rusos.
La necesidad de mantener posiciones estables y la competitividad en el mercado de servicios de lanzamiento es un incentivo para mejorar los indicadores técnicos y económicos de recursos humanos, sobre todo, aumentar sus capacidades energéticas.
Claramente, todos estos factores se manifestaron en el ejemplo del producto económicamente más exitoso de la cosmonauta rusa: el Proton PH de clase pesada. Fue el lanzamiento del vehículo de lanzamiento Proton en el mercado internacional de servicios de lanzamiento y su continua modernización lo que les permitió a los GKNPTs. MV Khrunicheva sobrevive en 90-s y "cero" y mantiene la cooperación industrial, asegurando el mantenimiento de la agrupación orbital rusa del vehículo espacial y la participación en proyectos internacionales.
Carga útil en escalas de competición
Para decidir qué SV se desarrollarán en el FKP-2025, es necesario comprender que las capacidades de energía del PH están determinadas por la masa de la carga útil que se coloca en la órbita de trabajo. A menudo, aunque no del todo correctamente, la órbita terrestre baja con una altitud de 200 kilómetros y una inclinación igual a la latitud del punto de partida se utiliza para estimar la energía del PH. Esta órbita como una de trabajo no se utiliza para el funcionamiento de una nave espacial, ya que, debido a la desaceleración de la atmósfera, la vida útil de la nave espacial no excede de una semana. Entre la diversidad de naves espaciales, el mercado más costoso e intensivo de recursos de las naves espaciales de telecomunicaciones que operan en órbita geoestacionaria.
Hay dos características de los lanzamientos comerciales de naves espaciales de telecomunicaciones. La masa de naves espaciales comerciales está creciendo más rápido que la lanzada por los programas federales. Pero como se puede ver en el gráfico, incluso la masa de las naves espaciales comerciales está lejos de ser infinita y su lanzamiento no requiere una clase de cohete súper pesado (RL STK) tipo SLS.
También hay diferencias en el esquema balístico de los lanzamientos comerciales. Sucedió que, a diferencia de las naves espaciales domésticas, las naves espaciales extranjeras no se ponen inmediatamente en órbita geoestacionaria, sino en una "órbita geo-transicional estándar" de piernas altas intermedias. La nave se separó del PH en ella, después de una pausa balística durante unas cinco horas en el apogeo de la órbita, con la ayuda de su propio sistema de propulsión, procesa el impulso que garantiza la formación de una órbita geoestacionaria. Teniendo en cuenta el consumo de combustible, la masa de la carga útil puesta en la órbita de geo-transición intermedia debe ser aproximadamente 1,6 veces más que en la órbita de trabajo, es decir, geoestacionaria.
Pero volviendo a Proton, la necesidad de mantener la competitividad en el mercado de servicios de lanzamiento llevó a cuatro etapas de modernización, desde la versión inicial de Proton-K hasta Proton-M y el desarrollo. para el vehículo de lanzamiento Proton, la nueva etapa superior Briz-M, que hizo posible aumentar la masa de la carga útil puesta en órbita geoestacionaria de 2,6 a 3,5 toneladas y a la órbita de geo-transición de 4,5 a 6,3 toneladas. Pero no importa lo bueno que sea un transportista Proton, sus lanzamientos no se realizan desde el territorio de Rusia. Hay problemas con el suministro de combustible para Proton, un heptilo altamente tóxico usado en misiles de combate y que pertenece a sustancias de la primera clase, el mayor peligro.
El liderazgo del país ha establecido en la industria la tarea de garantizar el acceso garantizado al espacio desde su territorio: los lanzamientos de naves espaciales deben realizarse con cohetes diseñados y fabricados en Rusia. Además, es necesario mejorar la seguridad ambiental de los lanzamientos eliminando el uso de combustibles tóxicos.
Estas tareas deben ser realizadas por el programa para crear un lanzador de cohetes Angar de servicio pesado, que garantice la entrega de las naves espaciales de telecomunicaciones y meteorológicas a la órbita geoestacionaria, asegurando la defensa y la seguridad del estado.
Desafortunadamente, el cohete portador Angara fue creado desde hace bastante tiempo. Un decreto gubernamental sobre el desarrollo de un complejo de cohetes espaciales de clase pesada (KRK) se realizó sobre la base de una licitación celebrada para 22 un año antes del primer lanzamiento del vehículo de lanzamiento. La financiación real del programa comenzó después de 2005. Hizo posible realizar dos lanzamientos de prueba exitosos en 2014, y planificar lanzamientos con cargas útiles de destino de 2016. Cuando se lanzó desde el cosmódromo de Plesetsk, el Angara-A5 PH con KBTK criogénico proporcionará las toneladas 4,5 de las toneladas 7,5 de la carga útil a la órbita geoestacionaria y la órbita BNZ-X en los espacios que forman las zonas. respectivamente).
Al desplegar el Complejo Aeroespacial Angara en el cosmódromo de Vostochny, el PH Angara-A5 con el RB KVTK de oxígeno-hidrógeno asegurará que la carga útil de hasta cinco toneladas a la órbita geoestacionaria y hasta ocho toneladas a la órbita de transferencia geográfica. Esta reserva de energía es suficiente en un futuro cercano para lanzar naves espaciales bajo programas federales, pero no permite competir para lanzar naves espaciales de alta gama con la nueva clase de cohetes de servicio pesado extranjeros Delta-IVH, Ariane-5ECA y Atlas-5. En particular, el PH de la serie 5 de Atlas-500 eleva la órbita de transferencia geográfica a toneladas de 8,7, y el PH más potente utilizado para lanzar la nave espacial del Departamento de Defensa de los Estados Unidos (Delta-IVH), proporciona pesos de carga útil de toneladas de 13,1 a la órbita de transferencia geográfica.
Después de un análisis exhaustivo de las prioridades y los requisitos para las capacidades energéticas del SV, así como del estado del mercado de servicios espaciales, el NTS Roscosmos determinó que para resolver tareas en el espacio exterior, incluida la eliminación de naves prometedoras que pesan al menos siete toneladas en una órbita geoestacionaria y toneladas 12 en un vehículo espacial geo-transitorio El PH es capaz de emitir al menos 35 toneladas de carga útil a una órbita baja cercana a la Tierra.
Tal PH - "Angara-A5В" puede crearse reemplazando la tercera etapa de oxígeno-keroseno de la PH "Angara-A5" con una etapa de oxígeno-hidrógeno de un nuevo desarrollo. El Angara-A5В PH está más unificado con el Angara-A5 PH creado, incluso en las instalaciones de infraestructura espacial con base en tierra. Para las capacidades de energía del Angara-A5В, el PH corresponderá a Ariane-6 (Europa), Vulkan (EE. UU.), CZ-5 (China) y H-3 (Japón) extranjeros de alta capacidad que se encuentran en desarrollo, y proporcionará Competitividad a corto plazo de los aviones pesados rusos en el mercado global de servicios espaciales.
Nuestros LV pesados "Proton-M" y "Angara-A5" con motores de cohetes líquidos (LRE) son proporcionales a las RN extranjeras en términos de capacidad de carga y la masa de la carga útil puesta en órbitas dadas.
Con o sin gas
En la actualidad, la flota de aeronaves militares nacionales consiste en la clase ligera RN de Rokot, la clase media RN de Soyuz con la FB de Fregat y la clase pesada de protones RN con la DM y la RB de Briz.
En un futuro próximo, el "heptyl" PH "Rokot" y "Proton" serán reemplazados por un PH ecológico de la familia Angara. Al mismo tiempo, se planea mejorar la tecnología y reducir el costo del lanzador en serie Angara-A5. También se planea trabajar para reemplazar el "heptyl" RB "Fregat" con un RB "ML" de tamaño pequeño con componentes ecológicos. También se planea reemplazar al veterano de la tecnología nacional de cohetes del vehículo de lanzamiento Soyuz con un prometedor vehículo de lanzamiento de clase media, creado como parte del trabajo de desarrollo de Phoenix. Durante su desarrollo, se planea implementar tecnologías prometedoras que mejorarán el rendimiento operativo, incluido el uso de gas natural licuado (GNL) como combustible para cohetes.
Espacio en acceso abierto.
¿Qué es interesante el LNG? La principal ventaja es la posibilidad fundamental de reducir el costo de un sistema de propulsión (RL) debido a una disminución radical de la presión de operación en la cámara de combustión del motor (desde 250 - 260 a 160 - 170 atmósferas) con un ligero aumento (≈4%) en el impulso específico del vacío. El aumento en el último parámetro le permite mantener el nivel alcanzado de las características de masa de energía de las etapas de PH, a pesar de la densidad de LNG doblemente más baja en comparación con el queroseno. La peculiaridad de los motores de cohetes líquidos para GNL es la posibilidad de desarrollar un motor de circuito de recuperación que sea menos propenso a situaciones de emergencia por explosivos transitorios. En general, las evaluaciones técnicas y económicas preliminares muestran que podemos esperar una reducción en el costo de un control remoto para GNL en aproximadamente 1,5 en comparación con un control remoto basado en motores de cohetes de queroseno de alta presión existentes, lo que aumentará la competitividad de los LV nacionales.
Al evaluar la experiencia de crear un cohete portador súper resistente, se debe tener en cuenta que Energia - Buran es sin duda el apogeo de la tecnología de cohetes domésticos, un programa destacado en términos de organización, concentración de recursos, logros en el desarrollo de nuevos materiales estructurales y de protección contra el calor, el desarrollo de tecnología potente. Motores de queroseno e hidrógeno, producción y transporte de grandes volúmenes de hidrógeno líquido, aerodinámica hipersónica, etc. Todo el país trabajó en ello, pero desplegó este sistema espacial en órbita. El estado no tenía los medios, la fuerza y los objetivos. Al mismo tiempo, más de un tercio de los fondos asignados para actividades espaciales se gastaron durante 10 años de trabajo en la creación del complejo “Energía” - “Buran”, que afectó la eficiencia de la implementación de sus otras áreas.
Durante este período, la Agencia Espacial Europea (ESA) desarrolló y comenzó a lanzar el PH de clase media Ariane-4. La empresa Arianspace con este cohete llevó a más de la mitad del mercado de lanzamientos comerciales a la órbita de transferencia geográfica y, al ganar dinero, creó una clase RN Ariane-5 de servicio pesado, que aún se encarga de la implementación de programas espaciales de la ESA y se lleva a cabo sobre el porcentaje de 40 del mercado de servicios de lanzamiento global.
El periódico "Complejo industrial militar" (No. 27) escribió: "... El Pentágono debería sentir una profunda satisfacción al ver a Rusia alejarse cada vez más de la creación de modernos lanzadores de cohetes súper pesados", pero las estimaciones muestran que todas las tareas militares en el futuro previsible El Pentágono resolverá utilizando un PH de clase pesada Delta IVH y Atlas-5, en lugar del SLS PH, creado para vuelos interplanetarios. Las capacidades energéticas de la clase PH de 25-tonne del Angara-A5 y el PH de la clase 130-ton del SLS son incorrectas para comparar, es como decir: "El camión volquete 130-ton es mejor que KamAZ, y Gazel no es una máquina". Para nada: cualquier vehículo: un automóvil o un cohete, para ser efectivo, debe operarse cerca del límite superior de su potencial energético. Si el PH se ejecuta en vacío, el costo específico de eliminar la carga útil aumenta, y este es uno de los principales indicadores de la efectividad del PH. Por lo tanto, el estado no necesita un PH de superpotencia, sino un parque de CB de equilibrado óptimo de varias cargas útiles para cargas de pago específicas. Si no hay tal carga útil para el PH, entonces se corre el riesgo de dividir el destino de Energia. Por cierto, es indicativo de que al final del programa para volar a la luna, la NASA y el Departamento de Defensa de los Estados Unidos enviaron el museo al museo sin encontrar una carga útil para ellos.
La cuestión del uso objetivo del vehículo de lanzamiento STK fue considerada en el Roscosmos NTS: llegaron a la conclusión de que no era necesario retirar la masa de carga única 50 - 70 toneladas antes de 2030 - 2035. Las prioridades de la industria espacial de Rusia, repetimos, se definen en los “Fundamentos de la política estatal en el campo de las actividades espaciales ...”. Las tareas principales son el desarrollo de agrupaciones de naves espaciales orbitales para uso científico, socioeconómico y doble. Es por eso que, antes de 2025, el Consejo Científico y Técnico de Roskosmos decidió desarrollar el potencial científico y técnico y el desarrollo de tecnologías prometedoras en la dirección del desarrollo de una clase de PH para tareas pesadas.
Hay que admitir que ahora el estado de la nave orbital rusa es, por decirlo suavemente, no el más próspero. En particular, la agrupación de satélites de sensores remotos (sensores remotos de la Tierra) consta de solo siete naves espaciales y satisface las necesidades de los consumidores nacionales a nivel 20 - 30, mientras que los grupos de satélites de teleobservación de los EE. UU., Los países europeos y China constan de más de vehículos espaciales que proporcionan control global Superficie de la Tierra, incluso en el rango del radar. Incluso en la India, el grupo de naves espaciales de detección remota incluye naves 35. Aquí es donde debe ir primero el PCF-17: al desarrollo de comunicaciones, navegación, sensores remotos, satélites meteorológicos, incluidos los satélites con alta resolución espacial para todo clima, lo que es especialmente importante para Siberia, el Extremo Norte, el Ártico y el Lejano Oriente.
Como los cálculos balísticos, al iniciar desde el cosmódromo Vostochny versión optimizada RN "Angara-A5V" con mejorado RB criogénico KVTK-B proporcionará inyección en masa de transferencia de carga útil en órbita geosíncrona de hasta 11,9 toneladas y en órbita geoestacionaria - a toneladas 7,2, así como la posibilidad de implementar la inicial fases del programa tripulado lunar que utiliza el esquema de cuatro lanzamientos (ver fig.): dos lanzamientos pareados del vehículo de lanzamiento que proporcionan una entrega separada a la órbita lunar del complejo de aterrizaje y despegue lunar (LPVM) y El barco de transporte está siendo pilotado (PTK) con su acoplamiento en órbita de un satélite artificial de la Luna (OISL) y el posterior aterrizaje de LPVK con la tripulación en la superficie de la Luna.
El lanzamiento típico del par incluye la carga útil a la trayectoria balística del PTK o LPVK y el remolcador interorbital de queroseno de pequeño tamaño (MOB2), creado sobre la base de la RB "DM", que asegurará la eliminación de la carga útil a la órbita cercana a la tierra y el posterior desembarque con un syley thyraumumy. remolcador (MOB1), desarrollado sobre la base de la reserva para RB KVTK. MOB1 con una masa inicial de más de 38 toneladas se muestra según el esquema con el segundo lanzamiento del Angara-A5B. Después de atracar en órbita terrestre baja y en fase, el barco interunbular lunar ensamblado debido a la energía MOB1 se muestra primero en una órbita altamente elíptica. Después de la producción de combustible, el hidrógeno MOB1 se separa y el queroseno MOB2 completa la formación de la trayectoria de partida. Además, MOB2 proporciona la corrección de la trayectoria en el vuelo a la Luna y la transferencia de la carga útil a la órbita circunlunar. El proyecto FKP-2025 prevé trabajar con estos fondos.
Por supuesto, el esquema de disparador múltiple es bastante complicado, requiere la mayor coordinación: el equipo inicial debe trabajar simultáneamente en dos PU, como un reloj. Las evaluaciones técnicas y económicas preliminares muestran que el uso de una clase de 35-ton multipropósito de gran capacidad en lugar de un 80-ton PH especializado súper pesado permitirá reducir los costos financieros en más de un orden de magnitud en la etapa inicial del programa tripulado lunar, y los recursos guardados se pueden utilizar en interés del desarrollo del espacio ruso o espacial. Uso socioeconómico, científico y dual.
Con respecto al uso de propulsores de combustible sólido (TTU) como parte del LV, se debe tener en cuenta que los motores de cohetes propulsantes sólidos (RDTT) tienen no solo ventajas, sino también desventajas en comparación con los impulsos de empuje específicos, peores que ~ 10 - 30 por ciento la perfección del peso del diseño, el riesgo de incendio y explosión de la producción y el equipo de la carga de combustible, limitando el tiempo de operación, el control del empuje, las condiciones de temperatura durante la puesta en marcha, los efectos nocivos de los productos de combustión en el medio ambiente. Además, es necesario tener en cuenta el aumento en 30 - 40 del costo porcentual de un PH con RTDT en comparación con un PH con un LRE y la necesidad de invertir fondos significativos en el desarrollo de la base de producción, tecnológica y de prueba para crear unidades de propelente sólido de gran tamaño.
El uso de motores de cohetes sólidos de gran tamaño de propulsante sólido como parte del LV se consideró repetidamente en proyectos nacionales, pero teniendo en cuenta los factores enumerados anteriormente, según la comparación de alternativas, la elección siempre se hizo a favor del LRE. Rusia es líder en el desarrollo y la producción de motores de cohetes sostenibles, que son adquiridos por los clientes, incluidos los de los Estados Unidos. En el proyecto FKP-2025, se planea desarrollar la tecnología para crear un propelente sólido de arranque sólido con una carga de aproximadamente 100 toneladas. La conveniencia de utilizar motores de cohete de propulsante sólido con propulsor sólido en los posibles vehículos de lanzamiento, por ejemplo, en el mismo Phoenix, se determinará más adelante, según los resultados del análisis detallado.
En conclusión: es claro que el proyecto FKP-2025 puede continuar mejorándose, sin embargo, en términos de desarrollo de vehículos de lanzamiento, este documento es bastante equilibrado, refleja la situación real y determina las perspectivas para el desarrollo de esta área de la industria para 2025, teniendo en cuenta las prioridades establecidas de las actividades espaciales. Estado para financiarlo.
Como saben, el documento principal que define los intereses del estado, los objetivos principales, las prioridades y las tareas de Rusia en el campo de la investigación, la exploración y el uso del espacio ha sido aprobado por el Presidente de la Federación Rusa Vladimir Putin en abril 2013 “Los fundamentos de la política estatal de la Federación Rusa en el campo de las actividades espaciales 2030 del año y del futuro ”.
De acuerdo con este documento, las principales prioridades son garantizar el acceso garantizado de Rusia al espacio desde su territorio con el desarrollo y uso de tecnología espacial, tecnología, trabajo y servicios en interés de la esfera socioeconómica y la defensa nacional, así como la seguridad del Estado; la creación de bienes espaciales en interés de la ciencia; Actividades relacionadas con vuelos tripulados, incluida la creación de una reserva científica y técnica para vuelos tripulados a planetas y otros organismos del Sistema Solar en el marco de la cooperación internacional.
La realización de estos objetivos se garantiza mediante el uso y desarrollo de los potenciales científicos, técnicos y de producción existentes para la creación de medios prometedores de lanzamiento, remolcadores interorbitales, sistemas de objetivos y servicios de vehículos espaciales automáticos (KA), vehículos espaciales tripulados de nueva generación, elementos de infraestructura para actividades espaciales profundas y tecnologías innovadoras. Para resolver problemas específicos y tecnologías de producción.
El resultado será la preservación del estatus de Rusia como una de las principales potencias espaciales, la confirmación de la autosuficiencia para garantizar sus propias actividades espaciales en toda la gama de tareas que requieren la creación de un grupo orbital de naves espaciales basadas en una flota económicamente eficiente de vehículos de lanzamiento rusos.
La necesidad de mantener posiciones estables y la competitividad en el mercado de servicios de lanzamiento es un incentivo para mejorar los indicadores técnicos y económicos de recursos humanos, sobre todo, aumentar sus capacidades energéticas.
Claramente, todos estos factores se manifestaron en el ejemplo del producto económicamente más exitoso de la cosmonauta rusa: el Proton PH de clase pesada. Fue el lanzamiento del vehículo de lanzamiento Proton en el mercado internacional de servicios de lanzamiento y su continua modernización lo que les permitió a los GKNPTs. MV Khrunicheva sobrevive en 90-s y "cero" y mantiene la cooperación industrial, asegurando el mantenimiento de la agrupación orbital rusa del vehículo espacial y la participación en proyectos internacionales.
Carga útil en escalas de competición
Para decidir qué SV se desarrollarán en el FKP-2025, es necesario comprender que las capacidades de energía del PH están determinadas por la masa de la carga útil que se coloca en la órbita de trabajo. A menudo, aunque no del todo correctamente, la órbita terrestre baja con una altitud de 200 kilómetros y una inclinación igual a la latitud del punto de partida se utiliza para estimar la energía del PH. Esta órbita como una de trabajo no se utiliza para el funcionamiento de una nave espacial, ya que, debido a la desaceleración de la atmósfera, la vida útil de la nave espacial no excede de una semana. Entre la diversidad de naves espaciales, el mercado más costoso e intensivo de recursos de las naves espaciales de telecomunicaciones que operan en órbita geoestacionaria.
Hay dos características de los lanzamientos comerciales de naves espaciales de telecomunicaciones. La masa de naves espaciales comerciales está creciendo más rápido que la lanzada por los programas federales. Pero como se puede ver en el gráfico, incluso la masa de las naves espaciales comerciales está lejos de ser infinita y su lanzamiento no requiere una clase de cohete súper pesado (RL STK) tipo SLS.
También hay diferencias en el esquema balístico de los lanzamientos comerciales. Sucedió que, a diferencia de las naves espaciales domésticas, las naves espaciales extranjeras no se ponen inmediatamente en órbita geoestacionaria, sino en una "órbita geo-transicional estándar" de piernas altas intermedias. La nave se separó del PH en ella, después de una pausa balística durante unas cinco horas en el apogeo de la órbita, con la ayuda de su propio sistema de propulsión, procesa el impulso que garantiza la formación de una órbita geoestacionaria. Teniendo en cuenta el consumo de combustible, la masa de la carga útil puesta en la órbita de geo-transición intermedia debe ser aproximadamente 1,6 veces más que en la órbita de trabajo, es decir, geoestacionaria.
Pero volviendo a Proton, la necesidad de mantener la competitividad en el mercado de servicios de lanzamiento llevó a cuatro etapas de modernización, desde la versión inicial de Proton-K hasta Proton-M y el desarrollo. para el vehículo de lanzamiento Proton, la nueva etapa superior Briz-M, que hizo posible aumentar la masa de la carga útil puesta en órbita geoestacionaria de 2,6 a 3,5 toneladas y a la órbita de geo-transición de 4,5 a 6,3 toneladas. Pero no importa lo bueno que sea un transportista Proton, sus lanzamientos no se realizan desde el territorio de Rusia. Hay problemas con el suministro de combustible para Proton, un heptilo altamente tóxico usado en misiles de combate y que pertenece a sustancias de la primera clase, el mayor peligro.
El liderazgo del país ha establecido en la industria la tarea de garantizar el acceso garantizado al espacio desde su territorio: los lanzamientos de naves espaciales deben realizarse con cohetes diseñados y fabricados en Rusia. Además, es necesario mejorar la seguridad ambiental de los lanzamientos eliminando el uso de combustibles tóxicos.
Estas tareas deben ser realizadas por el programa para crear un lanzador de cohetes Angar de servicio pesado, que garantice la entrega de las naves espaciales de telecomunicaciones y meteorológicas a la órbita geoestacionaria, asegurando la defensa y la seguridad del estado.
Desafortunadamente, el cohete portador Angara fue creado desde hace bastante tiempo. Un decreto gubernamental sobre el desarrollo de un complejo de cohetes espaciales de clase pesada (KRK) se realizó sobre la base de una licitación celebrada para 22 un año antes del primer lanzamiento del vehículo de lanzamiento. La financiación real del programa comenzó después de 2005. Hizo posible realizar dos lanzamientos de prueba exitosos en 2014, y planificar lanzamientos con cargas útiles de destino de 2016. Cuando se lanzó desde el cosmódromo de Plesetsk, el Angara-A5 PH con KBTK criogénico proporcionará las toneladas 4,5 de las toneladas 7,5 de la carga útil a la órbita geoestacionaria y la órbita BNZ-X en los espacios que forman las zonas. respectivamente).
Al desplegar el Complejo Aeroespacial Angara en el cosmódromo de Vostochny, el PH Angara-A5 con el RB KVTK de oxígeno-hidrógeno asegurará que la carga útil de hasta cinco toneladas a la órbita geoestacionaria y hasta ocho toneladas a la órbita de transferencia geográfica. Esta reserva de energía es suficiente en un futuro cercano para lanzar naves espaciales bajo programas federales, pero no permite competir para lanzar naves espaciales de alta gama con la nueva clase de cohetes de servicio pesado extranjeros Delta-IVH, Ariane-5ECA y Atlas-5. En particular, el PH de la serie 5 de Atlas-500 eleva la órbita de transferencia geográfica a toneladas de 8,7, y el PH más potente utilizado para lanzar la nave espacial del Departamento de Defensa de los Estados Unidos (Delta-IVH), proporciona pesos de carga útil de toneladas de 13,1 a la órbita de transferencia geográfica.
Después de un análisis exhaustivo de las prioridades y los requisitos para las capacidades energéticas del SV, así como del estado del mercado de servicios espaciales, el NTS Roscosmos determinó que para resolver tareas en el espacio exterior, incluida la eliminación de naves prometedoras que pesan al menos siete toneladas en una órbita geoestacionaria y toneladas 12 en un vehículo espacial geo-transitorio El PH es capaz de emitir al menos 35 toneladas de carga útil a una órbita baja cercana a la Tierra.
Tal PH - "Angara-A5В" puede crearse reemplazando la tercera etapa de oxígeno-keroseno de la PH "Angara-A5" con una etapa de oxígeno-hidrógeno de un nuevo desarrollo. El Angara-A5В PH está más unificado con el Angara-A5 PH creado, incluso en las instalaciones de infraestructura espacial con base en tierra. Para las capacidades de energía del Angara-A5В, el PH corresponderá a Ariane-6 (Europa), Vulkan (EE. UU.), CZ-5 (China) y H-3 (Japón) extranjeros de alta capacidad que se encuentran en desarrollo, y proporcionará Competitividad a corto plazo de los aviones pesados rusos en el mercado global de servicios espaciales.
Nuestros LV pesados "Proton-M" y "Angara-A5" con motores de cohetes líquidos (LRE) son proporcionales a las RN extranjeras en términos de capacidad de carga y la masa de la carga útil puesta en órbitas dadas.
Con o sin gas
En la actualidad, la flota de aeronaves militares nacionales consiste en la clase ligera RN de Rokot, la clase media RN de Soyuz con la FB de Fregat y la clase pesada de protones RN con la DM y la RB de Briz.
En un futuro próximo, el "heptyl" PH "Rokot" y "Proton" serán reemplazados por un PH ecológico de la familia Angara. Al mismo tiempo, se planea mejorar la tecnología y reducir el costo del lanzador en serie Angara-A5. También se planea trabajar para reemplazar el "heptyl" RB "Fregat" con un RB "ML" de tamaño pequeño con componentes ecológicos. También se planea reemplazar al veterano de la tecnología nacional de cohetes del vehículo de lanzamiento Soyuz con un prometedor vehículo de lanzamiento de clase media, creado como parte del trabajo de desarrollo de Phoenix. Durante su desarrollo, se planea implementar tecnologías prometedoras que mejorarán el rendimiento operativo, incluido el uso de gas natural licuado (GNL) como combustible para cohetes.
Espacio en acceso abierto.
¿Qué es interesante el LNG? La principal ventaja es la posibilidad fundamental de reducir el costo de un sistema de propulsión (RL) debido a una disminución radical de la presión de operación en la cámara de combustión del motor (desde 250 - 260 a 160 - 170 atmósferas) con un ligero aumento (≈4%) en el impulso específico del vacío. El aumento en el último parámetro le permite mantener el nivel alcanzado de las características de masa de energía de las etapas de PH, a pesar de la densidad de LNG doblemente más baja en comparación con el queroseno. La peculiaridad de los motores de cohetes líquidos para GNL es la posibilidad de desarrollar un motor de circuito de recuperación que sea menos propenso a situaciones de emergencia por explosivos transitorios. En general, las evaluaciones técnicas y económicas preliminares muestran que podemos esperar una reducción en el costo de un control remoto para GNL en aproximadamente 1,5 en comparación con un control remoto basado en motores de cohetes de queroseno de alta presión existentes, lo que aumentará la competitividad de los LV nacionales.
Al evaluar la experiencia de crear un cohete portador súper resistente, se debe tener en cuenta que Energia - Buran es sin duda el apogeo de la tecnología de cohetes domésticos, un programa destacado en términos de organización, concentración de recursos, logros en el desarrollo de nuevos materiales estructurales y de protección contra el calor, el desarrollo de tecnología potente. Motores de queroseno e hidrógeno, producción y transporte de grandes volúmenes de hidrógeno líquido, aerodinámica hipersónica, etc. Todo el país trabajó en ello, pero desplegó este sistema espacial en órbita. El estado no tenía los medios, la fuerza y los objetivos. Al mismo tiempo, más de un tercio de los fondos asignados para actividades espaciales se gastaron durante 10 años de trabajo en la creación del complejo “Energía” - “Buran”, que afectó la eficiencia de la implementación de sus otras áreas.
Durante este período, la Agencia Espacial Europea (ESA) desarrolló y comenzó a lanzar el PH de clase media Ariane-4. La empresa Arianspace con este cohete llevó a más de la mitad del mercado de lanzamientos comerciales a la órbita de transferencia geográfica y, al ganar dinero, creó una clase RN Ariane-5 de servicio pesado, que aún se encarga de la implementación de programas espaciales de la ESA y se lleva a cabo sobre el porcentaje de 40 del mercado de servicios de lanzamiento global.
El periódico "Complejo industrial militar" (No. 27) escribió: "... El Pentágono debería sentir una profunda satisfacción al ver a Rusia alejarse cada vez más de la creación de modernos lanzadores de cohetes súper pesados", pero las estimaciones muestran que todas las tareas militares en el futuro previsible El Pentágono resolverá utilizando un PH de clase pesada Delta IVH y Atlas-5, en lugar del SLS PH, creado para vuelos interplanetarios. Las capacidades energéticas de la clase PH de 25-tonne del Angara-A5 y el PH de la clase 130-ton del SLS son incorrectas para comparar, es como decir: "El camión volquete 130-ton es mejor que KamAZ, y Gazel no es una máquina". Para nada: cualquier vehículo: un automóvil o un cohete, para ser efectivo, debe operarse cerca del límite superior de su potencial energético. Si el PH se ejecuta en vacío, el costo específico de eliminar la carga útil aumenta, y este es uno de los principales indicadores de la efectividad del PH. Por lo tanto, el estado no necesita un PH de superpotencia, sino un parque de CB de equilibrado óptimo de varias cargas útiles para cargas de pago específicas. Si no hay tal carga útil para el PH, entonces se corre el riesgo de dividir el destino de Energia. Por cierto, es indicativo de que al final del programa para volar a la luna, la NASA y el Departamento de Defensa de los Estados Unidos enviaron el museo al museo sin encontrar una carga útil para ellos.
La cuestión del uso objetivo del vehículo de lanzamiento STK fue considerada en el Roscosmos NTS: llegaron a la conclusión de que no era necesario retirar la masa de carga única 50 - 70 toneladas antes de 2030 - 2035. Las prioridades de la industria espacial de Rusia, repetimos, se definen en los “Fundamentos de la política estatal en el campo de las actividades espaciales ...”. Las tareas principales son el desarrollo de agrupaciones de naves espaciales orbitales para uso científico, socioeconómico y doble. Es por eso que, antes de 2025, el Consejo Científico y Técnico de Roskosmos decidió desarrollar el potencial científico y técnico y el desarrollo de tecnologías prometedoras en la dirección del desarrollo de una clase de PH para tareas pesadas.
Hay que admitir que ahora el estado de la nave orbital rusa es, por decirlo suavemente, no el más próspero. En particular, la agrupación de satélites de sensores remotos (sensores remotos de la Tierra) consta de solo siete naves espaciales y satisface las necesidades de los consumidores nacionales a nivel 20 - 30, mientras que los grupos de satélites de teleobservación de los EE. UU., Los países europeos y China constan de más de vehículos espaciales que proporcionan control global Superficie de la Tierra, incluso en el rango del radar. Incluso en la India, el grupo de naves espaciales de detección remota incluye naves 35. Aquí es donde debe ir primero el PCF-17: al desarrollo de comunicaciones, navegación, sensores remotos, satélites meteorológicos, incluidos los satélites con alta resolución espacial para todo clima, lo que es especialmente importante para Siberia, el Extremo Norte, el Ártico y el Lejano Oriente.
Como los cálculos balísticos, al iniciar desde el cosmódromo Vostochny versión optimizada RN "Angara-A5V" con mejorado RB criogénico KVTK-B proporcionará inyección en masa de transferencia de carga útil en órbita geosíncrona de hasta 11,9 toneladas y en órbita geoestacionaria - a toneladas 7,2, así como la posibilidad de implementar la inicial fases del programa tripulado lunar que utiliza el esquema de cuatro lanzamientos (ver fig.): dos lanzamientos pareados del vehículo de lanzamiento que proporcionan una entrega separada a la órbita lunar del complejo de aterrizaje y despegue lunar (LPVM) y El barco de transporte está siendo pilotado (PTK) con su acoplamiento en órbita de un satélite artificial de la Luna (OISL) y el posterior aterrizaje de LPVK con la tripulación en la superficie de la Luna.
El lanzamiento típico del par incluye la carga útil a la trayectoria balística del PTK o LPVK y el remolcador interorbital de queroseno de pequeño tamaño (MOB2), creado sobre la base de la RB "DM", que asegurará la eliminación de la carga útil a la órbita cercana a la tierra y el posterior desembarque con un syley thyraumumy. remolcador (MOB1), desarrollado sobre la base de la reserva para RB KVTK. MOB1 con una masa inicial de más de 38 toneladas se muestra según el esquema con el segundo lanzamiento del Angara-A5B. Después de atracar en órbita terrestre baja y en fase, el barco interunbular lunar ensamblado debido a la energía MOB1 se muestra primero en una órbita altamente elíptica. Después de la producción de combustible, el hidrógeno MOB1 se separa y el queroseno MOB2 completa la formación de la trayectoria de partida. Además, MOB2 proporciona la corrección de la trayectoria en el vuelo a la Luna y la transferencia de la carga útil a la órbita circunlunar. El proyecto FKP-2025 prevé trabajar con estos fondos.
Por supuesto, el esquema de disparador múltiple es bastante complicado, requiere la mayor coordinación: el equipo inicial debe trabajar simultáneamente en dos PU, como un reloj. Las evaluaciones técnicas y económicas preliminares muestran que el uso de una clase de 35-ton multipropósito de gran capacidad en lugar de un 80-ton PH especializado súper pesado permitirá reducir los costos financieros en más de un orden de magnitud en la etapa inicial del programa tripulado lunar, y los recursos guardados se pueden utilizar en interés del desarrollo del espacio ruso o espacial. Uso socioeconómico, científico y dual.
Con respecto al uso de propulsores de combustible sólido (TTU) como parte del LV, se debe tener en cuenta que los motores de cohetes propulsantes sólidos (RDTT) tienen no solo ventajas, sino también desventajas en comparación con los impulsos de empuje específicos, peores que ~ 10 - 30 por ciento la perfección del peso del diseño, el riesgo de incendio y explosión de la producción y el equipo de la carga de combustible, limitando el tiempo de operación, el control del empuje, las condiciones de temperatura durante la puesta en marcha, los efectos nocivos de los productos de combustión en el medio ambiente. Además, es necesario tener en cuenta el aumento en 30 - 40 del costo porcentual de un PH con RTDT en comparación con un PH con un LRE y la necesidad de invertir fondos significativos en el desarrollo de la base de producción, tecnológica y de prueba para crear unidades de propelente sólido de gran tamaño.
El uso de motores de cohetes sólidos de gran tamaño de propulsante sólido como parte del LV se consideró repetidamente en proyectos nacionales, pero teniendo en cuenta los factores enumerados anteriormente, según la comparación de alternativas, la elección siempre se hizo a favor del LRE. Rusia es líder en el desarrollo y la producción de motores de cohetes sostenibles, que son adquiridos por los clientes, incluidos los de los Estados Unidos. En el proyecto FKP-2025, se planea desarrollar la tecnología para crear un propelente sólido de arranque sólido con una carga de aproximadamente 100 toneladas. La conveniencia de utilizar motores de cohete de propulsante sólido con propulsor sólido en los posibles vehículos de lanzamiento, por ejemplo, en el mismo Phoenix, se determinará más adelante, según los resultados del análisis detallado.
En conclusión: es claro que el proyecto FKP-2025 puede continuar mejorándose, sin embargo, en términos de desarrollo de vehículos de lanzamiento, este documento es bastante equilibrado, refleja la situación real y determina las perspectivas para el desarrollo de esta área de la industria para 2025, teniendo en cuenta las prioridades establecidas de las actividades espaciales. Estado para financiarlo.
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