Небесная река: «Роскосмос» объявил тендер на разработку проекта ракеты с возвращаемой первой ступенью

23.08.2020 17:38

Небесная река: «Роскосмос» объявил тендер на разработку проекта ракеты с возвращаемой первой ступенью

Госкорпорация «Роскосмос» объявила конкурс на создание ракеты-носителя (РН) среднего класса на сжиженном природном газе с возвращаемой первой ступенью. Космический ракетный комплекс, в состав которого будет входить РН этого класса, должен быть сооружён на космодроме Восточный. Информация об этом содержится в материалах сайта госзакупок.

Соответствующие опытно-конструкторские работы получили обозначение «Амур-СПГ», а сама ракета-носитель будет называться «Амур». Для запуска этих РН на Восточном построят новый стартовый стол.

Согласно техническому заданию на ОКР, ракета «Амур» должна выводить на опорную орбиту высотой 200 км не менее 9,5 т полезного груза при использовании многоразовой ступени и до 12 т нагрузки без спасения первой ступени. В случае с геостационарной орбитой высотой 36 тыс. км (при использовании многоразовой первой ступени и разгонного блока типа «Фрегат») РН должна выводить на заданную высоту груз не менее 1,5 т.

Как сообщает ТАСС, участие в конкурсе на создание «Амура» принимает ракетно-космический центр «Прогресс» — разработчик и производитель ракет семейства «Союз». В пресс-службе предприятия сообщили, что в настоящее время его специалисты прорабатывают техническое задание ОКР.

«РКЦ «Прогресс» принимает участие в конкурсе госкорпорации «Роскосмос» на создание космического ракетного комплекса с ракетой-носителем среднего класса на сжиженном природном газе», — сообщили в РКЦ.

Эскизные работы по созданию космического ракетного комплекса (КРК) «Амур» должны быть завершены до 21 декабря 2020 года. Стоимость тендера составляет 407 млн рублей.

В июне ТАСС сообщал, что «Роскосмос» утвердил техническое задание на разработку эскизного проекта космического ракетного комплекса с новой РН на сжиженном природном газе и жидком кислороде в качестве топлива.

Альтернативные варианты спасения ступени

Согласно техническому заданию «Роскосмоса», ракеты «Амур» будут иметь такую ключевую особенность, как возможность использования многоразовых ступеней, которые будут совершать посадку на наземные спецплощадки.

«Многократное использование блока первой ступени PH «Амур» должно обеспечиваться системой динамической посадки в район посадки по трассе полёта на подготовленную площадку или в район старта, с последующим его возвратом на техническую позицию и подготовкой к повторному пуску», — указано в документе.

Отметим, посадка такого рода предполагает, что первая ступень ракеты после отделения спускается в плотные слои атмосферы, где тормозит за счёт включения двигателей. Перед посадкой двигатели включаются вновь, чтобы обеспечить безопасное и мягкое приземление.

В документе отмечается, что на этапе эскизного проектирования разработчики должны предусмотреть возможность не менее чем десятикратного использования блока первой ступени «с учётом подтверждения кратности использования блока при проведении лётных испытаний». Кроме того, необходимо рассмотреть возможные «альтернативные варианты спасения первой ступени».

Комплекс посадки блока первой ступени должен включать в себя посадочную площадку, грузоподъёмные средства, а также средства нейтрализации и очистки. В год такой комплекс должен обеспечивать не менее 15 пусков.

В техзадании поясняется, что при создании космического ракетного комплекса «должны максимально использоваться перспективные материалы, в том числе композиционные».

При этом «Амур» предполагается создавать также в одноразовой модификации, в которой повторное использование ступеней не предусмотрено. В тексте документа оговаривается, что совокупная стоимость пуска серийной ракеты-носителя «Амур» не должна превышать указанных в ТЗ значений.

Так, в конфигурации без посадки блока первой ступени и её повторного использования эта сумма не должна превышать $30 млн. В случае без посадки блока первой ступени и её повторного использования, но учётом разгонного блока, стоимость не должна превышать $35 млн, а «с повторным (до десяти раз) использованием блока первой ступени и без разгонного блока» — $22 млн.

Также на этапе эскизного проектирования должен быть создан комплекс мероприятий, реализация которых позволит повысить конкурентоспособность КРК на этапе эксплуатации, а также должны быть проработаны методы, позволяющие сохранять стоимость пуска в условиях инфляции.

Помимо этого, контракт обязывает победителей тендера провести сравнительный анализ создаваемого комплекса с лучшими российскими и зарубежными аналогами и оценить его конкурентоспособность на мировом рынке.

Конечное решение о продолжении разработки ракеты-носителя «Амур» «будет принято заказчиком по результатам рассмотрения технико-экономических показателей, полученных в рамках эскизного проекта».

«На 100% используется энергия топлива»

По словам научного сотрудника Института космических исследований РАН Натана Эйсмонта, сделанный в рамках проекта «Амур» выбор в пользу двигателей, работающих на метане, объясняется их повышенной эффективностью. Он подчеркнул, что над заменой кислородно-керосиновых двигателей на кислородно-метановые работают сейчас специалисты как в России, так и в США.

«Преимущество заключается в том, что удельный импульс получается больше и меньше расходуется топлива, которое требуется для запуска аппарата», — рассказал Эйсмонт.

При этом, по его словам, у метана есть и недостаток.

«Метан должен быть жидким, а это означает, что баки приходится делать больше. Это в какой-то степени перекрывает очевидное преимущество. Для воплощения в жизнь этой идеи нужны огромные затраты на разработку, при этом нет гарантий, что она даст положительный результат. Однако, если не рисковать, то никаких новых прорывных проектов не будет», — полагает Эйсмонт.

Схожей точки зрения придерживается и руководитель Института космической политики Иван Моисеев.

«В США метановые двигатели сейчас находятся на стадии испытаний. Они немного лучше традиционных, но есть и спорные моменты. Однако тот факт, что в двигателях на метане идёт зажигание по обоим каналам — горючему и топливному, — делает их наиболее эффективными, поскольку таким образом на 100% используется энергия топлива», — пояснил Моисеев.

Эксперты напомнили, что схема с многократным использованием первой ступени уже применяется сегодня американской компанией SpaceX на ракетах Falcon 9. И у этой системы есть как преимущества, так и недостатки, которые и предстоит проанализировать «Роскосмосу» по результатам опытно-конструкторских работ «Амур-СПГ», говорят аналитики.

«Для того чтобы возвратить ступень, нужно потратить дополнительное топливо. Кроме того, новая ракета получается несколько тяжелее, стартовый вес увеличен на 30%. Однако позитивный момент здесь очевиден, ведь её можно будет использовать несколько раз», — пояснил Эйсмонт.

При этом он подчеркнул, что в ходе разработки возвратной системы необязательно будет использоваться схема, реализованная SpaceX.

«Существуют альтернативные варианты спасения первой ступени. Например, самолётное возвращение ракеты, при котором выдвигаются крылья и происходит посадка, как у самолёта. Такое привычное, но заведомо трудоёмкое решение ранее предусматривал проект «Байкал», — отметил специалист.

При этом, по мнению аналитиков, «Амур» в краткосрочной перспективе вряд ли станет приоритетным проектом для «Роскосмоса», поскольку сейчас корпорация уже реализует несколько масштабных, перспективных, но в то же время дорогостоящих программ. Среди них можно выделить создание семейства ракет «Ангара» и строительство новых «Союзов».

Тем не менее подобные работы, полагают эксперты, позволят получить важный опыт, который поможет определить направление дальнейшего развития российской космической отрасли.