Как выглядит российская многоразовая ракета «Амур» и чем она отличается от Falcon 9
5 октября 2020 года «Роскосмос» объявил о начале разработки новой ракеты «Амур», которая должна стать первой российской многоразовой ракетой - да, почти как Falcon 9 у Space X. Отличие в том, что российская ракета будет работать на метане (и кислороде), тогда как Илон Маск в своей многоразовой ракете использует керосин в качестве горючего и жидкий кислород в качестве окислителя. Мало того, каждый пуск ракеты «Амур» будет обходиться всего в 22 миллиона долларов, что по современным меркам космических запусков очень мало. Неужели Россия скоро потеснит частную американскую компанию и станет проводить еще более выгодные космические запуски?
Особенности ракеты «Амур»
Главное отличие российской ракеты от американской - тип используемого топлива. Как говорят представители «Роскосмоса», метан дешёвое топливо, что тоже немало влияет на стоимость запуска, а также позволяет использовать уже готовые инфраструктурные решения. Так, для хранения метана около стартовых площадок «Амура» будут использоваться уже проверенные хранилища «Газпрома».
Деталей в ракете «Амур» будет минимум в два раза меньше, чем в серии ракет сходного класса «Союз-2» - 2 000 деталей против 4 500 деталей. Топливный бак при этом будет один для двух разных компонентов топлива, его разделят перегородкой. Это связано с тем, что температура сжижения метана и кислорода примерно одинакова. Все это позволит удешевить производство ракеты и сделать пуск более доступным.
На первой ступени ракеты планируется разместить пять метаново-кислородных двигателей РД-0169А, которые будут разработаны в воронежском Конструкторском бюро химавтоматики.
Что лучше - метан или керосин?
Метан действительно является одним из лучших видов топлива для ракеты. При сгорании, в отличие от керосина, этот сжиженный газ дает крайне мало сажи. И в дальнейшем элементы двигателя не придется очищать от несгоревших остатков топлива. А за счет своих охлаждающих возможностей метан позволит снизить нагрев двигателя. Поэтому Илон Маск, например, тоже хочет запускать Starship, первый межпланетный корабль SpaceX, с помощью двигателя Raptor на метане. Еще один двигатель на метане BE-4 разрабатывается другой частной компанией США - Blue Origin.
Недостаток метана в его низкой плотности, из-за чего топливный бак приходится делать больше. Из-за этого ракета становится тяжелее. Но как утверждает исполнительный директор «Роскосмоса» по перспективным программам и науке Александр Блошенко, в ракете «Амур» будут использоваться обычные баки.
Эти заявления не соответствуют действительности - при охлаждении до сверхнизких температур, сжиженный газ уплотняется достаточно, чтобы использовать баки стандартных объемов.
Пока ни у кого нет возможности проверить, действительно ли это так, но с другой стороны, если бы метан был проблемным в качестве топлива для ракет, его бы не хотели использовать и частные американские космические компании. Правда, той же SpaceX пришлось изрядно поработать, прежде чем «метановый» Starship перестал взрываться на испытаниях.
Сравнение ракеты «Амур» и Space X Falcon 9
Поскольку ракета «Амур» пока представлена только на бумаге, мы можем сравнить две ракеты только по заявленным техническим характеристикам.
Обе ракеты подразумевают отключение двигателей и отделение второй ступени, после чего первая ступень начинает падать обратно в атмосферу и тормозить двигателем. Перед посадкой первая ступень как «Амура», так и Falcon 9, выпускает посадочные штанги, после чего приземляется на платформу. Затем первую ступень транспортируют для техосмотра.
Площадки для посадки первой ступени «Амура» будут располагаться на территории Хабаровского края, ближе к побережью Охотского моря. В отличие от Falcon 9, ракету "Амур" будут сажать не на воде, а на суше.
Это вызывает несколько вопросов, которые касаются безопасности такого типа посадки. Все же даже Маску понадобилось несколько попыток, прежде чем первая ступень Falcon 9 не свалилась в океан после посадки и не взорвалась. Перевозиться обратно на космодром блок будет двумя возможными способами - на внешней подвеске тяжелого транспортного вертолета Ми-26 или на грузовой платформе по железнодорожной ветке.
Создание морской посадочной платформы для «Амура» пока не рассматривается, так как погодные условия Охотского моря сильно затрудняют стабильную эксплуатацию такой плавучей площадки. Однако посадку в море с последующим подхватом ступени, в том числе спецсудами, мы не исключаем и будем рассматривать в рамках эскизного проекта, - заявили в «Роскосмосе».
Сначала «Роскосмос» планирует разработать первую ступень, которая сможет выполнить до 10 запусков, в дальнейшем ресурс ступени хотят увеличить до 300 запусков. В корпорации ее называют «безотказной, как автомат Калашникова». SpaceX вернула первую ступень Falcon 9 более 50 раз, при этом повторных запусков было пока всего 5. Так что это довольно смелое заявление.
Стоимость запуска ракеты «Амур» и Space X Falcon 9
По словам представителей «Роскосмоса», стоимость запуска ракеты «Амур» составит 22 миллиона долларов.
Каждый пуск новой ракеты Falcon 9 обходится примерно в 62 миллиона долларов, с использованной ступенью - 50 миллионов долларов. То есть запуск «Амура» будет дешевле больше чем в два раза.
Экономия, как утверждается, достигается за счет нескольких факторов: использование метана, что позволяет удешевить запуск и подготовку к нему за счет уже имеющихся решений; полная автоматизация запуска, что позволит сэкономить на трудозатратах; максимально облегченный стартовый комплекс, без подземного города с хранилищами на случай военных угроз, его конструкция будет упрощена, в том числе с точки зрения требований стартового стола к потенциальным нагрузкам.
Когда полетит ракета «Амур»?
На бумаге все это выглядит очень здорово, и если «Роскосмос» сможет удешевить запуск хотя бы до 30 миллионов долларов, это уже будет серьезный прогресс. Наземные испытания двигателей «Амура» планируется завершить к 2024 году, а первый пуск ракеты с полезной нагрузкой - сделать в 2026 году. К тому времени Илон Маск планирует запустить Starship на Марс - посмотрим, кто сдержит обещания.
Вместе с новой ракетой «Роскосмос» также разрабатывает многоразовый космический корабль. Он получил название «Арго» и будет запускаться на орбиту Земли на ракете-носителе. Космический корабль сможет доставлять на МКС полезный груз массой до 2 тонн, а возвращать на Землю он сможет 1 тонну груза.
Что об этом думает Илон Маск, глава SpaceX? Он положительно отреагировал на планы «Роскосмоса», заявив, что это правильная цель, и главное - сделать минимальной цену запуска ракеты.
It’s a step in the right direction, but they should really aim for full reusability by 2026. Larger rocket would also make sense for literal economies of scale. Goal should be to minimize cost per useful ton to orbit or it will at best serve a niche market. (Цель должна быть в минимизации цены за тонну при выведении полезной нагрузки на орбиту, иначе в лучшем случае ракета займет нишевый рынок).
- Elon Musk (@elonmusk) October 6, 2020
Источник
Еще прочитать:
Зачем Роскосмос вооружает космонавтов
Первые на Марсе...Роскосмос в "погоне" за высадкой человека на красную планету
Роскосмос рассматривает спутник Юпитера как место для обитаемой базы человека
Россия разрабатывает проект полетов за пределы Солнечной системы
В России создали «антигравитационный двигатель» и «холодный ядерный синтез»
Международная космическая станция зафиксировала полет инопланетного корабля.