W tym artykule skupimy się na rozwoju rodzimej kosmonautyki, a raczej na potencjale rozwojowym, który z powodzeniem moglibyśmy wykorzystać my niż Amerykanie. Na przykład amerykańska rakieta Atlas V, która wystrzeliła na orbitę najnowocześniejszy samolot orbitalny X-37B, leci na rosyjskich silnikach RD-180. Bezzałogowy pojazd został wystrzelony w kosmos 22 kwietnia 2010 roku i po spędzeniu 244 dni na orbicie powrócił na Ziemię. Pentagon starannie trzyma tajemnicę dotyczącą funkcjonalności i możliwości tego urządzenia, ale wielu ekspertów uważa, że zostało ono pierwotnie zaprojektowane do niszczenia konstelacji satelitarnych potencjalnego wroga.
Jednak obecność przedziału ładunkowego na statku pozwala stwierdzić, że X-37B jest urządzeniem uniwersalnym i może pełnić rolę nie tylko myśliwca, ale także bombowca. To założenie jest dość logiczne, biorąc pod uwagę, że pocisk nuklearny został wystrzelony z 200 km. orbitę, poleci do celu znacznie szybciej niż wystrzelony z baz rakietowych lub nawet na pokładzie atomowego okrętu podwodnego. Każdy system obrony przeciwrakietowej, który po prostu nie ma czasu na reakcję, będzie bezsilny przed takim startem. Tak czy inaczej możliwości tego urządzenia wydają się być bardzo szerokie i jest mało prawdopodobne, aby Stany Zjednoczone ograniczyły je tylko do jednej funkcji. Bezzałogowy bombowiec strategiczny manewrujący na orbicie, nieosiągalny dla obrony przeciwlotniczej, marzenie każdej armii na świecie. Jego jedyną wadą jest przywiązanie do kosmodromu i wysoki koszt wystrzelenia - taka jest cena za nietykalność.
X-37B po wylądowaniu
Tak czy inaczej okazuje się, że nowoczesny sprzęt wojskowy USA trafia na orbitę za pomocą silników produkowanych w naszym kraju. W rzeczywistości sama Rosja uzbraja swojego potencjalnego przeciwnika. Dlatego też dostawy silników RD-180 do Stanów Zjednoczonych podlegają kontroli eksportu, która jest jednym z najważniejszych elementów zapewnienia bezpieczeństwa kraju. Jednak po gorących dyskusjach Rosja przystąpiła w 1993 roku do Reżimu Kontroli Technologii Rakietowych (MTCR, utworzonego przez państwa G7 w 1987 r.) i powinna kierować się jego zasadami.
Oczywiste jest, że MTCR miał na celu kontrolę proliferacji technologii rakietowej nie między krajami członkowskimi, ale poza organizacją. Obecnie zasady organizacji zawierają jedynie informację, że strony „muszą liczyć się z możliwością, że ich rozwój wpadnie w ręce pojedynczych terrorystów lub grup terrorystycznych”. I jest lista krajów, które według USA mogą być powiązane z terrorystami. Właśnie z tego powodu Iran kiedyś nie otrzymał kompleksów S-300. Jednak zadanie zapewnienia bezpieczeństwa kraju powinno w każdym przypadku być na pierwszym miejscu, a nie zależeć od kierunku eksportu.
Ogólnie rzecz biorąc, kwestia eksportu silników do Stanów Zjednoczonych wydaje się dziwna, czy ten kraj naprawdę nie ma własnych technologii? Ma tu jednak szereg subtelności. Ameryka kupuje tylko technologię do ciężkich silników rakietowych, które mogą wynieść na orbitę przyzwoitą masę ładunku. W szczególności silnik RD-180, który uzyskano przez proste obcięcie starszego silnika RD-170. W przeciwieństwie do RD-170, który ma 4 komory spalania, RD-180 ma tylko 2. Powstały dwukomorowy silnik rakietowy jest o 11% mniej wydajny, ale jednocześnie jest 2 razy lżejszy i może być używany na średnio- rakiety wielkości. I to nie wszystko, po raz kolejny o połowę krajowi inżynierowie otrzymali jednokomorowy RD-191, który został zaprojektowany dla rodziny nowych rosyjskich pojazdów nośnych „Angara”
Radziecki RD-170 miał siłę ciągu 740 ton na poziomie morza, co jest rekordem przewyższającym ciąg słynnego silnika F-1 (690 ton siły), który był używany w rakietach, które wysłały Apollo na Księżyc. Sam program księżycowy NASA wciąż budzi wśród wielu wątpliwości, m.in. dlatego, że analiza cech konstrukcyjnych silnika F-1 wykazała, że w zasadzie nie może on rozwinąć deklarowanego ciągu.
A po premierze Apollo produkcja tych silników nie była dalej rozwijana. Rosja wciąż wyprzedza Stany Zjednoczone w technologii ciężkich rakiet. Najważniejszym osiągnięciem stanów może być tylko silnik RS-68 o ciągu 300 ton na poziomie morza, który jest używany w ciężkich pociskach Delta-IV. To z tego powodu Stany Zjednoczone są zmuszone do wypuszczania na orbitę dużych ładunków lub kupowania u nas silników prochowych (jak na wahadłowcu). Co więcej, w 1996 roku wykupili nawet licencję na produkcję silników RD-180, ale nie mogli rozpocząć produkcji w domu i nadal kupować je od rosyjskiego producenta NPO Energomash. Stany kupiły teraz 30 takich silników i chcą kupić jeszcze sto. Ale to nie wszystko. Stany Zjednoczone zamierzają używać rosyjskich silników NK-33 w swojej rakiecie Taurus-2, które zostały zaprojektowane w ZSRR na potrzeby własnego programu księżycowego 40 lat temu.
W Stanach Zjednoczonych przez ostatnie 15 lat usilnie próbowali odtworzyć NK-33 w oparciu o naszą dokumentację techniczną, którą otrzymali otwarcie, kupili i ukradziono, ale im się to nie udało. Potem postanowili wyprodukować silnik w naszej firmie, a następnie sprzedać cudzy produkt według tego samego schematu, co w przypadku silnika RD-180.
RD-180
Astronautyka to dość kosztowny przemysł, który nie jest w stanie zapewnić samowystarczalności, nawet pomimo udziału w międzynarodowych programach i komercyjnych startach. Jeśli państwo nie kupuje im rakiet i silników, produkcja jest bezczynna i starzeje się, pracownicy nie otrzymują wynagrodzenia. Rośliny, aby przetrwać, zaczynają szukać klientów za granicą i znajdują ich w obliczu dawnej konkurencji. W ten sposób przetrwał nasz kompleks wojskowo-przemysłowy, sprzedając samoloty i czołgi, nasza kosmonautyka również przetrwała, zapewniając ISS niezbędny sprzęt, główne moduły stacji są rosyjskie, ale Amerykanie latają tam odpowiednio częściej i przypisują główne zasługi dla siebie.
Problem przetrwania w gospodarce rynkowej postawił nasze przedsiębiorstwa, które nie mają konkurentów na rynku światowym, w wyjątkowej sytuacji. Teraz w ogóle nie konkurują z Amerykanami, ale ze sobą. Po rozpadzie ZSRR wiele przedsiębiorstw zajmujących się dostawami dla programów kosmicznych zostało skorporatyzowanych i pozostawionych samym sobie. Wobec braku nakazów ze strony państwa wiele z nich zostało całkowicie zamkniętych, niektóre są na skraju bankructwa, inne, jak np. NPO Energomash, miały więcej szczęścia. Rozpoczęli sprzedaż silnika RD-180 na rynek amerykański. Jej były partner w projekcie Energia-Buran, RSC Energia, teraz zarabia pieniądze uczestnicząc w projekcie ISS, a jej moduły Zvezda i Zarya stanowią rdzeń stacji kosmicznej, w pełni zapewniając jej podtrzymywanie życia i kontrolę.
W rzeczywistości amerykańskie segmenty i moduły innych krajów można po prostu odłączyć, a Rosja ponownie otrzyma pełną stację kosmiczną. Powodem rozpoczęcia takich rozmów był zamiar wycofania się Stanów Zjednoczonych z projektu w 2015 roku. Ich promy kosmiczne stopniowo się starzeją, a ich żywotność dobiegła końca. Wszystkie wahadłowce zostaną wkrótce wycofane z eksploatacji. Następnie dostawa ładunku i załogi na ISS będzie obsługiwana wyłącznie przez rosyjski Sojuz. Dostawa załóg i ładunków na ISS była i pozostanie podstawową działalnością RSC Energia
NASA ma jednak w tym zakresie własne plany. W szczególności wykorzystanie nowej rakiety Taurus-2, opracowanej przez firmę Orbital Sciences, do dostarczania ładunków na ISS. Umowa o wartości 1,9 mld dolarów została już podpisana, ale rakieta nigdy nie była testowana. Ponadto otrzyma rosyjskie silniki NK-33, a cały pierwszy etap dla tego pocisku jest wykonywany w ukraińskim przedsiębiorstwie państwowym Yuzhmash GKB (Dniepropietrowsk). Oficjalnie okazuje się, że dostawcą silników jest firma Aerojet, dostawcą przewoźnika jest Orbital Sciences. Być może NASA powinna była spróbować negocjować bezpośrednio, zamiast szukać pośredników w swoim kraju, byłoby to tańsze.
Tauras-2 to w zasadzie rosyjsko-ukraińska rakieta zdolna wynieść na orbitę 5 ton ładunku, jej amerykański poprzednik Tauras-1 był w stanie unieść tylko 1,3 tony i nie zawsze z powodzeniem. Możesz sobie nawet pozwolić na kalambur - „Nauki orbitalne” stały się bardziej „orbitalne” tylko dzięki silnikowi NK-33 opracowanemu przez Kuzniecowa, który ma 40-letnią ekspozycję. W pewnym scenariuszu można było wysłać Orbital Sciences dalej i użyć rosyjsko-ukraińskiego pocisku Zenit lub prawie ukończonej rosyjskiej Angary. Ale w ten sposób traci się prestiż amerykańskiej technologii, która kosztuje pieniądze i pośredników. Obecnie przedsiębiorstwo Samara sprzedaje Amerykanom silniki po 1 mln USD za sztukę, sprzedało już 40 silników ze starych zapasów, które zostały wykonane przez Kuzniecowa i już myśli o podwyżce cen, patrząc na to, jak Energomash sprzedaje RD-180 po 6 milionów dolarów.
Wróćmy jednak do RSC Energia. Ta firma ma drugie źródło dochodu, firma brała udział w międzynarodowym projekcie Sea Launch. Główną ideą projektu było maksymalne wykorzystanie prędkości obrotowej planety. Start w strefie równikowej okazuje się najbardziej ekonomiczną opcją pod względem kosztów energii. Według tego wskaźnika Bajkonur ze swoją szerokością geograficzną 45,6 stopnia przegrywa nawet z amerykańskim kosmodromem na przylądku Canaveral o szerokości geograficznej 28 stopni. Projekt Sea Launch składa się z pływającego kosmodromu Odyssey i rakiety Zenit-3Sl, które są wspólnie produkowane przez RSC Energia i Państwowe Biuro Projektowe Yuzhmash. Jednocześnie Rosja jest właścicielem 25% udziałów, Ukraina – 15%, amerykański Boeing Commercial Space Comp – 40% i kolejne 20% Aker Kværner – norweska firma stoczniowa, która brała udział w budowie platformy do pływania kosmodrom.
Ostatni start promu Discovery
Początkowo koszt tego projektu oszacowano na 3,5 miliarda dolarów. Sea Launch rozpoczął działalność w 1999 r., a do kwietnia 2009 r. w ramach programu wykonano 30 wodowań, z których 27 zakończyło się sukcesem, 1 zakończył się częściowo, a tylko 2 zakończyły się niepowodzeniem. Jednak pomimo dość imponujących statystyk, 22 czerwca 2009 r. firma została zmuszona do złożenia wniosku o upadłość i reorganizację finansową zgodnie z amerykańskim kodeksem upadłościowym. Według danych rozpowszechnianych przez firmę jej aktywa szacowane są na 100-500 mln USD, a długi wahają się od 500 mln USD do 1 mld USD.
Jak się okazało, aby być rentownym, trzeba było przeprowadzać 4-5 startów rocznie, a nie 3, jak robiła firma. Boeing, wypompowując wszystkie technologie z projektu, postanowił zwrócić sobie wszystkie pieniądze wydane na projekt, chociaż ryzyko komercyjne teoretycznie powinno być podzielone proporcjonalnie. Teraz jest proces w tej sprawie.
Najsmutniejsze jest to, że między naszymi przedsiębiorstwami panuje silna konkurencja. Z grubsza rzecz biorąc, projekty Energomash mogą kolidować z handlem Energii ze Stanami Zjednoczonymi. Jednocześnie interesy kraju schodzą na dalszy plan, to są zasady współczesnego biznesu. Próbując mu przekazać, że w multidyscyplinarnej zintegrowanej strukturze jest łatwiej, bardzo trudno. Taki biznes nie może patrzeć poza własny nos. Pewnego dnia zainteresowanie USA silnikami Energomash zniknie, a przedsiębiorstwo nie będzie mogło istnieć bez wsparcia zza oceanu. Istnieje tak długo, jak istnieje rosyjska kosmonautyka, a Amerykanie interesują się naszymi silnikami, póki latają na orbitę Sojuz i dopóki ISS zależy od RSC Energia. Nie będzie RSC Energia, nie będzie Sojuza, nie będzie ISS, nie będzie ISS, nie będzie zainteresowania silnikami ze Stanów Zjednoczonych, nasi przedstawiciele biznesu nie mogą budować tak długich łańcuchów.
Problem nie pozostał jednak niezauważony przez władze, które zdecydowały się zintegrować nasze przedsiębiorstwa ze sobą. W tym celu szef RSC Energia Witalij Łopota włożył w to wystarczający wysiłek. Odpowiedzią na jego apele była decyzja o przyspieszeniu tworzenia Rosyjskiej Korporacji Kosmicznej, choć zgodnie z planami Roskosmosu fuzja RSC Energia, NPO Energomash, TsSKB-Progress i Research Institute of Mechanical Engineering, która miała uformować korporację, zaplanowano na rok 2012. Proces zostanie jednak przyspieszony.
Temat konkurencji między przedsiębiorstwami z branży kosmicznej byłby niepełny, gdyby nie wspomnienie TsSKB-Progress. Wcześniej TsSKB-Progress wyprodukował całą linię rakiet nośnych R-7 od Wostoku do Sojuz, a teraz zapewnia dostawę załóg i ładunku do ISS za pomocą wozów nośnych Soyuz-U i Soyuz-FG. W tym kontekście logiczna wydaje się współpraca między RSC Energia, która produkuje statki kosmiczne, a TsSKB-Progress, która produkuje rakiety. Warto tylko zwrócić uwagę na ciekawy szczegół: pierwszy Sojuz-U wystartował 18 maja 1973 roku i od tego czasu przeprowadzono 714 startów w ciągu 38 lat!
Rzadko można znaleźć przykład takiej długowieczności w technologii. W pierwszym etapie tej rakiety zainstalowany jest silnik RD-117, który jest ulepszeniem RD-107, który jest produkowany od 1957 roku, nawet Gagarin wykonał swój pierwszy lot z tymi silnikami. Można zauważyć, że postęp techniczny w TsSKB-Progress stoi w miejscu lub można założyć, że wszyscy techniczni geniusze astronautyki pracowali zaledwie 40 lat temu, a potem spadła na nich zaraza, niestety nie narodziły się nowe.
Jednak obecnie TsSKB-Progress nadal produkuje nową rakietę nośną Sojuz-2 i bazującą na niej rodzinę pocisków. Jednak RD-107A z Sojuz-FG (ciąg 85,6 tf na poziomie morza) jest deklarowany jako silniki pierwszego stopnia - jest to kolejna modernizacja starego RD-107, którą przeprowadzono w latach 1993-2001. Jednak już w wersji Sojuz-2.1v używany jest NK-33 (ciąg 180 tf na poziomie morza). NK-33 stał się popularny w Rosji po kupieniu go przez Amerykanów. Silnik otrzymał swoje powołanie dopiero 40 lat po jego stworzeniu. Niestety jej projektant, akademik Kuzniecow, nigdy nie doczekał tego momentu.
Wróćmy jednak do głównego tematu - konkurencji. „TsSKB-Progress” nie był wyjątkiem i również zaczął współpracować z zagranicznymi korporacjami, znajdując w ich osobie sponsorów. 7 listopada 2003 r. w Paryżu wicepremier Rosji Boris Aleshin i premier Francji Jean-Pierre Raffarin podpisali rosyjsko-francuskie porozumienie w sprawie wystrzelenia rakiet nośnych Sojuz z kosmodromu Kourou w Gujanie Francuskiej. Projekt okazał się korzystny dla obu stron, UE otrzymała znakomitą rakietę klasy średniej, a Rosja otrzymała pakiet kontraktów na kilka lat do przodu i możliwość przeprowadzania kosmicznych startów z równika.
Sea Launch z rakietą Zenit-3SL
Ze względu na to, że kosmodrom znajduje się na równiku, rakieta Sojuz-STK jest w stanie wystrzelić na orbitę ładunek o masie do 4 ton, zamiast 1,5 tony, gdy zostanie wystrzelony z Plesiecka lub Bajkonuru. Jednak Europejczycy również wypuszczają Ariane-5 z kosmodromu Kuru i czy myślisz, że Sojuz będzie konkurował z Ariane w komercyjnych startach? Oczywiście, że nie, nasze rakiety wystrzelą na orbitę ładunki ważące do 3 ton, podczas gdy Ariane to cięższe satelity ważące do 6 ton. Tutaj Sojuz najprawdopodobniej będzie konkurował z naszym pociskiem Zenit i programem Sea Launch, który również startuje z równika i ma podobny ładunek. Okazuje się, że TsSKB-Progress konkuruje ze swoim partnerem RSC Energia.
Jeśli mówimy o niezależnych sukcesach Europejczyków, to ich wspomniane arcydzieło myśli „Arian” lata na silnikach Vulcan2, które mają ciąg 91,8 ton na poziomie morza, prawie dwa razy mniej niż NK-33, które są załóż " Sojuz-2v ". Dlaczego więc europejska rakieta wznosi się bardziej? Tylko dzięki 2 akceleratorom na paliwo stałe (TTU) na promie są używane te same. Ale TTU ma wiele poważnych wad.
Po pierwsze, zbiornik paliwa jest jednocześnie komorą spalania, więc jego ściany muszą wytrzymać bardzo poważne temperatury i ciśnienia. Stąd zastosowanie grubej stali żaroodpornej, a to jest dodatkowy ciężar tam, gdzie walczą o każdy gram. Ponadto TTU nie ma możliwości kontrolowania ciągu, co praktycznie wyklucza możliwość manewrowania w aktywnym odcinku trajektorii, takiego akceleratora nie można wyłączyć po zapłonie, a procesu spalania nie można spowolnić. Eksperci szacują prawdopodobieństwo katastrofy wahadłowca spowodowanej problemami na 1 na 35 lat, gdy Challenger eksplodował podczas swojego 10. lotu. Dlatego Europejczycy i Amerykanie nie używają ich do dobrego życia, po prostu nie mają wystarczająco mocnych silników. Przejdźmy od TTU do innego tematu naszej „współpracy” – projektu „Bajkał”.
„Bajkał” to krajowy akcelerator z silnikiem rakietowym na paliwo ciekłe RD-191M (ciąg 196 tf). Ale to nie jedyna różnica w stosunku do akceleratorów na paliwo stałe. „Bajkał”, podobnie jak oni, może zadokować do rakiety, ale po odpracowaniu paliwa wracałby na najbliższe lotnisko w trybie bezzałogowym, jak zwykły samolot. Tak więc w rzeczywistości jest to moduł rakietowy wielokrotnego użytku, w którym zastosowano standardowe technologie lotnicze, takie jak silnik turboodrzutowy RD-33 z MiG-29 i podwozie z MiG-23, co obniżyło jego koszt.
Akcelerator wielokrotnego użytku „Bajkał”
Właśnie dlatego, gdy NPO Molniya i GKNPT je publikują. Chrunichev został przedstawiony z pełnowymiarowym modelem „Bajkału” na pokazach lotniczych MAKS-2001, Europejczycy wykazali zwiększone zainteresowanie nim. Jednak w tym przypadku współpraca nie wyszła. Nadchodzi najsmutniejszy moment dla rosyjskiej kosmonautyki, NPO Molniya – główny deweloper Bajkału – po prostu nie doczekał rozpoczęcia finansowania. Rozpoczął się nieodwracalny proces załamania produkcji, robotnicy odeszli, maszyny wysłano na złom, wydzierżawiono puste kadłuby. To jest poświęcenie dla liberalnych reform. Organizacja, która opracowała „Buran”, dysponujący nowoczesnymi technologiami, nie była w stanie przystosować się do gospodarki rynkowej. Rosja nie potrzebowała Buranów, przez długi czas firma próbowała przetrwać, opracowując projekt lekkiej wersji wahadłowca MAKS, ale pozostał nieodebrany. Pod względem wojskowym może stać się bezpośrednim konkurentem X-37B, bardzo amerykańskiego aparatu, od którego zaczął się artykuł. Być może warto zakończyć go samolotami orbitalnymi, wystarczy zauważyć, że Rosja nie potrzebowała MAKS, a w Ameryce X-37B jest poszukiwany i lata.
