تعد صناعة الفضاء واحدة من أكثر الصناعات عالية التقنية ، وتميز دولتها إلى حد كبير المستوى العام لتطور الصناعة والتكنولوجيا في البلاد. تستند الإنجازات الفضائية الحالية لروسيا في الغالب إلى إنجازات الاتحاد السوفيتي. في وقت انهيار الاتحاد السوفيتي ، كانت قدرات الاتحاد السوفياتي والولايات المتحدة في الفضاء قابلة للمقارنة تقريبًا. بعد ذلك ، بدأ الوضع مع رواد الفضاء في الاتحاد الروسي يتدهور تدريجياً.
بصرف النظر عن خدمات توصيل رواد الفضاء الأمريكيين إلى محطة الفضاء الدولية (ISS) ، والتي نشأت بسبب رفض الولايات المتحدة لبرنامج مكوك الفضاء المكلف ، فإن روسيا أدنى من الولايات المتحدة في كل شيء: لا يوجد عمليًا مشاريع علمية كبيرة ناجحة يمكن مقارنتها بإرسال المركبات الجوالة ، ونشر التلسكوبات المدارية أو بإرسال مركبات فضائية إلى أجسام بعيدة في النظام الشمسي. أدى التطور السريع للشركات التجارية الخاصة إلى انخفاض كبير في حصة Roskosmos في سوق إطلاق الفضاء. ستحل محركات RD-180 الروسية الموردة للولايات المتحدة قريبًا محل الأمريكي BE-4 من Blue Origin.
مع وجود احتمال كبير ، في العام المقبل ، سترفض الولايات المتحدة خدمات روسيا باعتبارها "كابينة فضائية" ، بعد أن أكملت اختبارات مركباتها الفضائية المأهولة (يتم تطوير ثلاث مركبات فضائية مأهولة في وقت واحد).
نقطة الاتصال الأخيرة بين الولايات المتحدة وروسيا هي محطة الفضاء الدولية ، والتي أوشكت على نهايتها. إذا لم يتم تنفيذ أي مشروع محلي أو دولي بمشاركة روسية ، فإن بقاء رواد الفضاء الروس في المدار سيصبح عرضيًا للغاية.
الاتجاه الرئيسي الراسخ ، والذي من المفترض أن يؤدي في المستقبل القريب إلى انخفاض كبير في تكلفة إطلاق حمولة في المدار ، هو إنشاء صواريخ قابلة لإعادة الاستخدام. إلى حد ما ، هذا ما يحدث بالفعل: الهدف المعلن لـ SpaceX هو تقليل تكلفة إطلاق البضائع في المدار بعشر مرات ، وفي الوقت الحالي كان من الممكن خفض السعر بنحو مرة ونصف.
يجب أن يكون مفهوما أن الصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام في شكلها الحالي (مع عودة المرحلة الأولى) هي في المرحلة الأولى من التطوير. إذا حكمنا من خلال الاهتمام الذي أبدته الشركات التجارية الأخرى في هذا الاتجاه ، يمكن اعتبار الاتجاه واعدًا للغاية. يمكن أن يكون الاختراق في هذا الاتجاه ظهور مركبة إطلاق من مرحلتين (LV) BFR مع إمكانية إعادة استخدام كاملة لكلتا المرحلتين وموثوقية الطيران المتوقعة على مستوى الطائرات الحديثة.
تمتلك صناعة الفضاء الروسية أيضًا العديد من مشاريع مركبات الإطلاق القابلة لإعادة الاستخدام بدرجات متفاوتة من التطور.
بايكال
يعد مشروع بايكال أنجارا Baikal-Angara من أكثر المشاريع التي تم الترويج لها بنشاط فيما يتعلق بالصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام. الوحدة الواعدة "بايكال" عبارة عن مسرع قابل لإعادة الاستخدام (MRU) للمرحلة الأولى من مركبة الإطلاق Angara ، تم تطويره في GKNPTs im. خرونيتشيف.
اعتمادًا على فئة الصاروخ (خفيف ، متوسط ، ثقيل) يجب استخدام واحد أو اثنين أو أربعة معززات بايكال قابلة لإعادة الاستخدام. في نسخته الخفيفة ، يعد مسرع بايكال ، في الواقع ، المرحلة الأولى ، والتي تجعل مفهوم صاروخ Angara في هذا الإصدار أقرب إلى مفهوم Falcon-9 من SpaceX.
من سمات المسرع القابل لإعادة الاستخدام "بايكال" عملية الإرجاع التي تقوم بها الطائرات. بعد فك الرصيف ، يفتح "بايكال" جناحًا دوارًا في الجزء العلوي من بدن السفينة ويهبط في المطار ، بينما يمكن القيام بالمناورة على مسافة حوالي 400 كيلومتر.
تم انتقاد التصميم لكونه أكثر تعقيدًا وربما أقل كفاءة مقارنة بالزراعة الرأسية المستخدمة في المشاريع الخارجية. وفقًا لـ Roskosmos ، فإن نمط الهبوط الأفقي ضروري لضمان إمكانية العودة إلى موقع الإطلاق ، ولكن تم الإعلان عن نفس الاحتمال لمركبة الإطلاق BFR. والمراحل الأولى لمركبة الإطلاق Falcon-9 لا تبعد أكثر من 600 كيلومتر عن موقع الإطلاق ، أي يمكن تجهيز مواقع الهبوط الخاصة بها بسهولة على مسافة قصيرة نسبيًا من مركز الفضاء.
يمكن اعتبار عيب آخر لمفهوم مركبة الإطلاق Baikal MRU + Angara أنه في الإصدار المتوسط والثقيل فقط ، يتم إرجاع المسرعات ، وتضيع المرحلة الأولى (الوحدة المركزية) من مركبة الإطلاق. وهبوط أربع وحدات MRU في نفس الوقت عند إطلاق نسخة ثقيلة من مركبة الإطلاق يمكن أن يسبب صعوبات.
على خلفية تطوير مشروع بايكال أنجارا ، تبدو تصريحات المصمم العام لصواريخ أنجارا ، ألكسندر ميدفيديف ، غريبة. في رأيه ، يمكن للصاروخ أن يهبط بمساعدة محركات نفاثة على دعامات قابلة للسحب ، مثل مركبة الإطلاق Falcon-9. سيؤدي تعديل المراحل الأولى من مركبات الإطلاق Angara-A5V و Angara-A3V مع دعامات الهبوط ونظام التحكم في الهبوط وأنظمة الحماية الحرارية الإضافية والوقود الإضافي إلى زيادة وزنها بنحو 19 بالمائة. بعد المراجعة ، سيكون Angara-A5V قادرًا على سحب 26-27 طنًا من قاعدة فوستوشني الفضائية ، وليس 37 طنًا ، كما هو الحال في إصدار لمرة واحدة. إذا تم تنفيذ هذا المشروع ، فإن تكلفة رفع البضائع باستخدام "Angara" يجب أن تنخفض بنسبة 22-37٪ ، بينما لا يتم الإشارة إلى الحد الأقصى المسموح به لعمليات الإطلاق للمراحل الأولى من مركبة الإطلاق.
مع الأخذ في الاعتبار تصريحات ممثلي Roscosmos حول إمكانية إنشاء مركبة إطلاق Soyuz-7 بالتعاون مع S7 Space في نسخة قابلة لإعادة الاستخدام ، يمكن الاستنتاج أن مشروع مركبة الإطلاق القابلة لإعادة الاستخدام لم يتم تحديده نهائيًا في روسيا. ومع ذلك ، فإن مشروع Baikal MRU يجري العمل عليه تدريجياً. المصنع التجريبي لبناء الآلات المسمى باسم V. M. Myasishchev يعمل في تطويره. ومن المقرر إجراء رحلة تجريبية أفقية للمتظاهر في عام 2020 ، ومن ثم يجب تحقيق سرعة تبلغ حوالي 6.5 متر ، وسيتم إطلاق MRU في المستقبل من منطاد على ارتفاع 48 كم.
سويوز 7
في سبتمبر 2018 ، ترك إيغور رادوجين ، النائب الأول للمصمم العام - كبير مصممي مركبات الإطلاق التابعة لشركة Energia Rocket and Space Corporation ، الذي قاد تطوير مركبة الإطلاق الروسية الجديدة Soyuz-5 وصاروخ Yenisei الثقيل للغاية ، من منصبه و ذهب للعمل. إلى شركة S7 Space الخاصة. وفقًا له ، تخطط S7 Space لإنشاء صاروخ Soyuz-7 استنادًا إلى صاروخ Soyuz-5 أحادي الاستخدام الذي طورته شركة Roscosmos ، والتي بدورها هي الوريث الأيديولوجي لصاروخ Zenit السوفيتي الناجح.
كما هو الحال في صاروخ Falcon-9 ، من المقرر أن تعود مركبة الإطلاق Soyuz-7 إلى المرحلة الأولى باستخدام مناورة صاروخية ديناميكية وهبوط عمودي باستخدام محركات الصواريخ. من المخطط تطوير نسخة Soyuz-7SL لمنصة Sea Launch. من المخطط استخدام محرك RD-171 المثبت (على الأرجح تعديله RD-171MV) كمحرك Soyuz-7 LV ، والذي يمكن إعادة استخدامه حتى عشرين مرة (10 رحلات و 10 حروق). تخطط S7 Space لتنفيذ تطويرها في غضون 5-6 سنوات. في الوقت الحالي ، يمكن اعتبار مركبة الإطلاق Soyuz-7 المشروع الأكثر واقعية لمركبة الإطلاق القابلة لإعادة الاستخدام في روسيا.
تيا
تقوم شركة "Lin Industrial" بتصميم صاروخ شبه مداري صغير للغاية "Teia" ، مصمم للإقلاع إلى حدود الفضاء المشروط البالغ 100 كيلومتر ثم العودة.
على الرغم من الخصائص المتواضعة للمشروع ، فإنه يمكن أن يوفر التقنيات اللازمة لإنشاء مركبة إطلاق في المستقبل بخصائص أعلى ، خاصة وأن Lin Industrial تعمل في نفس الوقت على مشروع Taimyr مركبة الإطلاق الصغيرة جدًا التي يمكن التخلص منها.
تاج
يمكن اعتبار أحد أكثر المشاريع إثارة للاهتمام والمبتكرة صاروخ الإقلاع والهبوط العمودي القابل لإعادة الاستخدام "كورونا" ، والذي تم تطويره من قبل مركز الصواريخ الحكومي (GRTs) الذي سمي على اسم V. I. Makeev بين عامي 1992 و 2012. مع تطور المشروع ، تم النظر في العديد من المتغيرات لمركبة إطلاق Korona حتى تم تشكيل الإصدار النهائي الأمثل.
تم تصميم الإصدار النهائي من مركبة الإطلاق Korona لإطلاق حمولة تزن 6-12 طنًا في مدار أرضي منخفض بارتفاع حوالي 200-500 كيلومتر. من المفترض أن تكون كتلة الإطلاق لمركبة الإطلاق في حدود 280-290 طنًا. كان من المفترض أن يستخدم المحرك محركًا صاروخيًا يعمل بالوقود السائل (LRE) على زوج من وقود الهيدروجين + الأكسجين. من المفترض أن يتم استخدام الحماية الحرارية المحسّنة للمركبة الفضائية المدارية "بوران" كحماية حرارية.
يتميز الشكل المخروطي المحوري للبدن بديناميكا هوائية جيدة عند التحرك بسرعات عالية ، مما يسمح لمركبة إطلاق كورونا بالهبوط عند نقطة الإطلاق. وهذا بدوره يجعل من الممكن إطلاق Korona LV من المنصات البرية والبحرية. عند النزول في الطبقات العليا من الغلاف الجوي ، تقوم مركبة الإطلاق بالفرملة الديناميكية الهوائية والمناورة ، وفي المرحلة النهائية ، عند الاقتراب من موقع الهبوط ، تنعطف للخلف إلى أسفل وتهبط باستخدام محرك صاروخي على ممتص صدمات مدمج. من المفترض أن مركبة الإطلاق Korona يمكن استخدامها حتى 100 مرة ، مع استبدال العناصر الهيكلية الفردية كل 25 رحلة.
وفقًا للمطور ، سيستغرق الأمر حوالي 7 سنوات و 2 مليار دولار للدخول في مرحلة التشغيل التجريبي ، وليس كثيرًا لإمكانية الحصول على مثل هذا المجمع الثوري.
في هذه اللحظة ، GRTs لهم. يمكن اعتبار Makeev واحدة من أكثر الشركات كفاءة في مجال الصواريخ ، والتي احتفظت بإمكانياتها قدر الإمكان بعد انهيار الاتحاد السوفيتي. كانوا هم من صنعوا أحد أكثر الصواريخ الباليستية العابرة للقارات فعالية (ICBMs) ، وهو Sineva ، وقد عُهد إليهم بإنشاء صاروخ Sarmat ICBM ، والذي سيحل محل الشيطان الشهير. إن الانتهاء من إنشاء صاروخ سارمات الدولي العابر للقارات في 2020-2021 يفتح فرصة لجذب SRC الذي يحمل اسم Makeev لمشاريع الفضاء.
عند الحديث عن أوجه القصور في مشروع كورونا ، يمكن الافتراض أن هذه ستكون في الأساس الحاجة إلى إنشاء بنية تحتية لتسليم وتخزين الهيدروجين السائل ، فضلاً عن جميع المشاكل والمخاطر المرتبطة باستخدامه. من المحتمل أن يكون الحل الأفضل هو التخلي عن مخطط المرحلة الواحدة لمركبة إطلاق كورونا وتنفيذ مجمع يعمل بوقود الميثان على مرحلتين وقابل لإعادة الاستخدام بالكامل. على سبيل المثال ، على أساس محرك الأكسجين والميثان المطور RD-169 أو تعديلاته. في هذه الحالة ، يمكن استخدام المرحلة الأولى بشكل منفصل لنقل حمولة محددة إلى ارتفاع حوالي 100 كيلومتر.
من ناحية أخرى ، لا يمكن على الأرجح تجنب الهيدروجين السائل ، كوقود للصواريخ. في العديد من المشاريع ، اعتمادًا على ما إذا كانت المرحلة الأولى على الميثان أو على الكيروسين ، يتم استخدام محركات الهيدروجين والأكسجين في المرحلة الثانية. في هذا السياق ، من المناسب استدعاء المحركات ثلاثية المكونات ، والتي ، على سبيل المثال ، محرك RD0750 ثلاثي المكونات الذي تم تطويره بواسطة مكتب تصميم الأتمتة الكيميائية (KBKhA). في الوضع الأول ، يعمل محرك RD0750 على الأكسجين والكيروسين مع إضافة 6 ٪ من الهيدروجين ، في الحالة الثانية - على الأكسجين والهيدروجين. يمكن أيضًا تنفيذ مثل هذا المحرك لتوليفة الهيدروجين + الميثان + الأكسجين ، ومن المحتمل أن يكون هذا أبسط من الإصدار الذي يحتوي على الكيروسين.
بايكال انجارا ، سويوز 7 أم كورونا؟
أي من هذه المشاريع يمكن أن يكون أول صاروخ روسي قابل لإعادة الاستخدام؟ يمكن اعتبار مشروع بايكال أنجارا ، على الرغم من شعبيته ، الأقل إثارة للاهتمام. أولاً ، الضجة طويلة المدى مع مركبات الإطلاق "Angara" تترك بصماتها بالفعل ، وثانيًا ، يثير مفهوم إعادة MRU عن طريق الجو أيضًا العديد من الأسئلة. إذا تحدثنا عن الخيار السهل ، عندما تكون MRU في الواقع هي المرحلة الأولى ، ثم أينما ذهبت ، ولكن إذا تحدثنا عن الخيارات المتوسطة والثقيلة مع اثنين / أربعة MRU وخسارة المرحلتين الأولى والثانية ، فإن الفكرة تبدو غريب جدا. من المرجح أن تظل المحادثات حول الهبوط العمودي لمركبة الإطلاق "أنجارا" كذلك ، أو ستتحقق عندما يطير باقي العالم بالفعل على مادة مضادة للجاذبية أو المادة المضادة.
يبدو أن إنشاء نسخة قابلة لإعادة الاستخدام من مركبة الإطلاق Soyuz-7 من قبل شركة خاصة S7 Space بالتعاون مع Roskosmos يبدو أكثر تفاؤلاً ، خاصة وأن مركبة الإطلاق فائقة الثقل المتوقعة Yenisei سيتم بناؤها على نفس المحركات ، والتي من المحتمل أن تسمح بنقلها. التقنيات "القابلة لإعادة الاستخدام". … ومع ذلك ، تذكر الملحمة مع "Yo-mobile" ، وهذا المشروع يمكن أن يذهب إلى مزبلة التاريخ. هناك مشكلة أخرى تتمثل في الاستخدام الأولي لمحركات الأكسجين والكيروسين في مشاريع مركبات الإطلاق Soyuz-5 و Soyuz-7 و Yenisei. مزايا وآفاق الميثان كوقود للصواريخ واضحة ، ومن الضروري تركيز الجهود على الانتقال إلى هذه التقنية - إنشاء محرك صاروخي من الميثان قابل لإعادة الاستخدام ، بدلاً من إنشاء ثاني "أقوى محرك في العالم" من الأكسجين محرك كيروسين ، والذي سيتوقف عن العمل خلال 5-10 سنوات …
مشروع "كراون" في هذه الحالة يمكن اعتباره "حصان أسود". كما ذكر أعلاه ، SRC لهم. تتمتع Makeeva بكفاءات عالية ، وبتمويل مناسب ، كان من الممكن أن تكون قد ابتكرت مركبة إطلاق قابلة لإعادة الاستخدام من مرحلة واحدة أو مرحلتين في الفترة من 2021 إلى 2030 ، بعد الانتهاء من العمل على صاروخ Sarmat ICBM. من بين جميع الخيارات الممكنة ، يمكن أن يصبح مشروع Korona الأكثر ابتكارًا وقادرًا على إنشاء أساس للأجيال القادمة من مركبات الإطلاق.
أظهر ظهور مركبة الإطلاق Falcon-9 القابلة لإعادة الاستخدام أن معركة جديدة من أجل الفضاء قد بدأت ، وكنا نتخلف بسرعة في هذه المعركة. ليس هناك شك في أن الولايات المتحدة ، بعد حصولها على مزايا أحادية الجانب في الفضاء ، وربما أن الصين ستتبعها ، ستبدأ عسكرة سريعة. ستجعل التكلفة المنخفضة لإطلاق الحمولات إلى المدار ، التي توفرها مركبات الإطلاق القابلة لإعادة الاستخدام ، الفضاء استثمارًا جذابًا للقطاع التجاري ، مما يزيد من تأجيج سباق الفضاء.
فيما يتعلق بما سبق ، أود أن آمل أن تدرك قيادة بلدنا أهمية تطوير تكنولوجيا الفضاء في سياق التطبيقات العسكرية ، إن لم تكن مدنية ، على الأقل ، وتستثمر الأموال اللازمة في تطوير الفضاء الواعد. التقنيات ، وليس في بناء استاد أو مدينة ملاهي أخرى ، مع ضمان التحكم المناسب في استخدامها المقصود.
