الفضاء في العراء
لا تحتاج الدولة إلى مركبة إطلاق واحدة فائقة القوة ، بل إلى أسطول من SV
كما تعلم ، الوثيقة الرئيسية التي تحدد مصالح الدولة والأهداف والأولويات والمهام الرئيسية لروسيا في مجال استكشاف واستكشاف واستخدام الفضاء الخارجي ، هي أساسيات سياسة الدولة للاتحاد الروسي في مجال الأنشطة الفضائية للفترة حتى عام 2013 وما بعده ".
وفقًا لهذه الوثيقة ، تتمثل الأولويات الرئيسية في ضمان وصول روسيا إلى الفضاء من أراضيها من خلال تطوير واستخدام تكنولوجيا الفضاء وتقنياته وأعماله وخدماته لصالح المجال الاجتماعي والاقتصادي والدفاع الوطني ، وكذلك كأمن الدولة ؛ إنشاء مرافق فضائية لصالح العلم ؛ الأنشطة المتعلقة بتنفيذ الرحلات المأهولة ، بما في ذلك إنشاء احتياطي علمي وتقني لتنفيذ الرحلات المأهولة إلى الكواكب والأجسام الأخرى في النظام الشمسي ، في إطار التعاون الدولي.
يتم ضمان تنفيذ هذه الأهداف من خلال استخدام وتطوير الإمكانات العلمية والتقنية والإنتاجية الحالية لإنشاء مركبات إطلاق متقدمة ، والقاطرات بين المدارات ، وأنظمة الهدف والخدمة للمركبات الفضائية الآلية (SC) ، والمركبات الفضائية المأهولة من جيل جديد ، وعناصر البنية التحتية أنشطة الفضاء السحيق وتقنيات الاختراق لحل المشكلات المستهدفة وتقنيات الإنتاج.
ستكون النتيجة الحفاظ على مكانة روسيا كواحدة من القوى الفضائية الرائدة ، وتأكيد الاكتفاء الذاتي في ضمان أنشطتها الفضائية عبر مجموعة كاملة من المهام التي تتطلب إنشاء كوكبة مدارية من المركبات الفضائية على أساس أسطول فعال اقتصاديًا مركبات الإطلاق الروسية (SV).
تعد الحاجة إلى الحفاظ على مكانة مستقرة وقدرة تنافسية في سوق خدمات الإطلاق حافزًا لتحسين المؤشرات الفنية والاقتصادية لـ SV ، وذلك في المقام الأول لزيادة قدراتها في مجال الطاقة.
كل هذه العوامل تجلت بشكل واضح في مثال المنتج الأكثر نجاحًا اقتصاديًا للملاحة الفضائية الروسية - مركبة الإطلاق الثقيلة من طراز Proton. لقد كان دخول مركبة الإطلاق Proton إلى السوق الدولية لخدمات الإطلاق وتحديثها المستمر هو الذي سمح لـ GKNPTs im. M. V. Khrunichev للبقاء في التسعينيات و "الصفر" والحفاظ على التعاون الصناعي ، وضمان الحفاظ على الكوكبة المدارية الروسية من المركبات الفضائية والمشاركة في المشاريع الدولية.
الحمولة على موازين المنافسة
من أجل تحديد SVs التي سيتم تطويرها في FKP-2025 ، يجب على المرء أن يفهم أن قدرات الطاقة لمركبة الإطلاق يتم تحديدها من خلال كتلة الحمولة التي يتم إطلاقها في مدار العمل. في كثير من الأحيان ، على الرغم من أنه ليس صحيحًا تمامًا ، عند تقييم طاقة مركبة الإطلاق ، يتم استخدام مدار أرضي منخفض بارتفاع 200 كيلومتر وميل يساوي خط عرض نقطة البداية. لتشغيل المركبة الفضائية ، لا يتم استخدام هذا المدار كمدار عاملي ، لأنه بسبب تباطؤ الغلاف الجوي ، لا يتجاوز وقت وجود المركبة الفضائية عليه أسبوعًا. من بين مجموعة متنوعة من المركبات الفضائية ، فإن السوق الأكثر تكلفة والأكثر كثافة من حيث الموارد هي المركبات الفضائية للاتصالات العاملة في مدار ثابت بالنسبة للأرض.
هناك ميزتان للإطلاق التجاري لمركبة الاتصالات الفضائية. تنمو كتلة المركبات الفضائية التجارية بشكل أسرع من تلك التي تم إطلاقها بموجب البرامج الفيدرالية. ولكن كما ترون على الرسم البياني ، حتى كتلة المركبات الفضائية التجارية بعيدة كل البعد عن أن تكون غير محدودة ، ولا يتطلب إطلاقها مركبة إطلاق ثقيلة للغاية (مركبة إطلاق STK) من نوع SLS.
هناك أيضًا اختلافات في المخطط الباليستي لعمليات الإطلاق التجارية. لقد حدث أن المركبات الفضائية الأجنبية ، على عكس المركبات المحلية ، لم يتم إطلاقها فورًا في مدار ثابت بالنسبة للأرض ، ولكن إلى مدار متوسط عالي الأوج "مدار نقل جغرافي قياسي". تستخدم المركبة الفضائية التي انفصلت عن مركبة الإطلاق الموجودة عليها ، بعد توقف باليستي لمدة خمس ساعات تقريبًا عند ذروة المدار ، نظام الدفع الخاص بها لتحديد الدافع الذي يضمن تكوين مدار ثابت بالنسبة للأرض. مع الأخذ في الاعتبار استهلاك الوقود ، يجب أن تكون كتلة الحمولة التي يتم إطلاقها في مدار النقل الجغرافي الوسيط أكبر بنحو 1,6 مرة من المدار العامل ، أي الثابت بالنسبة للأرض.
لكن بالعودة إلى Proton - كانت الحاجة إلى الحفاظ على القدرة التنافسية في سوق خدمات الإطلاق بالتحديد هي السبب وراء تنفيذ أربع مراحل من تحديثها على حساب الأموال من عمليات الإطلاق التجارية لمركبة الإطلاق Proton - من الإصدار الأصلي من Proton -K إلى Proton-M وتطوير مركبة إطلاق Proton للمرحلة العليا الجديدة (RB) Briz-M ، مما جعل من الممكن زيادة كتلة الحمولة التي تم إطلاقها في المدار الثابت بالنسبة للأرض من 2,6 إلى 3,5 طن وفي النقل الجغرافي المدار 4,5 إلى 6,3 ، XNUMX أطنان. ولكن بغض النظر عن مدى جودة حاملة بروتون ، فإن عمليات إطلاقها لا تتم من أراضي روسيا. هناك أيضًا مشاكل في إمداد الوقود للبروتون ، وهو مادة سباعية عالية السمية تستخدم في الصواريخ القتالية وتصنف على أنها مادة من الدرجة الأولى والأعلى خطورة.
حددت قيادة البلاد للصناعة مهمة ضمان الوصول المضمون إلى الفضاء من أراضيها - يجب أن يتم إطلاق المركبات الفضائية بواسطة صواريخ مصممة ومصنعة في روسيا. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري تحسين السلامة البيئية لعمليات الإطلاق من خلال القضاء على استخدام الوقود السام.
يجب حل هذه المهام من خلال برنامج إنشاء مركبة الإطلاق الثقيلة Angara ، والتي ستضمن الإطلاق المضمون للاتصالات والمركبات الفضائية للأرصاد الجوية والمركبات الفضائية في المدار الثابت بالنسبة للأرض ، مما يضمن الدفاع والأمن للدولة.
لسوء الحظ ، تم إنشاء مركبة إطلاق Angara لفترة طويلة. تم اعتماد مرسوم حكومة الاتحاد الروسي بشأن تطوير مشروع لمجمع الصواريخ الفضائية الثقيلة (SRC) بناءً على نتائج مسابقة أقيمت قبل 22 عامًا من الإطلاق الأول لمركبة الإطلاق. بدأ التمويل الحقيقي للبرنامج بعد 2005. لقد أتاح إجراء عمليتي إطلاق اختباريتين ناجحتين في عام 2014 والتخطيط لإطلاق مركبات الإطلاق ذات الحمولات الصافية المستهدفة اعتبارًا من عام 2016. عند إطلاقها من قاعدة بلسيتسك الفضائية ، فإن قدرات الطاقة لمركبة الإطلاق Angara-A5 مع قاذفة KVTK المبردة ستضمن إطلاق حمولة تزن 4,5 أطنان في مدار ثابت بالنسبة للأرض ، و 7,5 طن في مدار نقل جغرافي قياسي (عند استخدام Breeze- مركبة الإطلاق M - 2,9 و 5,4 طن على التوالي).
عند نشر مركبة الفضاء Angara في قاعدة فوستوشني الفضائية ، فإن قدرات الطاقة لمركبة الإطلاق Angara-A5 مع الأكسجين والهيدروجين RB KVTK ستضمن إطلاق حمولة تصل إلى خمسة أطنان في المدار الثابت بالنسبة للأرض ، وما يصل إلى ثمانية أطنان في النقل الجغرافي يدور في مدار. احتياطي الطاقة هذا كافٍ في المستقبل القريب لإطلاق مركبة فضائية في إطار البرامج الفيدرالية ، لكنه لا يسمح بالتنافس على إطلاق مركبة فضائية من النطاق السعري الأعلى مع مركبات إطلاق أجنبية ثقيلة ذات حمولة زائدة - Delta-IVH ، Ariane-5ECA وأطلس 5. على وجه الخصوص ، تطلق مركبة الإطلاق Atlas-5 من السلسلة 500 ما يصل إلى 8,7 طن في مدار النقل الجغرافي ، ويضمن أقوى قاذفة تستخدم لإطلاق مركبة الفضاء التابعة لوزارة الدفاع الأمريكية (Delta-IVH) إطلاق حمولة تصل إلى 13,1 طنًا في مدار النقل الجغرافي ، XNUMX طن.
بعد تحليل شامل للأولويات والمتطلبات الخاصة بقدرات الطاقة الخاصة بـ SV ، وكذلك حالة سوق الخدمات الفضائية ، قررت NTS of Roscosmos أنه من أجل حل المشكلات في الفضاء الخارجي ، بما في ذلك إطلاق مركبات فضائية واعدة بكتلة كبيرة. ما لا يقل عن سبعة أطنان في المدار الثابت بالنسبة للأرض و 12 طنًا في المدار الجغرافي الانتقالي ، فستكون هناك حاجة إلى مركبة إطلاق قادرة على إيصال ما لا يقل عن 35 طنًا من الحمولة إلى مدار أرضي منخفض.
يمكن إنشاء مركبة الإطلاق ، Angara-A5V ، عن طريق استبدال المرحلة الثالثة من الأكسجين والكيروسين لمركبة الإطلاق Angara-A5 بمرحلة أكسجين وهيدروجين مطورة حديثًا. تم توحيد مركبة الإطلاق Angara-A5V إلى أقصى حد مع مركبة الإطلاق Angara-A5 ، بما في ذلك من حيث مرافق البنية التحتية الفضائية الأرضية. فيما يتعلق بقدرات الطاقة ، ستتوافق مركبة الإطلاق Angara-A5V مع مركبات الإطلاق الأجنبية المطورة حاليًا ذات الحمولة الصافية المتزايدة مثل Ariane-6 (أوروبا) و Vulcan (الولايات المتحدة الأمريكية) و CZ-5 (الصين) و H-3 (اليابان) ) وسيوفر على المدى القصير القدرة التنافسية للمركبات SV الروسية الثقيلة في السوق العالمية لخدمات الفضاء.
تتناسب مركباتنا الثقيلة بروتون- M و Angara-A5 المزودة بمحركات صاروخية تعمل بالوقود السائل (LPREs) مع مركبات الإطلاق الأجنبية من حيث نسبة الدفع إلى الوزن ومن حيث كتل الحمولة التي يتم إطلاقها في مدارات محددة.
بالغاز أو بدون غاز
في الوقت الحالي ، يتكون أسطول SVs المحلية من مركبة الإطلاق من الدرجة الخفيفة Rokot ، ومركبة الإطلاق من الدرجة المتوسطة Soyuz مع مركبة الإطلاق Fregat ، ومركبة الإطلاق الثقيلة Proton مع مركبات الإطلاق DM و Breeze-M.
في المستقبل القريب ، ستحل مركبات الإطلاق "heptyl" Rokot و Proton محل مركبات الإطلاق الصديقة للبيئة لعائلة Angara. في الوقت نفسه ، من المخطط تحسين التكنولوجيا وتقليل تكلفة مركبات الإطلاق Angara-A5 التسلسلية. ومن المقرر العمل أيضًا لاستبدال "heptyl" RB "Fregat" بمركب RB صغير الحجم "ML" على المكونات الصديقة للبيئة. ومن المخطط أيضًا استبدال Soyuz LV ، المخضرم في مجال تكنولوجيا الصواريخ المحلية ، بمحرك LV واعد من الدرجة المتوسطة ، تم إنشاؤه كجزء من أعمال تطوير Phoenix. أثناء تطويره ، من المخطط تنفيذ تقنيات واعدة توفر زيادة في الخصائص التشغيلية ، بما في ذلك استخدام الغاز الطبيعي المسال (LNG) كوقود للصواريخ.
الفضاء في العراء
لماذا يعتبر الغاز الطبيعي المسال ممتعًا؟ الميزة الرئيسية هي الإمكانية الأساسية لتقليل تكلفة نظام الدفع (PS) لمركبة الإطلاق بسبب انخفاض جذري في ضغط العمل في غرفة احتراق المحرك (من 250-260 إلى 160-170 جوًا) مع تقليل طفيف. (≈4٪) زيادة في الدافع الخاص بالفراغ. تسمح الزيادة في المعلمة الأخيرة بالحفاظ على المستوى المحقق لخصائص كتلة الطاقة لمراحل مركبة الإطلاق ، على الرغم من الكثافة المنخفضة للغاز الطبيعي المسال مقارنة بالكيروسين. تتمثل إحدى ميزات محركات الصواريخ التي تعمل بالوقود السائل والتي تعمل بالغاز الطبيعي المسال في إمكانية تطوير محرك لنظام الاسترداد يكون أقل عرضة للتطور المتفجر العابر لحالات الطوارئ. بشكل عام ، تُظهر دراسات الجدوى الأولية أنه يمكن للمرء أن يتوقع انخفاضًا في تكلفة PS على LNG بنحو 1,5 مرة مقارنة بـ PS استنادًا إلى محركات الصواريخ الحالية التي تعمل بالوقود السائل الكيروسين ، مما سيزيد من القدرة التنافسية لمركبات الإطلاق المحلية.
عند تقييم تجربة إنشاء مركبة إطلاق فائقة الثقل ، تجدر الإشارة إلى أن Energia-Buran هي بلا شك ذروة تكنولوجيا الصواريخ المحلية ، وهي برنامج متميز من حيث التنظيم ، وتركيز الموارد ، والإنجازات في تطوير الهيكلية الجديدة والحرارة - مواد الحماية ، وإتقان تقنيات صنع محركات كيروسين وهيدروجين قوية ، وإنتاج ونقل كميات كبيرة من الهيدروجين السائل ، وديناميكا هوائية تفوق سرعة الصوت ، وما إلى ذلك. عملت الدولة بأكملها من أجلها ، لكن الدولة لم يكن لديها الوسائل والقوى والأهداف اللازمة نشر هذا النظام الفضائي في المدار. في الوقت نفسه ، أكثر من 10 سنوات من العمل على إنشاء مجمع Energia-Buran ، تم إنفاق أكثر من ثلث الأموال المخصصة للأنشطة الفضائية ، مما أثر على فعالية تنفيذ مجالاته الأخرى.
خلال هذه الفترة ، طورت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) وبدأت في إطلاق مركبة الإطلاق متوسطة الدرجة Ariane-4. مع هذا الصاروخ ، احتل Arianspace أكثر من نصف سوق عمليات الإطلاق التجارية في مدار النقل الجغرافي ، وبعد أن كسب المال ، ابتكر مركبة الإطلاق من الدرجة الثقيلة Ariane-5 ، والتي لا تزال تضمن تنفيذ برامج الفضاء التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية وتستحوذ على أكثر من 40 في المائة من سوق خدمات الإطلاق العالمي.
كتبت صحيفة "VPK" (رقم 27): "... يجب أن يشعر البنتاغون بإحساس عميق بالرضا ، يراقب كيف يتم أخذ روسيا بعيدًا أكثر فأكثر عن إنشاء مركبات إطلاق حديثة فائقة الثقل" ، لكنها تقدر أظهر أن جميع المهام العسكرية في المستقبل المنظور سيقرر البنتاغون استخدام مركبات الإطلاق الثقيلة Delta IVH و Atlas-5 بدلاً من مركبة الإطلاق SLS المصممة للمهام بين الكواكب. من غير الصحيح مقارنة قدرات الطاقة لمركبة الإطلاق فئة Angara-A25 التي يبلغ وزنها 5 طنًا ومركبة الإطلاق SLS فئة 130 طنًا - الأمر أشبه بالقول: "شاحنة قلابة بوزن 130 طنًا أكثر برودة من كاماز ، وغزال ليس كذلك سيارة على الإطلاق ". لا على الإطلاق: أي مركبة - سيارة أو صاروخ ، لكي تكون فعالة ، يجب تشغيلها بالقرب من الحد الأعلى لقدراتها الطاقية. إذا كنت تقود مركبة الإطلاق فارغة ، فإن تكلفة الوحدة لإطلاق الحمولة الصافية تزداد ، وهذا هو أحد المؤشرات الرئيسية لفعالية مركبة الإطلاق. لذلك ، لا تحتاج الدولة إلى مركبة إطلاق واحدة فائقة القوة ، بل إلى أسطول متوازن على النحو الأمثل من المركبات الترفيهية ذات الحمولات الصافية المختلفة لحمولات محددة. إذا لم تكن هناك حمولات من هذا القبيل لمركبة الإطلاق ، فإنها تخاطر بمشاركة مصير Energia. بالمناسبة ، من المهم إرسال صاروخين من طراز Saturn-5 إلى المتحف في نهاية برنامج الطيران على القمر التابع لوكالة ناسا ووزارة الدفاع الأمريكية دون العثور على حمولة لهما.
تم النظر في مسألة الاستخدام المقصود لمركبة الإطلاق STK في NTS of Roscosmos - توصلوا إلى استنتاج مفاده أنه لا توجد حاجة لإطلاق مركبات أحادية تزن 50-70 طنًا قبل 2030-2035. نكرر أن أولويات صناعة الفضاء في روسيا محددة في "أساسيات سياسة الدولة في مجال الأنشطة الفضائية ..." المهام الأساسية هي تطوير الأبراج المدارية للمركبات الفضائية لأغراض علمية واجتماعية واقتصادية ومزدوجة. المقاصد. لهذا السبب ، في اتجاه تطوير مركبة إطلاق ثقيلة للغاية ، قررت NTS of Roscosmos حتى عام 2025 أن تقتصر على إنشاء احتياطي علمي وتقني وتطوير تقنيات واعدة.
يجب الاعتراف بأن الحالة الحالية للكوكبة المدارية المحلية للمركبات الفضائية ، بعبارة ملطفة ، ليست الأكثر ازدهارًا. على وجه الخصوص ، تتكون كوكبة أقمار استشعار الأرض عن بعد (ERS) من سبعة أقمار صناعية فقط وتفي باحتياجات المستهلكين المحليين عند مستوى 20-30 في المائة ، بينما تتكون مجموعات الأقمار الصناعية للاستشعار عن بعد للولايات المتحدة والدول الأوروبية والصين. أكثر من 35 قمرًا صناعيًا لكل منها ، مما يوفر تحكمًا عالميًا بسطح الأرض ، بما في ذلك نطاق الرادار. حتى في الهند ، تضم مجموعة أقمار الاستشعار عن بعد 17 قمرا صناعيا. هذا هو المكان الذي يجب ، أولاً وقبل كل شيء ، إنفاق أموال FKP-2025 - في تطوير الأقمار الصناعية للاتصالات والملاحة والاستشعار عن بعد والأرصاد الجوية ، بما في ذلك الأقمار الصناعية ذات الدقة المكانية العالية في جميع الأحوال الجوية ، وهو أمر مهم بشكل خاص لسيبيريا ، أقصى الشمال والقطب الشمالي والشرق الأقصى.
كما تظهر الحسابات الباليستية ، عند إطلاقها من قاعدة فوستوشني الفضائية ، ستضمن النسخة المُحسّنة من مركبة الإطلاق Angara-A5V المزودة بخاصية التبريد RB KVTK-V المطورة إطلاق حمولة تصل إلى 11,9 طنًا في مدار النقل الجغرافي وما يصل إلى 7,2 طن. في المدار الثابت بالنسبة للأرض ، وأيضًا إمكانية تنفيذ المرحلة الأولية من البرنامج المأهول على سطح القمر باستخدام مخطط الإطلاق الرباعي (انظر الشكل): إطلاقان مزدوجان لمركبة الإطلاق ، مما يوفر تسليمًا منفصلاً لمجمع الهبوط والإقلاع على سطح القمر (LLC) ومركبة النقل المأهولة (PTC) إلى المدار القمري مع الالتحام في مدار القمر الصناعي للقمر (AISL) والهبوط اللاحق لـ LPVK مع الطاقم على سطح القمر.
يتضمن الإطلاق المزدوج النموذجي إدخال حمولة في مسار باليستي كجزء من PTK أو LPVT وقاطرة صغيرة الحجم بين المدارات من الأوكسجين والكيروسين (MOB2) ، تم إنشاؤها على أساس DM RB ، والتي ستضمن الإدخال النهائي من الحمولة إلى مدار أرضي منخفض والالتحام اللاحق بزورق قطر ثقيل بين المدارات (MOB1) ، تم تطويره على أساس احتياطي RB KVTK. يتم إطلاق MOB1 بوزن إطلاق يزيد عن 38 طنًا وفقًا للمخطط مع إطلاق إضافي من خلال الإطلاق الثاني لمركبة الإطلاق Angara-A5V. بعد الالتحام في مدار أرضي منخفض والتشغيل التدريجي ، يتم إطلاق المركبة بين المدارات القمرية المجمعة أولاً في مدار بيضاوي للغاية باستخدام طاقة MOB1. بعد نفاد الوقود ، ينفصل الهيدروجين MOB1 ويكمل الكيروسين MOB2 تشكيل مسار المغادرة. علاوة على ذلك ، يضمن MOB2 تصحيح المسار على الرحلة إلى القمر ونقل الحمولة إلى المدار حول القمر. يوفر مشروع FKP-2025 العمل على هذه الأموال.
بالطبع ، مخطط الإطلاق المتعدد معقد للغاية ، فهو يتطلب أعلى تنسيق: يجب أن يعمل فريق الإطلاق في وقت واحد على قاذفتين ، مثل الساعة. تُظهر دراسات الجدوى الأولية أن الاستخدام في المرحلة الأولية من البرنامج المأهول على سطح القمر من مركبة منخفضة الجهد متعددة الأغراض مع حمولة زائدة من فئة 35 طنًا بدلاً من مركبة خفيفة ثقيلة للغاية بوزن 80 طنًا ستقلل من التكاليف المالية بأكثر من بترتيب من حيث الحجم ، ويمكن استخدام الموارد المحفوظة في مصالح تطوير الكوكبة المدارية للمركبة الفضائية المحلية ، الاجتماعية والاقتصادية ، والعلمية والغرض المزدوج.
فيما يتعلق باستخدام معززات الوقود الصلب (STU) كجزء من مركبة الإطلاق ، تجدر الإشارة هنا إلى أن محركات الصواريخ التي تعمل بالوقود الصلب (SRM) ليس لها مزايا فحسب ، بل لها عيوب أيضًا بالمقارنة مع LREs - دفعة دفع محددة انخفاض بنسبة ~ 10-30 في المائة ، وأسوأ وزن في التصميم ، وخطر الحريق والانفجار لإنتاج ومعدات شحن الوقود ، والقيود على وقت التشغيل ، والتحكم في الدفع ، وظروف درجة الحرارة أثناء بدء التشغيل ، والآثار الضارة لمنتجات الاحتراق على البيئة. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري مراعاة الزيادة بنسبة 30-40 في المائة في تكلفة مركبة الإطلاق بمحركات الصواريخ التي تعمل بالوقود الصلب مقارنة بقاذفة الصواريخ بمحركات الصواريخ التي تعمل بالوقود السائل والحاجة إلى استثمار أموال كبيرة في تطوير الإنتاج ، قاعدة تكنولوجية واختبار لإنشاء محركات صاروخية كبيرة الحجم تعمل بالوقود الصلب.
تمت دراسة استخدام محركات الصواريخ الكبيرة التي تعمل بالوقود الصلب كجزء من مركبة الإطلاق بشكل متكرر في المشاريع المحلية ، ولكن بالنظر إلى العوامل المذكورة أعلاه ، بناءً على نتائج مقارنة البدائل ، تم الاختيار دائمًا لصالح صاروخ محرك. تعتبر روسيا رائدة في تطوير وإنتاج محركات الصواريخ المسيرة ، والتي يتم شراؤها من قبل العملاء ، بما في ذلك العملاء من الولايات المتحدة. في مشروع FKP-2025 ، من المخطط أيضًا تطوير تقنية لإنشاء محرك صاروخي يعمل بالوقود الصلب للإطلاق بقوة دفع تبلغ حوالي 100 طن. جدوى استخدام محركات الصواريخ التي تعمل بالوقود الصلب في مركبات الإطلاق المتقدمة ، على سبيل المثال ، في نفس فينيكس ، سيتم تحديدها لاحقًا ، بناءً على نتائج تحليل مفصل.
في الختام: من الواضح أن مشروع FKP-2025 يمكن أن يستمر في التحسين ، ومع ذلك ، من حيث تطوير مركبات الإطلاق ، فإن هذه الوثيقة متوازنة تمامًا ، وتعكس الوضع الحقيقي للأمور وتحدد آفاق التنمية لهذه المنطقة حتى عام 2025 ، مع مراعاة الأولويات المحددة لأنشطة الفضاء والفرص المتاحة لتمويلها.
كما تعلم ، الوثيقة الرئيسية التي تحدد مصالح الدولة والأهداف والأولويات والمهام الرئيسية لروسيا في مجال استكشاف واستكشاف واستخدام الفضاء الخارجي ، هي أساسيات سياسة الدولة للاتحاد الروسي في مجال الأنشطة الفضائية للفترة حتى عام 2013 وما بعده ".
وفقًا لهذه الوثيقة ، تتمثل الأولويات الرئيسية في ضمان وصول روسيا إلى الفضاء من أراضيها من خلال تطوير واستخدام تكنولوجيا الفضاء وتقنياته وأعماله وخدماته لصالح المجال الاجتماعي والاقتصادي والدفاع الوطني ، وكذلك كأمن الدولة ؛ إنشاء مرافق فضائية لصالح العلم ؛ الأنشطة المتعلقة بتنفيذ الرحلات المأهولة ، بما في ذلك إنشاء احتياطي علمي وتقني لتنفيذ الرحلات المأهولة إلى الكواكب والأجسام الأخرى في النظام الشمسي ، في إطار التعاون الدولي.
يتم ضمان تنفيذ هذه الأهداف من خلال استخدام وتطوير الإمكانات العلمية والتقنية والإنتاجية الحالية لإنشاء مركبات إطلاق متقدمة ، والقاطرات بين المدارات ، وأنظمة الهدف والخدمة للمركبات الفضائية الآلية (SC) ، والمركبات الفضائية المأهولة من جيل جديد ، وعناصر البنية التحتية أنشطة الفضاء السحيق وتقنيات الاختراق لحل المشكلات المستهدفة وتقنيات الإنتاج.
ستكون النتيجة الحفاظ على مكانة روسيا كواحدة من القوى الفضائية الرائدة ، وتأكيد الاكتفاء الذاتي في ضمان أنشطتها الفضائية عبر مجموعة كاملة من المهام التي تتطلب إنشاء كوكبة مدارية من المركبات الفضائية على أساس أسطول فعال اقتصاديًا مركبات الإطلاق الروسية (SV).
تعد الحاجة إلى الحفاظ على مكانة مستقرة وقدرة تنافسية في سوق خدمات الإطلاق حافزًا لتحسين المؤشرات الفنية والاقتصادية لـ SV ، وذلك في المقام الأول لزيادة قدراتها في مجال الطاقة.
كل هذه العوامل تجلت بشكل واضح في مثال المنتج الأكثر نجاحًا اقتصاديًا للملاحة الفضائية الروسية - مركبة الإطلاق الثقيلة من طراز Proton. لقد كان دخول مركبة الإطلاق Proton إلى السوق الدولية لخدمات الإطلاق وتحديثها المستمر هو الذي سمح لـ GKNPTs im. M. V. Khrunichev للبقاء في التسعينيات و "الصفر" والحفاظ على التعاون الصناعي ، وضمان الحفاظ على الكوكبة المدارية الروسية من المركبات الفضائية والمشاركة في المشاريع الدولية.
الحمولة على موازين المنافسة
من أجل تحديد SVs التي سيتم تطويرها في FKP-2025 ، يجب على المرء أن يفهم أن قدرات الطاقة لمركبة الإطلاق يتم تحديدها من خلال كتلة الحمولة التي يتم إطلاقها في مدار العمل. في كثير من الأحيان ، على الرغم من أنه ليس صحيحًا تمامًا ، عند تقييم طاقة مركبة الإطلاق ، يتم استخدام مدار أرضي منخفض بارتفاع 200 كيلومتر وميل يساوي خط عرض نقطة البداية. لتشغيل المركبة الفضائية ، لا يتم استخدام هذا المدار كمدار عاملي ، لأنه بسبب تباطؤ الغلاف الجوي ، لا يتجاوز وقت وجود المركبة الفضائية عليه أسبوعًا. من بين مجموعة متنوعة من المركبات الفضائية ، فإن السوق الأكثر تكلفة والأكثر كثافة من حيث الموارد هي المركبات الفضائية للاتصالات العاملة في مدار ثابت بالنسبة للأرض.
هناك ميزتان للإطلاق التجاري لمركبة الاتصالات الفضائية. تنمو كتلة المركبات الفضائية التجارية بشكل أسرع من تلك التي تم إطلاقها بموجب البرامج الفيدرالية. ولكن كما ترون على الرسم البياني ، حتى كتلة المركبات الفضائية التجارية بعيدة كل البعد عن أن تكون غير محدودة ، ولا يتطلب إطلاقها مركبة إطلاق ثقيلة للغاية (مركبة إطلاق STK) من نوع SLS.
هناك أيضًا اختلافات في المخطط الباليستي لعمليات الإطلاق التجارية. لقد حدث أن المركبات الفضائية الأجنبية ، على عكس المركبات المحلية ، لم يتم إطلاقها فورًا في مدار ثابت بالنسبة للأرض ، ولكن إلى مدار متوسط عالي الأوج "مدار نقل جغرافي قياسي". تستخدم المركبة الفضائية التي انفصلت عن مركبة الإطلاق الموجودة عليها ، بعد توقف باليستي لمدة خمس ساعات تقريبًا عند ذروة المدار ، نظام الدفع الخاص بها لتحديد الدافع الذي يضمن تكوين مدار ثابت بالنسبة للأرض. مع الأخذ في الاعتبار استهلاك الوقود ، يجب أن تكون كتلة الحمولة التي يتم إطلاقها في مدار النقل الجغرافي الوسيط أكبر بنحو 1,6 مرة من المدار العامل ، أي الثابت بالنسبة للأرض.
لكن بالعودة إلى Proton - كانت الحاجة إلى الحفاظ على القدرة التنافسية في سوق خدمات الإطلاق بالتحديد هي السبب وراء تنفيذ أربع مراحل من تحديثها على حساب الأموال من عمليات الإطلاق التجارية لمركبة الإطلاق Proton - من الإصدار الأصلي من Proton -K إلى Proton-M وتطوير مركبة إطلاق Proton للمرحلة العليا الجديدة (RB) Briz-M ، مما جعل من الممكن زيادة كتلة الحمولة التي تم إطلاقها في المدار الثابت بالنسبة للأرض من 2,6 إلى 3,5 طن وفي النقل الجغرافي المدار 4,5 إلى 6,3 ، XNUMX أطنان. ولكن بغض النظر عن مدى جودة حاملة بروتون ، فإن عمليات إطلاقها لا تتم من أراضي روسيا. هناك أيضًا مشاكل في إمداد الوقود للبروتون ، وهو مادة سباعية عالية السمية تستخدم في الصواريخ القتالية وتصنف على أنها مادة من الدرجة الأولى والأعلى خطورة.
حددت قيادة البلاد للصناعة مهمة ضمان الوصول المضمون إلى الفضاء من أراضيها - يجب أن يتم إطلاق المركبات الفضائية بواسطة صواريخ مصممة ومصنعة في روسيا. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري تحسين السلامة البيئية لعمليات الإطلاق من خلال القضاء على استخدام الوقود السام.
يجب حل هذه المهام من خلال برنامج إنشاء مركبة الإطلاق الثقيلة Angara ، والتي ستضمن الإطلاق المضمون للاتصالات والمركبات الفضائية للأرصاد الجوية والمركبات الفضائية في المدار الثابت بالنسبة للأرض ، مما يضمن الدفاع والأمن للدولة.
لسوء الحظ ، تم إنشاء مركبة إطلاق Angara لفترة طويلة. تم اعتماد مرسوم حكومة الاتحاد الروسي بشأن تطوير مشروع لمجمع الصواريخ الفضائية الثقيلة (SRC) بناءً على نتائج مسابقة أقيمت قبل 22 عامًا من الإطلاق الأول لمركبة الإطلاق. بدأ التمويل الحقيقي للبرنامج بعد 2005. لقد أتاح إجراء عمليتي إطلاق اختباريتين ناجحتين في عام 2014 والتخطيط لإطلاق مركبات الإطلاق ذات الحمولات الصافية المستهدفة اعتبارًا من عام 2016. عند إطلاقها من قاعدة بلسيتسك الفضائية ، فإن قدرات الطاقة لمركبة الإطلاق Angara-A5 مع قاذفة KVTK المبردة ستضمن إطلاق حمولة تزن 4,5 أطنان في مدار ثابت بالنسبة للأرض ، و 7,5 طن في مدار نقل جغرافي قياسي (عند استخدام Breeze- مركبة الإطلاق M - 2,9 و 5,4 طن على التوالي).
عند نشر مركبة الفضاء Angara في قاعدة فوستوشني الفضائية ، فإن قدرات الطاقة لمركبة الإطلاق Angara-A5 مع الأكسجين والهيدروجين RB KVTK ستضمن إطلاق حمولة تصل إلى خمسة أطنان في المدار الثابت بالنسبة للأرض ، وما يصل إلى ثمانية أطنان في النقل الجغرافي يدور في مدار. احتياطي الطاقة هذا كافٍ في المستقبل القريب لإطلاق مركبة فضائية في إطار البرامج الفيدرالية ، لكنه لا يسمح بالتنافس على إطلاق مركبة فضائية من النطاق السعري الأعلى مع مركبات إطلاق أجنبية ثقيلة ذات حمولة زائدة - Delta-IVH ، Ariane-5ECA وأطلس 5. على وجه الخصوص ، تطلق مركبة الإطلاق Atlas-5 من السلسلة 500 ما يصل إلى 8,7 طن في مدار النقل الجغرافي ، ويضمن أقوى قاذفة تستخدم لإطلاق مركبة الفضاء التابعة لوزارة الدفاع الأمريكية (Delta-IVH) إطلاق حمولة تصل إلى 13,1 طنًا في مدار النقل الجغرافي ، XNUMX طن.
بعد تحليل شامل للأولويات والمتطلبات الخاصة بقدرات الطاقة الخاصة بـ SV ، وكذلك حالة سوق الخدمات الفضائية ، قررت NTS of Roscosmos أنه من أجل حل المشكلات في الفضاء الخارجي ، بما في ذلك إطلاق مركبات فضائية واعدة بكتلة كبيرة. ما لا يقل عن سبعة أطنان في المدار الثابت بالنسبة للأرض و 12 طنًا في المدار الجغرافي الانتقالي ، فستكون هناك حاجة إلى مركبة إطلاق قادرة على إيصال ما لا يقل عن 35 طنًا من الحمولة إلى مدار أرضي منخفض.
يمكن إنشاء مركبة الإطلاق ، Angara-A5V ، عن طريق استبدال المرحلة الثالثة من الأكسجين والكيروسين لمركبة الإطلاق Angara-A5 بمرحلة أكسجين وهيدروجين مطورة حديثًا. تم توحيد مركبة الإطلاق Angara-A5V إلى أقصى حد مع مركبة الإطلاق Angara-A5 ، بما في ذلك من حيث مرافق البنية التحتية الفضائية الأرضية. فيما يتعلق بقدرات الطاقة ، ستتوافق مركبة الإطلاق Angara-A5V مع مركبات الإطلاق الأجنبية المطورة حاليًا ذات الحمولة الصافية المتزايدة مثل Ariane-6 (أوروبا) و Vulcan (الولايات المتحدة الأمريكية) و CZ-5 (الصين) و H-3 (اليابان) ) وسيوفر على المدى القصير القدرة التنافسية للمركبات SV الروسية الثقيلة في السوق العالمية لخدمات الفضاء.
تتناسب مركباتنا الثقيلة بروتون- M و Angara-A5 المزودة بمحركات صاروخية تعمل بالوقود السائل (LPREs) مع مركبات الإطلاق الأجنبية من حيث نسبة الدفع إلى الوزن ومن حيث كتل الحمولة التي يتم إطلاقها في مدارات محددة.
بالغاز أو بدون غاز
في الوقت الحالي ، يتكون أسطول SVs المحلية من مركبة الإطلاق من الدرجة الخفيفة Rokot ، ومركبة الإطلاق من الدرجة المتوسطة Soyuz مع مركبة الإطلاق Fregat ، ومركبة الإطلاق الثقيلة Proton مع مركبات الإطلاق DM و Breeze-M.
في المستقبل القريب ، ستحل مركبات الإطلاق "heptyl" Rokot و Proton محل مركبات الإطلاق الصديقة للبيئة لعائلة Angara. في الوقت نفسه ، من المخطط تحسين التكنولوجيا وتقليل تكلفة مركبات الإطلاق Angara-A5 التسلسلية. ومن المقرر العمل أيضًا لاستبدال "heptyl" RB "Fregat" بمركب RB صغير الحجم "ML" على المكونات الصديقة للبيئة. ومن المخطط أيضًا استبدال Soyuz LV ، المخضرم في مجال تكنولوجيا الصواريخ المحلية ، بمحرك LV واعد من الدرجة المتوسطة ، تم إنشاؤه كجزء من أعمال تطوير Phoenix. أثناء تطويره ، من المخطط تنفيذ تقنيات واعدة توفر زيادة في الخصائص التشغيلية ، بما في ذلك استخدام الغاز الطبيعي المسال (LNG) كوقود للصواريخ.
الفضاء في العراء
لماذا يعتبر الغاز الطبيعي المسال ممتعًا؟ الميزة الرئيسية هي الإمكانية الأساسية لتقليل تكلفة نظام الدفع (PS) لمركبة الإطلاق بسبب انخفاض جذري في ضغط العمل في غرفة احتراق المحرك (من 250-260 إلى 160-170 جوًا) مع تقليل طفيف. (≈4٪) زيادة في الدافع الخاص بالفراغ. تسمح الزيادة في المعلمة الأخيرة بالحفاظ على المستوى المحقق لخصائص كتلة الطاقة لمراحل مركبة الإطلاق ، على الرغم من الكثافة المنخفضة للغاز الطبيعي المسال مقارنة بالكيروسين. تتمثل إحدى ميزات محركات الصواريخ التي تعمل بالوقود السائل والتي تعمل بالغاز الطبيعي المسال في إمكانية تطوير محرك لنظام الاسترداد يكون أقل عرضة للتطور المتفجر العابر لحالات الطوارئ. بشكل عام ، تُظهر دراسات الجدوى الأولية أنه يمكن للمرء أن يتوقع انخفاضًا في تكلفة PS على LNG بنحو 1,5 مرة مقارنة بـ PS استنادًا إلى محركات الصواريخ الحالية التي تعمل بالوقود السائل الكيروسين ، مما سيزيد من القدرة التنافسية لمركبات الإطلاق المحلية.
عند تقييم تجربة إنشاء مركبة إطلاق فائقة الثقل ، تجدر الإشارة إلى أن Energia-Buran هي بلا شك ذروة تكنولوجيا الصواريخ المحلية ، وهي برنامج متميز من حيث التنظيم ، وتركيز الموارد ، والإنجازات في تطوير الهيكلية الجديدة والحرارة - مواد الحماية ، وإتقان تقنيات صنع محركات كيروسين وهيدروجين قوية ، وإنتاج ونقل كميات كبيرة من الهيدروجين السائل ، وديناميكا هوائية تفوق سرعة الصوت ، وما إلى ذلك. عملت الدولة بأكملها من أجلها ، لكن الدولة لم يكن لديها الوسائل والقوى والأهداف اللازمة نشر هذا النظام الفضائي في المدار. في الوقت نفسه ، أكثر من 10 سنوات من العمل على إنشاء مجمع Energia-Buran ، تم إنفاق أكثر من ثلث الأموال المخصصة للأنشطة الفضائية ، مما أثر على فعالية تنفيذ مجالاته الأخرى.
خلال هذه الفترة ، طورت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) وبدأت في إطلاق مركبة الإطلاق متوسطة الدرجة Ariane-4. مع هذا الصاروخ ، احتل Arianspace أكثر من نصف سوق عمليات الإطلاق التجارية في مدار النقل الجغرافي ، وبعد أن كسب المال ، ابتكر مركبة الإطلاق من الدرجة الثقيلة Ariane-5 ، والتي لا تزال تضمن تنفيذ برامج الفضاء التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية وتستحوذ على أكثر من 40 في المائة من سوق خدمات الإطلاق العالمي.
كتبت صحيفة "VPK" (رقم 27): "... يجب أن يشعر البنتاغون بإحساس عميق بالرضا ، يراقب كيف يتم أخذ روسيا بعيدًا أكثر فأكثر عن إنشاء مركبات إطلاق حديثة فائقة الثقل" ، لكنها تقدر أظهر أن جميع المهام العسكرية في المستقبل المنظور سيقرر البنتاغون استخدام مركبات الإطلاق الثقيلة Delta IVH و Atlas-5 بدلاً من مركبة الإطلاق SLS المصممة للمهام بين الكواكب. من غير الصحيح مقارنة قدرات الطاقة لمركبة الإطلاق فئة Angara-A25 التي يبلغ وزنها 5 طنًا ومركبة الإطلاق SLS فئة 130 طنًا - الأمر أشبه بالقول: "شاحنة قلابة بوزن 130 طنًا أكثر برودة من كاماز ، وغزال ليس كذلك سيارة على الإطلاق ". لا على الإطلاق: أي مركبة - سيارة أو صاروخ ، لكي تكون فعالة ، يجب تشغيلها بالقرب من الحد الأعلى لقدراتها الطاقية. إذا كنت تقود مركبة الإطلاق فارغة ، فإن تكلفة الوحدة لإطلاق الحمولة الصافية تزداد ، وهذا هو أحد المؤشرات الرئيسية لفعالية مركبة الإطلاق. لذلك ، لا تحتاج الدولة إلى مركبة إطلاق واحدة فائقة القوة ، بل إلى أسطول متوازن على النحو الأمثل من المركبات الترفيهية ذات الحمولات الصافية المختلفة لحمولات محددة. إذا لم تكن هناك حمولات من هذا القبيل لمركبة الإطلاق ، فإنها تخاطر بمشاركة مصير Energia. بالمناسبة ، من المهم إرسال صاروخين من طراز Saturn-5 إلى المتحف في نهاية برنامج الطيران على القمر التابع لوكالة ناسا ووزارة الدفاع الأمريكية دون العثور على حمولة لهما.
تم النظر في مسألة الاستخدام المقصود لمركبة الإطلاق STK في NTS of Roscosmos - توصلوا إلى استنتاج مفاده أنه لا توجد حاجة لإطلاق مركبات أحادية تزن 50-70 طنًا قبل 2030-2035. نكرر أن أولويات صناعة الفضاء في روسيا محددة في "أساسيات سياسة الدولة في مجال الأنشطة الفضائية ..." المهام الأساسية هي تطوير الأبراج المدارية للمركبات الفضائية لأغراض علمية واجتماعية واقتصادية ومزدوجة. المقاصد. لهذا السبب ، في اتجاه تطوير مركبة إطلاق ثقيلة للغاية ، قررت NTS of Roscosmos حتى عام 2025 أن تقتصر على إنشاء احتياطي علمي وتقني وتطوير تقنيات واعدة.
يجب الاعتراف بأن الحالة الحالية للكوكبة المدارية المحلية للمركبات الفضائية ، بعبارة ملطفة ، ليست الأكثر ازدهارًا. على وجه الخصوص ، تتكون كوكبة أقمار استشعار الأرض عن بعد (ERS) من سبعة أقمار صناعية فقط وتفي باحتياجات المستهلكين المحليين عند مستوى 20-30 في المائة ، بينما تتكون مجموعات الأقمار الصناعية للاستشعار عن بعد للولايات المتحدة والدول الأوروبية والصين. أكثر من 35 قمرًا صناعيًا لكل منها ، مما يوفر تحكمًا عالميًا بسطح الأرض ، بما في ذلك نطاق الرادار. حتى في الهند ، تضم مجموعة أقمار الاستشعار عن بعد 17 قمرا صناعيا. هذا هو المكان الذي يجب ، أولاً وقبل كل شيء ، إنفاق أموال FKP-2025 - في تطوير الأقمار الصناعية للاتصالات والملاحة والاستشعار عن بعد والأرصاد الجوية ، بما في ذلك الأقمار الصناعية ذات الدقة المكانية العالية في جميع الأحوال الجوية ، وهو أمر مهم بشكل خاص لسيبيريا ، أقصى الشمال والقطب الشمالي والشرق الأقصى.
كما تظهر الحسابات الباليستية ، عند إطلاقها من قاعدة فوستوشني الفضائية ، ستضمن النسخة المُحسّنة من مركبة الإطلاق Angara-A5V المزودة بخاصية التبريد RB KVTK-V المطورة إطلاق حمولة تصل إلى 11,9 طنًا في مدار النقل الجغرافي وما يصل إلى 7,2 طن. في المدار الثابت بالنسبة للأرض ، وأيضًا إمكانية تنفيذ المرحلة الأولية من البرنامج المأهول على سطح القمر باستخدام مخطط الإطلاق الرباعي (انظر الشكل): إطلاقان مزدوجان لمركبة الإطلاق ، مما يوفر تسليمًا منفصلاً لمجمع الهبوط والإقلاع على سطح القمر (LLC) ومركبة النقل المأهولة (PTC) إلى المدار القمري مع الالتحام في مدار القمر الصناعي للقمر (AISL) والهبوط اللاحق لـ LPVK مع الطاقم على سطح القمر.
يتضمن الإطلاق المزدوج النموذجي إدخال حمولة في مسار باليستي كجزء من PTK أو LPVT وقاطرة صغيرة الحجم بين المدارات من الأوكسجين والكيروسين (MOB2) ، تم إنشاؤها على أساس DM RB ، والتي ستضمن الإدخال النهائي من الحمولة إلى مدار أرضي منخفض والالتحام اللاحق بزورق قطر ثقيل بين المدارات (MOB1) ، تم تطويره على أساس احتياطي RB KVTK. يتم إطلاق MOB1 بوزن إطلاق يزيد عن 38 طنًا وفقًا للمخطط مع إطلاق إضافي من خلال الإطلاق الثاني لمركبة الإطلاق Angara-A5V. بعد الالتحام في مدار أرضي منخفض والتشغيل التدريجي ، يتم إطلاق المركبة بين المدارات القمرية المجمعة أولاً في مدار بيضاوي للغاية باستخدام طاقة MOB1. بعد نفاد الوقود ، ينفصل الهيدروجين MOB1 ويكمل الكيروسين MOB2 تشكيل مسار المغادرة. علاوة على ذلك ، يضمن MOB2 تصحيح المسار على الرحلة إلى القمر ونقل الحمولة إلى المدار حول القمر. يوفر مشروع FKP-2025 العمل على هذه الأموال.
بالطبع ، مخطط الإطلاق المتعدد معقد للغاية ، فهو يتطلب أعلى تنسيق: يجب أن يعمل فريق الإطلاق في وقت واحد على قاذفتين ، مثل الساعة. تُظهر دراسات الجدوى الأولية أن الاستخدام في المرحلة الأولية من البرنامج المأهول على سطح القمر من مركبة منخفضة الجهد متعددة الأغراض مع حمولة زائدة من فئة 35 طنًا بدلاً من مركبة خفيفة ثقيلة للغاية بوزن 80 طنًا ستقلل من التكاليف المالية بأكثر من بترتيب من حيث الحجم ، ويمكن استخدام الموارد المحفوظة في مصالح تطوير الكوكبة المدارية للمركبة الفضائية المحلية ، الاجتماعية والاقتصادية ، والعلمية والغرض المزدوج.
فيما يتعلق باستخدام معززات الوقود الصلب (STU) كجزء من مركبة الإطلاق ، تجدر الإشارة هنا إلى أن محركات الصواريخ التي تعمل بالوقود الصلب (SRM) ليس لها مزايا فحسب ، بل لها عيوب أيضًا بالمقارنة مع LREs - دفعة دفع محددة انخفاض بنسبة ~ 10-30 في المائة ، وأسوأ وزن في التصميم ، وخطر الحريق والانفجار لإنتاج ومعدات شحن الوقود ، والقيود على وقت التشغيل ، والتحكم في الدفع ، وظروف درجة الحرارة أثناء بدء التشغيل ، والآثار الضارة لمنتجات الاحتراق على البيئة. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري مراعاة الزيادة بنسبة 30-40 في المائة في تكلفة مركبة الإطلاق بمحركات الصواريخ التي تعمل بالوقود الصلب مقارنة بقاذفة الصواريخ بمحركات الصواريخ التي تعمل بالوقود السائل والحاجة إلى استثمار أموال كبيرة في تطوير الإنتاج ، قاعدة تكنولوجية واختبار لإنشاء محركات صاروخية كبيرة الحجم تعمل بالوقود الصلب.
تمت دراسة استخدام محركات الصواريخ الكبيرة التي تعمل بالوقود الصلب كجزء من مركبة الإطلاق بشكل متكرر في المشاريع المحلية ، ولكن بالنظر إلى العوامل المذكورة أعلاه ، بناءً على نتائج مقارنة البدائل ، تم الاختيار دائمًا لصالح صاروخ محرك. تعتبر روسيا رائدة في تطوير وإنتاج محركات الصواريخ المسيرة ، والتي يتم شراؤها من قبل العملاء ، بما في ذلك العملاء من الولايات المتحدة. في مشروع FKP-2025 ، من المخطط أيضًا تطوير تقنية لإنشاء محرك صاروخي يعمل بالوقود الصلب للإطلاق بقوة دفع تبلغ حوالي 100 طن. جدوى استخدام محركات الصواريخ التي تعمل بالوقود الصلب في مركبات الإطلاق المتقدمة ، على سبيل المثال ، في نفس فينيكس ، سيتم تحديدها لاحقًا ، بناءً على نتائج تحليل مفصل.
في الختام: من الواضح أن مشروع FKP-2025 يمكن أن يستمر في التحسين ، ومع ذلك ، من حيث تطوير مركبات الإطلاق ، فإن هذه الوثيقة متوازنة تمامًا ، وتعكس الوضع الحقيقي للأمور وتحدد آفاق التنمية لهذه المنطقة حتى عام 2025 ، مع مراعاة الأولويات المحددة لأنشطة الفضاء والفرص المتاحة لتمويلها.
معلومات