Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

По частично многоразовой ракетно-космической системе рядом предприятий были сделаны проектные проработки на уровне технических предложений, причем в каждом из них система вертикального старта состояла из возвращаемого крылатого ракетного ускорителя и неспасаемого блока выведения. Наличие одноразового блока выведения позволяет сэкономить на теплозащите второй ступени и системе ее возвращения на Землю. Свои предложения по МРКС представил даже головной институт отрасли – ЦНИИМаш. Внешне этот вариант МРКС напоминает «Буран», но без боковых ускорителей. Но на самом деле функции составных частей поменялись на 180. Крылатый аппарат представляет собой не орбитальный корабль, а возвращаемый ракетный ускоритель. Зато центральный блок диаметром 5,4 метра – одноразовая вторая ступень с расположенным наверху полезным грузом, которым мог бы быть и многоразовый орбитальный корабль. Обе ступени оснащаются кислородно-водородными двигателями новой разработки тягой по 150 тонн: на ВРУ 5 двигателей, а на второй ступени 2 двигателя. Крылатая первая ступень после окончания активного участка возвращается на аэродром и совершает посадку в безмоторном режиме. Ресурс возвращаемого ракетного ускорителя составляет 100 полетов. По окончании ресурса двигателей (7 полетов) они переустанавливаются на вторую ступень. Стартовая масса такой системы оценивается в 548 тонн, а масса выводимой полезной нагрузки в 25 тонн.

Вариант реутовского НПО «Машиностроение»отличается от предыдущего установкой на обоих ступенях уже известных кислородно-водородных двигателей РД0120, а также турбореактивных двигателей АЛ31 для возврата крылатой первой ступени на аэродром. На ВРУ устанавливается 4 двигателя РД0120, а на второй ступени – три. В отличие от предыдущего варианта имеется еще и третья ступень, оснащенная кислородно-водородным двигателем 11Д56. Базовый диаметр ВРУ – 6 метров, а второй ступени – 5,6 метра. Ресурс ВРУ – 100 полетов, а двигателей РД0120 – 5 полетов. При той же полезной нагрузке стартовая масса системы – 570 тонн.

В варианте РКК «Энергия»используются и маршевые ЖРД РД0120, и ТРД АЛ31. Разница заключается в размерах ступеней и в соотношении установленных на них двигателей. На ВРУ установлено 5 двигателей РД0120, на второй ступени – один. Базовый диаметр ВРУ (7,7 метра) заимствован с блока Ц ракеты-носителя «Энергия», а точнее с «Энергии-М». Ресурс ВРУ – 35-50 полетов. При чуть большей массе выводимого полезного груза (26 тонн) стартовая масса системы выросла до 674 тонн.

Еще большую стартовую массу имеет вариант КБ «Салют»– 750 тонн, хотя масса выводимой полезной нагрузки поменьше, чем у других вариантов – 24 тонны. При этом на ВРУ установлено 4 двигателя РД0120, на второй ступени – два. Базовый диаметр ВРУ – 6,3 метра, а второй ступени – 3,9 метра. Ресурс ВРУ – 35-50 полетов. Посадка крылатой первой ступени безмоторная.

Каждый из предложенных вариантов позволял осуществлять запуски практически по любому азимуту, а стоимость каждого килограмма полезного груза снижалась в 1,5-2 раза. По финансовым причинам ни один из вариантов даже не дошел до стадии эскизного проекта. Однако, что касается всеазимутальной ракеты-носителя, то ГКНПЦ имени М. В. Хруничева в рамках работ по созданию носителей серии «Ангара» предложила свой вариант такой ракеты «Ангара1ВА» на базе разработанной «Ангары-1.2». При этом первая ступень, созданная на базе универсального ракетного модуля, получившая имя «Байкал», оснащена ЖРД РД191М тягой 196 тонн у земли, складываемыми прямыми крыльями, двумя вспомогательными воздушно-реактивными двигателями РД33, разработанными в НПО имени В. Я. Климова, и посадочными шасси. Стартовая масса первой ступени составляет 130 тонн. В создании возвращаемой первой ступени принимает участие НПО «Молния». В качестве второй ступени будет использоваться блок «И», разрабатываемый для ракеты «Союз-2». Впервые многоразовый ускоритель «Байкал» был показан на авиасалоне в Ле Бурже в 2001 году. Начало летно-конструкторских испытаний ракеты «Ангара1ВА», способной вывести на низкую круговую орбиту 1,9 тонны полезной нагрузки, планируется на 2003 год.

В перспективе предполагается использовать многоразовый ускоритель «Байкал» в качестве первой ступени на более тяжелых ракетах семейства «Ангара» – «Ангара-А3» и «Ангара-А5».

Кроме всеазимутальной ракеты ГКНПЦ имени М. В. Хруничева совместно с НПО «Молния» прорабатывает возможность создания многоразового космического корабля. Этот корабль создается на базе уже известной МАКС, но без маршевых двигателей и со складываемыми на участке выведения крыльями. При стартовой массе 13,5 тонн и экипаже 2 человека корабль будет способен вывести на низкую орбиту полезный груз массой 4,2 тонны или еще 7 человек пассажиров. Для выведения корабля на орбиту предполагается использовать более мощную ракету вышеназванного семейства – «Ангара3И», первая ступень которой состоит из трех унифицированных ракетных модулей, оснащенных одним кислородно-керосиновым двигателем РД191М (“четвертованный” вариант известного двигателя РД170 ракет «Зенит» и «Энергия»), и модифицированного блока «И». Стартовая масса ракеты «Ангара3И» с многоразовым космическим кораблем составляет 431 тонну. Схема такого ракетно-космического комплекса практически полностью повторяет французский «Гермес», челомеевский ЛКС и разработанные НПО «Энергия» ОК-М и ОКМ2. Здесь повторно используется только орбитальный корабль, а ракета – одноразовая.

Более сложный вариант предложил ЦНИИМаш. К уже упомянутому выше орбитальному кораблю массой 14 тонн добавили одноразовый агрегатно-грузовой отсек массой 11 тонн конической формы. В таком виде орбитальный корабль малой размерности крылатой схемы ОКМКСочень уж напоминает французский многоразовый корабль «Гермес» в его конечном варианте. В качестве носителя предлагалось использовать частично многоразовую транспортную систему, предложенную тем же ЦНИИМашем. Здесь в ракете-носителе не спасается только вторая ступень, зато появился и неспасаемый агрегатно-грузовой отсек. Поэтому при снижении расходов на эксплуатацию такой системы возрастут затраты на ее разработку. Сомнительно, чтобы такой проект получил поддержку.

В качестве частично многоразовой многоцелевой авиационно-космической системы рассматривалась уже упоминавшаяся система МАКС, разработанная в НПО «Молния» под руководством Г. Е. Лозино-Лозинского. При всей ее привлекательности у нее нашлись и противники. Основными аргументами против создания МАКСа являются высокая стоимость создания и большой срок самоокупаемости. Последнее связано с тем, что в настоящее время доля запусков полезных грузов массой 7-8 тонн резко снизилась, а для окупаемости затрат требуется не менее 25 пусков в год в течение 10 лет. Кроме того, такая система вряд ли сможет взлетать с обычных аэродромов: слишком опасно для пассажирских самолетов такое соседство. Впрочем, и для экипажа самолета-носителя Ан225 любая авария может иметь просто катастрофические последствия.