Leo, wengi wetu tunajua, au angalau tumesikia, familia ya kibinafsi ya kampuni ya SpaceX ya gari zinazoweza kutumika tena za uzinduzi. Shukrani kwa mafanikio ya kampuni, na vile vile utu wa mwanzilishi, Elon Musk, ambaye mwenyewe huwa mara nyingi shujaa wa milisho ya habari, roketi 9 za Falcon, SpaceX na ndege za angani kwa ujumla haziondoki kwenye kurasa za vyombo vya habari vya kimataifa. Wakati huo huo, Urusi ilikuwa na bado ina maendeleo yake na hakuna miradi ya kupendeza ya makombora yanayoweza kutumika tena, ambayo haijulikani sana. Jibu la swali kwanini hii inatokea ni dhahiri. Makombora ya Ilona Mask huruka angani mara kwa mara, na roketi za Kirusi zinazoweza kutumika tena na sehemu zingine ni miradi tu, michoro na picha nzuri katika mawasilisho.
Uzinduzi wa nafasi leo
Siku hizi, tunaweza kusema salama kwamba Roskosmos wakati fulani ilikosa mada ya makombora yanayoweza kutumika tena, ikiwa na maendeleo na miradi iliyokuwa mbele ya nchi zingine kwa miaka kadhaa. Miradi yote ya makombora yanayoweza kutumika tena ya Urusi hayajawahi kukamilika, hayakutekelezwa kwa chuma. Kwa mfano, gari inayoweza kutumika tena ya hatua moja ya uzinduzi wa Korona, iliyotengenezwa kutoka 1992 hadi 2012, haikuletwa mwisho wake wa kimantiki. Tayari tunaona matokeo ya hesabu hii katika maendeleo. Urusi imepoteza sana nafasi zake katika soko la uzinduzi wa nafasi ya kibiashara na ujio wa roketi ya Amerika ya Falcon 9 na anuwai zake, na pia ni duni sana kwa idadi ya uzinduzi wa nafasi uliofanywa kwa mwaka. Mwisho wa 2018, Roscosmos iliripoti juu ya uzinduzi wa nafasi 20 (moja haikufanikiwa), wakati mnamo Aprili 2018, katika mahojiano na TASS, mkuu wa Roscosmos, Igor Komarov, alisema kuwa imepangwa kutekeleza uzinduzi wa nafasi 30 na mwisho wa mwaka. Kiongozi mwishoni mwa mwaka jana alikuwa China, ambayo ilifanya uzinduzi wa nafasi 39 (moja haikufanikiwa), katika nafasi ya pili ilikuwa Merika na uzinduzi wa nafasi 31 (hakuna iliyofanikiwa).
Kuzungumza juu ya ndege za angani za kisasa, ni muhimu kuelewa kuwa kwa gharama yote ya kuzindua gari la kisasa la uzinduzi (LV), bidhaa kuu ya gharama ni roketi yenyewe. Mwili wake, mizinga ya mafuta, injini - yote haya huruka milele, huwaka katika tabaka zenye mnene za anga, ni wazi kuwa gharama hizo zisizoweza kulipwa hubadilisha uzinduzi wowote wa gari la uzinduzi kuwa raha ya gharama kubwa sana. Sio matengenezo ya bandari, sio mafuta, sio kazi ya kusanyiko kabla ya uzinduzi, lakini bei ya gari la uzinduzi yenyewe, ndio bidhaa kuu ya gharama. Bidhaa ngumu sana ya kiteknolojia ya mawazo ya uhandisi hutumiwa kwa dakika chache, baada ya hapo imeharibiwa kabisa. Kwa kawaida, hii ni kweli kwa roketi zinazoweza kutolewa. Wazo la kutumia magari ya uzinduzi yanayoweza kupatikana linajionyesha hapa yenyewe, kama nafasi halisi ya kupunguza gharama ya kila uzinduzi wa nafasi. Katika kesi hii, hata kurudi kwa hatua ya kwanza tu hufanya gharama ya kila uzinduzi kuwa chini.
Kutua kwa hatua ya kwanza inayoweza kurudishwa ya gari la uzinduzi wa Falcon 9
Ni mpango kama huo ambao ulitekelezwa na bilionea wa Amerika Elon Musk, na kufanya hatua ya kwanza kupatikana ya gari zito la uzinduzi wa Falcon 9. Wakati hatua ya kwanza ya makombora haya yanaweza kupatikana, majaribio mengine ya kutua hushindwa, lakini idadi ya kutua kutofaulu kumeshuka hadi karibu sifuri mnamo 2017 na 2018. Kwa mfano, mwaka jana kulikuwa na kutofaulu moja tu kwa kila kutua kwa mafanikio kwa 10 ya hatua ya kwanza. Wakati huo huo, SpaceX pia ilifungua mwaka mpya na kutua kwa mafanikio kwa hatua ya kwanza. Mnamo Januari 11, 2019, hatua ya kwanza ya roketi ya Falcon 9 ilifanikiwa kutua kwenye jukwaa linaloelea, zaidi ya hayo, ilitumika tena, na mapema ilizindua setilaiti ya mawasiliano ya Telestar 18V mnamo obiti mnamo Septemba 2018. Siku hizi, hatua kama hizi za kurudisha tayari ni fait accompli. Lakini wakati wawakilishi wa kampuni ya nafasi ya kibinafsi ya Amerika walizungumza tu juu ya mradi wao, wataalam wengi walitilia shaka uwezekano wa utekelezaji wake wenye mafanikio.
Katika hali halisi ya leo, hatua ya kwanza ya roketi nzito ya darasa la Falcon 9 katika uzinduzi kadhaa inaweza kutumika katika toleo la kuingilia tena. Kuchukua hatua ya pili ya roketi kwa urefu wa kutosha, inajitenga nayo kwa urefu wa kilomita 70, kuteremka hufanyika takriban dakika 2.5 baada ya uzinduzi wa gari la uzinduzi (wakati unategemea kazi maalum za uzinduzi). Baada ya kujitenga na LV, hatua ya kwanza, kwa kutumia mfumo uliowekwa wa kudhibiti tabia, hufanya maneuver ndogo, kuzuia moto wa injini za kazi za hatua ya pili, na kugeuza injini mbele kwa kujiandaa kwa manuara kuu tatu ya kusimama. Wakati wa kutua, hatua ya kwanza hutumia motors zake kwa kusimama. Ikumbukwe kwamba hatua iliyorudishwa inaweka vizuizi vyake kwenye uzinduzi. Kwa mfano, kiwango cha juu cha malipo ya roketi ya Falcon 9 imepunguzwa kwa asilimia 30-40. Hii ni kwa sababu ya hitaji la kuhifadhi mafuta kwa kusimama na kutua baadaye, na pia uzito wa ziada wa vifaa vya kutua vilivyowekwa (vibanzi vya kimiani, vifaa vya kutua, vitu vya mfumo wa kudhibiti, nk).
Mafanikio ya Wamarekani na safu kubwa ya uzinduzi uliofanikiwa haikugundulika ulimwenguni, ambayo ilisababisha msururu wa taarifa juu ya kuanza kwa miradi kwa kutumia reusability ya roketi, pamoja na kurudi kwa nyongeza za upande na hatua ya kwanza kurudi Duniani. Wawakilishi wa Roscosmos pia walizungumza juu ya alama hii. Kampuni ilianza kuzungumza juu ya kuanza tena kwa kazi juu ya uundaji wa makombora yanayoweza kutumika tena nchini Urusi mwanzoni mwa 2017.
Uzinduzi wa gari "Korona" - maoni ya jumla
Roketi inayoweza kutumika ya Korona na miradi ya mapema
Ikumbukwe kwamba wazo la makombora yanayoweza kutumika tena lilijifunza huko Soviet Union. Baada ya kuanguka kwa nchi, mada hii haikutoweka; kazi katika mwelekeo huu iliendelea. Walianza mapema zaidi kuliko Elon Musk alizungumza tu juu yake. Kwa mfano, vizuizi vya hatua ya kwanza ya roketi nzito zaidi ya Soviet zilirudishwa, hii ilikuwa muhimu kwa sababu za kiuchumi na kwa utekelezaji wa rasilimali ya injini za RD-170, iliyoundwa kwa angalau ndege 10.
Haijulikani sana ni mradi wa gari la uzinduzi wa Rossiyanka, ambalo lilitengenezwa na wataalam wa Kituo cha Roketi ya Jimbo la Academician V. P. Biashara hii inajulikana sana kwa maendeleo yake ya kijeshi. Kwa mfano, ilikuwa hapa ambapo makombora mengi ya ndani yaliyopangwa kwa silaha za manowari ziliundwa, pamoja na makombora ya R-29RMU Sineva ambayo sasa yanafanya kazi na meli ya manowari ya Urusi.
Kulingana na mradi huo, Rossiyanka ilikuwa gari la uzinduzi wa hatua mbili, hatua ya kwanza ambayo iliweza kutumika tena. Kwa kweli wazo sawa na wahandisi wa SpaceX, lakini miaka michache mapema. Roketi ilitakiwa kuzindua tani 21.5 za mizigo katika obiti ya chini ya kumbukumbu - viashiria karibu na roketi ya Falcon 9. Kurudi kwa hatua ya kwanza kulifanyika kando ya njia ya mpira kwa sababu ya kuingizwa tena kwa injini za kawaida. Ikiwa ni lazima, uwezo wa kubeba roketi unaweza kuongezeka hadi tani 35. Mnamo Desemba 12, Makeyev SRC iliwasilisha roketi yake mpya kwenye mashindano ya Roscosmos kwa ukuzaji wa gari zinazoweza kutumika tena, lakini agizo la uundaji wa vifaa kama hivyo lilienda kwa washindani wa Kituo cha Nafasi ya Utafiti na Uzalishaji wa Jimbo la Khrunichev na Baikal-Angara mradi. Uwezekano mkubwa zaidi, wataalam wa Makeev SRC wangekuwa na uwezo wa kutekeleza mradi wao, lakini bila umakini wa kutosha na ufadhili haikuwezekana.
Mradi wa Baikal-Angara ulikuwa na hamu zaidi; ilikuwa toleo la ndege ya hatua ya kwanza kurudi Duniani. Ilipangwa kuwa baada ya kufikia urefu uliowekwa wa chumba hicho, mrengo maalum utafunguliwa katika hatua ya kwanza na kisha itaruka pamoja na ndege na kutua kwenye uwanja wa ndege wa kawaida na gia ya kutua imepanuliwa. Walakini, mfumo kama huo sio ngumu tu, lakini pia ni ghali. Sifa zake zisizopingika ni pamoja na ukweli kwamba angeweza kurudi kutoka mbali zaidi. Kwa bahati mbaya, mradi huo haujatekelezwa, bado wakati mwingine hukumbukwa, lakini hakuna zaidi.
Sasa ulimwengu unafikiria juu ya gari zinazoweza kutumika tena za uzinduzi. Elon Musk alitangaza mradi wa Big Falcon Rocket. Roketi kama hiyo inapaswa kupokea usanifu wa hatua mbili kwa usanifu wa cosmonautics wa kisasa; Imepangwa kuwa hatua ya kwanza ya Superheavy itarudi Duniani, ikifanya kutua wima kwenye cosmodrome kupitia utumiaji wa injini zake, teknolojia hii tayari imeendelezwa kikamilifu na wahandisi wa SpaceX. Hatua ya pili ya roketi, pamoja na chombo cha angani (kwa kweli, hii ni chombo cha angani kwa madhumuni anuwai), ambayo iliitwa Starship, itaingia kwenye obiti ya Dunia. Hatua ya pili pia itasalia na mafuta ya kutosha kushuka katika tabaka zenye mnene za anga baada ya kumaliza utume wa nafasi na kutua kwenye jukwaa la pwani.
Ikumbukwe kwamba SpaceX haina kiganja katika wazo kama hilo. Huko Urusi, mradi wa gari la uzinduzi linaloweza kutumika umekuzwa tangu miaka ya 1990. Na tena, walifanya kazi kwenye mradi huo katika Kituo cha Roketi ya Jimbo kilichopewa jina la Academician V. P. Madeev. Mradi wa roketi inayoweza kutumika ya Kirusi ina jina zuri "Korona". Roscosmos alikumbuka mradi huu mnamo 2017, baada ya hapo maoni anuwai yalifuata juu ya kuanza tena kwa mradi huu. Kwa mfano, mnamo Januari 2018, Rossiyskaya Gazeta ilichapisha habari kwamba Urusi imeanza tena kazi kwenye roketi ya nafasi inayoweza kutumika tena. Ilikuwa juu ya gari la uzinduzi wa Korona.
Tofauti na roketi ya Amerika ya Falcon-9, Korona ya Urusi haina hatua zinazoweza kutenganishwa; kwa kweli, ni ndege moja laini na ndege ya kutua. Kulingana na Vladimir Degtyar, Mbuni Mkuu wa Makeyev SRC, mradi huu unapaswa kufungua njia ya utekelezaji wa safari za ndege za masafa marefu za ndege. Imepangwa kuwa nyenzo kuu ya kimuundo ya roketi mpya ya Urusi itakuwa fiber kaboni. Wakati huo huo, "Korona" imeundwa kuzindua vyombo vya angani kwenye mizunguko ya chini na urefu wa kilomita 200 hadi 500. Uzito wa gari la uzinduzi ni karibu tani 300. Uzito wa malipo ya pato ni kutoka tani 7 hadi 12. Kuondoka na kutua kwa "Korona" kunapaswa kufanyika kwa kutumia vifaa vya uzinduzi rahisi, kwa kuongeza hii, chaguo la kuzindua roketi inayoweza kutumika tena kutoka kwa majukwaa ya pwani inafanywa. Gari mpya ya uzinduzi itaweza kutumia jukwaa moja kwa kuruka na kutua. Wakati wa kuandaa roketi kwa uzinduzi ujao ni karibu siku moja.
Ikumbukwe kwamba vifaa vya kaboni-nyuzi zinazohitajika kuunda roketi za hatua moja na zinazoweza kutumika zimetumika katika teknolojia ya anga tangu miaka ya 90 ya karne iliyopita. Tangu mwanzoni mwa miaka ya 1990, mradi wa Korona umetoka mbali na umeibuka sana, bila shaka kusema kwamba mwanzoni ilikuwa juu ya roketi ya wakati mmoja. Wakati huo huo, katika mchakato wa mageuzi, muundo wa roketi ya baadaye ukawa rahisi na kamilifu zaidi. Hatua kwa hatua, watengenezaji wa roketi waliacha matumizi ya mabawa na mizinga ya nje ya mafuta, baada ya kuelewa kwamba nyenzo kuu ya mwili wa roketi inayoweza kutumika itakuwa nyuzi za kaboni.
Katika toleo la hivi karibuni la roketi inayoweza kutumika tena ya Korona hadi leo, misa yake inakaribia tani 280-290. Gari kubwa kama hiyo ya uzinduzi wa hatua moja inahitaji injini ya roketi inayofaa sana inayotumia haidrojeni na oksijeni. Tofauti na injini za roketi, ambazo zimewekwa kwa hatua tofauti, injini kama hiyo ya kurusha kioevu inapaswa kufanya kazi kwa ufanisi katika hali anuwai na kwa urefu tofauti, pamoja na kuruka na kuruka nje ya anga ya Dunia. "Injini ya kawaida ya roketi inayotumia kioevu na midomo ya Laval inafanya kazi tu katika viwango fulani vya urefu," wasanifu wa Makeevka wanasema. Ndege ya gesi katika injini kama hizo za roketi hujirekebisha kwa shinikizo "baharini";
RN "Korona" katika ndege ya orbital na sehemu iliyofungwa ya malipo, toa
Walakini, hadi sasa ulimwenguni hakuna injini inayofanya kazi ya aina hii, ingawa ilikuzwa kikamilifu katika USSR na USA. Wataalam wanaamini kwamba gari inayoweza kutumika tena ya uzinduzi wa Korona inapaswa kuwa na toleo la kawaida la injini, ambayo bomba la hewa-kabari ndio kitu pekee ambacho kwa sasa hakina mfano na haijapimwa kwa mazoezi. Wakati huo huo, Urusi ina wateknolojia wake katika utengenezaji wa vifaa vya kisasa vya utunzi na sehemu kutoka kwao. Maendeleo yao na matumizi yao wamefanikiwa kabisa, kwa mfano, katika JSC "Composite" na Taasisi ya Urusi ya Vifaa vya Anga (VIAM).
Kwa kukimbia salama katika anga ya Dunia, muundo wa kaboni-nyuzi ya Korona italindwa na tile inayokinga joto, ambayo hapo awali ilitengenezwa huko VIAM kwa chombo cha Buran na tangu wakati huo imepitia njia kubwa ya maendeleo. "Mzigo mkuu wa joto kwenye Korona utazingatia upinde wake, ambapo vitu vya joto vya joto vya juu hutumiwa," wabunifu wanaona. "Wakati huo huo, pande zilizowaka za gari la uzinduzi zina kipenyo kikubwa na ziko kwenye pembe kali kwa mtiririko wa hewa. Mzigo wa mafuta kwenye vitu hivi ni kidogo, na hii, kwa upande wake, inatuwezesha kutumia vifaa vyepesi. Kama matokeo, uokoaji wa karibu tani 1.5 za uzani hupatikana. Uzito wa sehemu ya joto la juu ya roketi hauzidi asilimia 6 ya jumla ya misa ya kinga ya mafuta kwa Korona. Kwa kulinganisha, shuttle ya angani ilichangia zaidi ya asilimia 20."
Sura nyembamba, iliyopigwa ya roketi inayoweza kutumika tena ni matokeo ya jaribio na makosa mengi. Kulingana na watengenezaji, wakati wanafanya kazi kwenye mradi huo, walikagua na kutathmini mamia ya chaguzi tofauti. "Tuliamua kuachana kabisa na mabawa, kama yale ya Shuttle ya Anga au kwenye chombo cha anga cha Buran," watengenezaji wanasema. - Kwa jumla, wakati katika tabaka za juu za anga, mabawa huingilia tu chombo cha angani. Viboreshaji vya angani kama hivyo huingia angani kwa kasi ya hypersonic sio bora kuliko "chuma", na kwa kasi ya juu tu hupita kwenda kwa usawa, baada ya hapo wanaweza kutegemea kabisa anga ya mabawa."
Sura ya duara ya roketi hairuhusu tu kuwezesha ulinzi wa joto, lakini pia kuipatia sifa nzuri za aerodynamic wakati wa kusonga kwa kasi kubwa ya kukimbia. Tayari katika tabaka za juu za anga, "Korona" inapokea nguvu ya kuinua, ambayo inaruhusu roketi sio kupunguza tu, bali pia kufanya ujanja. Hii inaruhusu gari la uzinduzi kusafiri kwa urefu wa juu wakati wa kuruka kwenda kwenye tovuti ya kutua; katika siku zijazo, inabidi tu ikamilishe mchakato wa kusimama, kurekebisha njia yake, kugeukia chini kwa kutumia injini ndogo za kuendesha, na kutua chini.
Shida ya mradi ni kwamba Korona bado inaendelezwa kwa hali ya ufadhili wa kutosha au kutokuwepo kabisa. Hivi sasa, Makeyev SRC imekamilisha muundo wa rasimu tu juu ya mada hii. Kulingana na data iliyotangazwa wakati wa Usomaji wa XLII wa Masomo ya cosmonautics mnamo 2018, upembuzi yakinifu ulifanywa kwenye mradi wa uundaji wa gari la uzinduzi wa Korona na ratiba nzuri ya ukuzaji wa roketi ilitengenezwa. Masharti muhimu ya kuunda gari jipya la uzinduzi yamechunguzwa na matarajio na matokeo ya mchakato wa maendeleo na operesheni ya baadaye ya roketi mpya imechambuliwa.
Baada ya habari kupasuka juu ya mradi wa Taji mnamo 2017 na 2018, ukimya unafuata tena … Matarajio ya mradi huo na utekelezaji wake bado haijulikani. Wakati huo huo, SpaceX itawasilisha sampuli ya jaribio la jumba lake jipya la Big Falcon Rocket (BFR) katika msimu wa joto wa 2019. Inaweza kuchukua miaka mingi tangu kuunda sampuli ya jaribio hadi roketi kamili, ambayo itathibitisha kuaminika kwake na utendaji, lakini kwa sasa tunaweza kusema: Elon Musk na kampuni yake wanatengeneza vitu ambavyo vinaweza kuonekana na kuguswa na mikono.. Wakati huo huo, Roskosmos, kulingana na Waziri Mkuu Dmitry Medvedev, inapaswa kumaliza makadirio yake na kuzungumza juu ya wapi tutaruka baadaye. Unahitaji kuzungumza kidogo na kufanya zaidi.
