; 
Елизавета Приставка Новостной редактор Елизавета Приставка Новостной редактор
NASA разработает ядерный двигатель для быстрого полета на Марс. Ракеты с ядерными двигателями будут более мощными и вдвое более эффективными, чем с химическими, которые используются сегодня. Рассказываем подробнее о разработке, как быстро она будет передвигаться и чем опасна.
Ядерный ракетный двигатель (ЯРД) — разновидность ракетного двигателя, которая использует энергию деления или синтеза ядер для создания реактивной тяги.
Традиционный ЯРД в целом представляет собой конструкцию из нагревательной камеры с ядерным реактором как источником тепла, системы подачи рабочего тела и сопла.
Рабочее тело (как правило — водород) подается из бака в активную зону реактора, где, проходя через нагретые реакцией ядерного распада каналы, разогревается до высоких температур и затем выбрасывается через сопло, создавая реактивную тягу.
Существуют различные конструкции ЯРД: твердофазный, жидкофазный и газофазный — соответствующие агрегатному состоянию ядерного топлива в активной зоне реактора — твердое, расплав или высокотемпературный газ (либо даже плазма).
ЯРД NERVA
Твердофазный ядерный ракетный двигатель
В твердофазных ЯРД (ТфЯРД) делящееся вещество, как и в обычных ядерных реакторах, размещено в сборках-стержнях (ТВЭЛах) сложной формы с развитой поверхностью, что позволяет эффективно нагревать газообразное рабочее тело (обычно — водород, реже — аммиак), одновременно являющееся теплоносителем, охлаждающим элементы конструкции и сами сборки.
Температура нагрева ограничена температурой плавления элементов конструкции (не более 3000 К). Удельный импульс твердофазного ЯРД, по современным оценкам, составит 850–900 с, что более чем вдвое превышает показатели наиболее совершенных химических ракетных двигателей.
Наземные демонстраторы технологий ТфЯРД в ХХ веке были созданы и успешно испытаны на стендах (программа NERVA в США, РД-0410 в СССР).
ТфЯРД
Газофазный ядерный ракетный двигатель
Газофазный ядерный реактивный двигатель (ГЯРД) — концептуальный тип реактивного двигателя, в котором реактивная сила создаётся за счёт выброса теплоносителя (рабочего тела) из ядерного реактора, топливо в котором находится в газообразной форме или в виде плазмы. Считается, что в подобных двигателях удельный импульс составит 30–50 тыс. м/с.
Перенос тепла от топлива к теплоносителю достигается в основном за счет излучения, большей частью в ультрафиолетовой области спектра (при температурах топлива около 25 000 °C).
Ядерный импульсный двигатель
Атомные заряды мощностью примерно в килотонну на этапе взлета должны взрываться со скоростью один заряд в секунду. Ударная волна — расширяющееся плазменное облако — должна была приниматься «толкателем» — мощным металлическим диском с теплозащитным покрытием и потом, отразившись от него, создать реактивную тягу.
Импульс, принятый плитой толкателя, через элементы конструкции должен передаваться кораблю. Затем, когда высота и скорость вырастут, частоту взрывов можно будет уменьшить. При взлете корабль должен лететь строго вертикально, чтобы минимизировать площадь радиоактивного загрязнения атмосферы.
В США космические разработки с использованием импульсных ядерных ракетных двигателей осуществлялись с 1958 по 1965 год в рамках проекта «Орион» компанией «Дженерал Атомикс» по заказу ВВС США.
По проекту «Орион» проводились не только расчеты, но и натурные испытания. Летные испытания моделей летательного аппарата с импульсным приводом (для взрывов использовалась обычная химическая взрывчатка).
Космический корабль проекта «Орион», рисунок художника
Были получены положительные результаты о принципиальной возможности управляемого полёта аппарата с импульсным двигателем. Также для исследования прочности тяговой плиты проведены испытания на атолле Эниветок.
Во время ядерных испытаний на этом атолле покрытые графитом стальные сферы были размещены в 9 м от эпицентра взрыва. Сферы после взрыва найдены неповрежденными, тонкий слой графита испарился (аблировал) с их поверхностей.
В СССР аналогичный проект разрабатывался в 1950–1970-х годах. Устройство содержало дополнительные химические реактивные двигатели, выводящие его на 30–40 км от поверхности Земли. Затем предполагалось включать основной ядерно-импульсный двигатель.
Основной проблемой была прочность экрана-толкателя, который не выдерживал огромных тепловых нагрузок от близких ядерных взрывов. Вместе с тем были предложены несколько технических решений, позволяющих разработать конструкцию плиты-толкателя с достаточным ресурсом. Проект не был завершен. Реальных испытаний импульсного ЯРД с подрывом ядерных устройств не проводилось.
Ядерная электродвигательная установка
Ядерная электродвигательная установка (ЯЭДУ) используется для выработки электроэнергии, которая, в свою очередь, используется для работы электрического ракетного двигателя.
Подобная программа в США (проект NERVA) была свернута в 1971 году, но в 2020 году американцы вновь вернулись к данной теме, заказав разработку ядерного теплового двигателя (Nuclear Thermal Propulsion, NTP) компании Gryphon Technologies для военных космических рейдеров на атомных двигателях для патрулирования окололунного и околоземного пространства, также с 2015 года идут работы по проекту Kilopower.
С 2010 года в России начались работы над проектом ядерной электродвигательной установки мегаваттного класса для космических транспортных систем (космический буксир «Нуклон»). На 2021 год ведется отработка макета; к 2025 году планируется создать опытные образцы данной ядерной энергоустановки; заявлена плановая дата летных испытаний космического тягача с ЯЭДУ — 2030 год.
Мощность
По оценкам А. В. Багрова, М. А. Смирнова и С. А. Смирнова, ядерный ракетный двигатель может добраться до Плутона за 2 месяца и вернуться обратно за 4 месяца с затратой 75 тонн топлива, до Альфы Центавра за 12 лет, а до Эпсилона Эридана за 24,8 года.
Ядерный двигатель опасен?
Основным недостатком является высокая радиационная опасность двигательной установки:
- потоки проникающей радиации (гамма-излучение, нейтроны) при ядерных реакциях;
- вынос высокорадиоактивных соединений урана и его сплавов;
- истечение радиоактивных газов с рабочим телом.
Использование открытия российских ученых в гражданском секторе тесно связано с безопасностью ядерной силовой установки. Нужно было обеспечить безопасность его выхлопа.
Защита малогабаритного ядерного двигателя меньше, чем у большего по размерам, поэтому нейтроны будут проникать в «камеру сгорания», тем самым с некоторой вероятностью делая радиоактивным все вокруг.
Азот и кислород имеют радиоактивные изотопы с малым временем полураспада и не опасны. Радиоактивный углерод вещь долгоживущая. Но есть и хорошие новости.
Радиоактивный углерод образуется в верхних слоях атмосферы под действием космических лучей. Но главное, концентрация углекислого газа в сухом воздухе составляет всего 0,02÷0,04%.
Учитывая же, что процент углерода, становящийся радиоактивным, величина еще на несколько порядков меньшая, предварительно можно считать, что выхлоп ядерных двигателей не более опасен, чем выхлоп ТЭЦ, работающей на угле.
Собираются ли использовать ядерный двигатель для новейших полетов в космос?
Да, в начале февраля стало известно, что NASA проведет тестирование новейшего ядерного двигателя для полетов на Марс. Ожидается, что с его помощью можно будет добраться до Красной планеты всего лишь за три месяца.
- В последние годы ученые и инженеры NASA и других космических агентств мира активно обсуждают планы по постройке постоянных обитаемых баз на поверхности Луны и Марса.
- Главным ключом к обеспечению их автономности и удешевлению постройки специалисты NASA считают технологии трехмерной печати, позволяющие использовать воду и местные ресурсы — почву, горные породы и газы из атмосферы — для постройки зданий базы прямо на месте.
- Подобные принтеры, как показывают опыты на борту МКС и на Земле, позволяют напечатать почти все необходимое для жизни колонистов на Марсе, за исключением одного, самой главного компонента базы — источника питания, чья мощность была бы достаточной для обеспечения работы самого 3D-принтера, а также питания и обогрева всей базы.
- В рамках подготовки NASA к высадке на Марс в 2035 г. американская компания Ultra Safe Nuclear Technologies (USNT) из Сиэтла предложила свое решение — ядерный тепловой двигатель (NTP)
- Каким будет ядерный двигатель?
USNT предлагает классическое решение — ядерный двигатель с использованием сжиженного водорода в качестве рабочего тела: ядерный реактор вырабатывает тепло из уранового топлива, эта энергия нагревает жидкий водород, проходящий по теплоносителям, который расширяется в газ и выбрасывается через сопло двигателя, создавая тягу.
Одна из основных проблем при создании такого типа двигателей — найти урановое топливо, которое может выдерживать резкие колебания температуры внутри двигателя. В USNT утверждают, что решили эту проблему, разработав топливо, которое может работать при температурах до 2 400 градусов Цельсия.
- Топливная сборка содержит карбид кремния: этот материал, используемый в слое триструктурально-изотропного покрытия, образует газонепроницаемую преграду, препятствующую утечке радиоактивных продуктов из ядерного реактора, защищая космонавтов.
- Кроме того, для защиты экипажа и на случай непредвиденных ситуаций ядерный двигатель не будет использоваться во время старта с Земли — он начнет работу уже на орбите, чтобы минимизировать возможные повреждения в случае аварии или нештатной работы.
- Читать далее
- Посмотрите на изображение Марса из 8 триллионов пикселей
- Аборты и наука: что будет с детьми, которых родят
- Ученые объяснили, почему растение вольфия является самым быстрорастущим
Американцы разработали собственный ракетный двигатель
США избавляются от российской зависимости в космической сфере. Вчера, 5 июля, портал defenseworld.net сообщил о том, что компания Blue Origin передала заказчику первый двигатель BE-4 для ракеты Vulcan Centaur.
Ракетный двигатель BE-4 является аналогом российского РД-180, который используется американцами для вывода на орбиту своих спутников.
На протяжении долгого времени все космические пуски для нужд ВВС США осуществляла компания United Launch Alliance (ULA), созданная корпорациями Lockheed Martin и Boeing, использовавшая в своих ракетах российские двигатели.
Конкуренция со стороны SpaceX и антироссийские санкции вынудили ULA искать нового поставщика двигателей.
Ракетный двигатель BE-4 defenseworld.net
Эксперт космической отрасли Иван Моисеев, ранее занимавший должность научного руководителя Института космической политики, в комментарии информационному агентству «Интерфакс», рассказал, что создание в США аналога ракетных двигателей РД-180 может лишить Россию внешнего рынка в космической сфере.
«Мы уже потеряли рынок запусков на Протонах спутников на геостационарную орбиту, у нас нет контрактов, и не предвидится. Это было процентов 40 наших зарубежных доходов. Потом мы потеряли рынок пилотируемых запусков на МКС, контрактов дальнейших тоже нет, мы подписываем последний, по всей видимости. Это ещё процентов 40.
И вот последний удар, это процентов 10, наверно — потеря продаж двигателей РД-180», — рассказал Моисеев.
Ракетный двигатель РД-180 defenseworld.net
Ракета-носитель Vulcan Centaur должна стать преемницей Atlas-5, в которой используются двигатели РД-180. С 1999 года в США было поставлено порядка 116 двигателей РД-180.
В последние годы Конгресс неоднократно призывал ВВС США отказаться от их использования из-за санкций против России.
Контракт на разработку нового ракетного двигателя между ULA и Blue Origin был подписан в 2014 году, а первый пуск Vulcan Centaur запланирован на 2021 год.
Аналогов нет: американцы будут летать в космос на российских двигателях ещё 10 лет
Аналитики американского конгресса считают, что Соединённым Штатам не удастся найти альтернативу российскому ракетному двигателю РД-180 как минимум до 2030 года. К такому выводу специалисты пришли, проанализировав состояние программы космических запусков в интересах национальной безопасности.
По их мнению, производство похожего американского аппарата предполагает технические и плановые риски.
Тем временем в Пентагоне заявляют, что к 2022 году Штатам удастся полностью «уйти от зависимости» от РД-180.
Как пояснили RT эксперты, в США уже несколько лет ведутся разработки собственного двигателя, однако на данный момент достичь показателей эффективности и надёжности российского аппарата не удалось.
По мнению аналитиков, переход к альтернативному двигателю или ракете-носителю американского производства не обойдётся без технических, программных или организационных рисков. Достичь эффективности и надёжности, какими обладает РД-180, вряд ли удастся до 2030 года, считают в исследовательской службе.
«Даже в случае плавного и осуществлённого точно по графику перехода от РД-180 к другим двигателям или ракетам-носителям вполне вероятно, что показатели результативности и надёжности, достигнутые на данный момент при использовании РД-180, удастся воспроизвести лишь гораздо позднее 2030 года», — говорится в докладе.
Число успешных последовательных пусков у РД-180 с 2000 года достигло примерно 81, уточняют исследователи. Они совершались в области гражданской и коммерческой космонавтики, а также в сфере обеспечения национальной безопасности Штатов.
Напомним, что РД-180 производит научно-производственное объединение «Энергомаш». Соединённые Штаты используют российский двигатель для разгона первой ступени одноразовой двухступенчатой ракеты-носителя Atlas V, которая выводит в космос военные спутники ВВС США и научно-исследовательские аппараты NASA.
Впервые договор о поставках аппарата был заключён ещё в 1997 году, а затем неоднократно продлевался. В 2016 году сенат США согласовал закупку 18 ракетных двигателей до 2022 года.
Однако по окончании этого срока Вашингтон планирует отказаться от РД-180. В апреле прошлого года об этом заявил глава космического командования ВВС США Джон Реймонд. «Наша стратегия по запускам работает. У нас 76 из 76 удачных запусков. На 24% сокращены затраты с 2012 года. Мы движемся в рамках намеченного плана в вопросе ухода от зависимости от РД-180», — сказал он.
Более того, в 2019 году Пентагон ввёл запрет на сотрудничество с Россией и рядом других стран при космических пусках. Ограничения распространяются в отношении спутников, а также пусковых установок для их запуска. Решение военного ведомства вступит в силу 31 декабря 2022 года.
В «Роскосмосе» такой шаг назвали недобросовестной конкуренцией. По мнению госкорпорации, власти США разрушают двусторонние отношения стран в космической отрасли и лишают американские компании возможности работать с РФ.
«Фактически это попытка лишить американских производителей возможности работать с российской ракетно-космической отраслью, искусственно ограничить использование российских средств выведения на международном рынке.
Пентагон хочет разрушить то, что с таким трудом создано и поддерживается в российско-американских отношениях в области космоса», — сообщается в заявлении «Роскосмоса».
Впрочем, в исследовательской службе конгресса подчёркивают, что ВВС США предвидят ряд серьёзных проблем, связанных с отказом от российских двигателей и переходом к конкурентному рынку космических запусков. В частности, речь идёт о недавнем решении предприятия United Launch Alliance вывести из эксплуатации ракету-носитель Delta IV Medium. Её использовали для запусков самых тяжёлых военных спутников.
Опасения вызывает и тот факт, что теперь единственным поставщиком, отвечающим требованиям нацбезопасности, остаётся компания SpaceX. Кроме того, ограничения на закупку РД-180, действующие во время переходного периода, могут затронуть график пусков Atlas V.
Как пояснил RT руководитель Института космической политики Иван Моисеев, на данный момент в мире нет аналогов российскому РД-180. Он отметил, что решение Вашингтона отказаться от двигателя в дальнейшем, скорее всего, окажется невыгодным.
«РД-180 — очень хороший двигатель, он в своём классе тяжёлых двигателей „кислород — керосин“ является лучшим в настоящий момент.
РД-180 стал основателем целого семейства двигателей, которые сейчас активно используются у нас и продаются в Штаты. Для американцев было бы выгодно строить свои новые ракеты также на базе нашего двигателя», — считает Моисеев.
По его мнению, имеющихся у США запасов РД-180 может хватить на запуски как раз до 2030 года.
По данным НПО «Энергомаш», в прошлом году американской стороне было передано шесть двигателей. Кроме того, шесть двигателей РД-180 планируется отправить в США в 2020 году.
- Американские специалисты принимали участие в создании РД-180 в 1990-е годы и даже получили часть документов, но разработать собственный двигатель с такими же характеристиками им не удалось, рассказал военный эксперт Алексей Леонков.
- «Американский двигатель проигрывал российскому по многим показателям примерно в два раза», — добавил он.
- При этом Леонков напомнил, что в последние годы Штаты уже несколько раз заявляли о планах отказаться от РД-180, но этого так и не произошло.
«США это решение принимали и раньше, планировали отказать к 2018 году, потом к 2019, 2020, а теперь к 2022-му. Цифра всё время смещается в надежде, что у них появится свой достаточно дешёвый и надёжный аналог.
Сроки проходят, а без наших двигателей никуда. Посмотрим, что будет на этот раз», — сказал эксперт.
Здание Пентагона AFP
Политическое решение
Поиск альтернативы РД-180 начался в США в 2015 году, пишут аналитики конгресса. Поводом для активизации процесса послужила реакция Москвы на американские санкции после событий на Украине.
- «Негативная реакция России на санкции, введённые США в 2014 году в связи с её действиями на Украине, усугубила и без того серьёзную проблему и усилила давно укоренившуюся внутреннюю обеспокоенность по поводу зависимости США от российского ракетного двигателя (РД-180), которым оснащена одна из основных ракет, используемых для критических важных космических запусков, осуществляемых в интересах национальной безопасности», — сообщается в материале.
- Напомним, Вашингтон ограничил сотрудничество с Москвой из-за конфликта на юго-востоке Украины и воссоединения Крыма с РФ.
- Как указывают исследователи, после якобы «нападения» России на Украину Соединённые Штаты ввели санкции против ряда российских физических и юридических лиц, включая главу «Роскосмоса» Дмитрия Рогозина.
В ответ в РФ заявили о возможной отмене поставок РД-180. В докладе приводится цитата гендиректора госкорпорации о том, что Москва не сможет поставлять двигатели в США, если не получит гарантии, что они используются исключительно в гражданских целях. Такая реакция вызвала беспокойство в экспертных кругах.
«У многих наблюдателей нарастала обеспокоенность тем, что Россия могла внезапно ввести полный запрет на экспорт данного двигателя в США или же в некоторой степени ограничить экспорт продукции военного назначения», — отмечают сотрудники исследовательской службы.
Примечательно, что в 2014 году США попытались ввести запрет на закупку РД-180, но вскоре отказались от этой идеи, потому что не смогли найти замену.
Бывший астронавт, член комитета сената по делам вооружённых сил Билл Нельсон пояснил, что поспешный отказ от российского двигателя способен поставить под удар национальную безопасность Соединённых Штатов.
В том же 2014 году Пентагон сформировал комиссию, чтобы решить вопрос о возможной утрате РД-180, подчёркивается в докладе. Та порекомендовала не организовывать совместное производство аппарата в США, а потратить $141 млн на разработку нового американского двигателя к 2022 году.
Как стало известно ранее, ВВС США опубликовали тендер на разработку систем, которые обеспечат стране гарантированный доступ в космос и позволят отказаться от РД-180 «несоюзнического производства».
По мнению Ивана Моисеева, отказ США от РД-180 — это политическое решение. Похожий метод Вашингтон использовал во времена холодной войны.
«Отказ Пентагона сотрудничать с фирмами, которые работают по контракту с Россией, является следствием напряжённой обстановки между двумя государствами, результатом санкций. Здесь есть политическая составляющая.
Это уже было во времена СССР, когда США запретили поставку в Советский Союз своих спутников и любых других, где есть американские комплектующие. До 1995 года мы фактически не занимались коммерцией в космосе», — сказал собеседник RT.
Сотрудники во время сборки ракетного двигателя РД-180 РИА Новости © Сергей Гунеев
Неоспоримое преимущество
В настоящий момент разработкой американской версии ракетного двигателя занимаются несколько частных компаний.
Например, Blue Origin, которая принадлежит владельцу Amazon Джеффу Безосу, работает над созданием BE-4. Двигатель предназначен для ракеты-носителя Vulcan. Предполагается, что в будущем она заменит Atlas V, однако старт новой ракеты пока не был произведён.
Разработки ведёт также SpaceX Илона Маска. Компания взяла на себя обязательство вывести на орбиту в 2020 году военный спутник AFSPC-52 при помощи тяжёлой ракеты Falcon Heavy.
Помимо этого SpaceX создаёт двигатель Raptor, который будет использован для ракеты Starship. По мнению Маска, изобретение его компании превзошло РД-180, так как давление в камере сгорания двигателя достигло 268,9 бар (у РД-180 — 266,7 бар).
Однако, как пояснял главный конструктор НПО «Энергомаш» Пётр Лёвочкин, сравниваемые двигатели служат для ракет с разными топливными системами. Raptor работает на кислороде и метане, а РД-180 — на кислороде и керосине. Это всё равно, что сопоставлять дизельный и бензиновый двигатели, заметил он.
«Господин Маск, не будучи техническим специалистом, не учитывает, что в двигателе РД-180 для ракеты-носителя Atlas используется совершенно другая топливная схема — „кислород — керосин“, а это иные параметры работы двигателя», — прокомментировал Лёвочкин.
Между тем Дмитрий Рогозин, комментируя высказывание Маска, заключил, что у РД-180 нет конкурентов.
«Хочу сказать, что дай бог им удачи создать двигатель лучше, чем у нас. Пока не получится, Россия в этой части номер один в мире», — сказал он.
Военный эксперт Алексей Леонков напомнил, что на сегодняшний день все американские космические программы по освоению дальнего космоса и вывода на геостационарные орбиты связаны с российскими двигателями. Этим доказывается их преимущество перед остальными аппаратами.
«Скоро в США будут запускать более дорогой BE-4 или Falcon Heavy. Если бы они были выгоднее, чем российские двигатели, то американцы давно бы отказались от наших в пользу своих разработок», — заключил эксперт.
Решать вам: Россия предложила Турции недвусмысленный выбор
Юлия Гуреева, Кирилл Горшенин
Правда ли американцы до сих пор летают в космос на наших двигателях?
Под каждой публикацией о достижениях в ракетостроении, тем более, когда речь о ракетных двигателях, не меньше десятка комментариев, как под копирку сообщают, что «американцы до сих пор летают на наших двигателях».
В данном случае, речь всегда о РД-180 и, иногда, РД-181. Люди здесь, как правило, пускаются в крайности, но всё куда более прозаично.
NASA от ВВС получило почти бесплатно 100 ракет-носителей, так как их изготовление было оплачено Пентагоном.
Чтобы модернизировать их для доставки полезной нагрузки в космос, в 1995 году General Dynamic объявила тендер на разработку двигателя для этих РН семейства «Атлас», победу в котором одержало НПО «Энергомаш» (сегодня АО «НПО Энергомаш»), предложив самую низкую цену.
Руководство НПО «Энергомаш» можно понять в стремлении любыми способами получить контракт — в середине 90-х предприятия буквально выживали. Ну а тут не то, чтобы очень сложная задача (для специалистов, конечно) — взять готовый советский РД-170 и «уполовинить» его — за хорошие деньги.
Таким образом, фраза «до сих пор летают на наших двигателях» не имеет никакого смысла, так как РД-180 был создан в рамках конкретного проекта для определённой ракеты-носителя.
Да используется этот двигатель лишь на первой ступени, в то время как на двух других стоят американские RL-10A-4-2. РД-181 — это вообще лишь экспортная модификация РД-193 для РН «Антарес», так что тут всё ещё проще.
Да и странно так говорить, ведь в 2020 году американцы «Атлас-5» пускали 5 раз, а «Антарес» дважды при общем количестве пусков 37.
Да, РД-180 — российский двигатель, созданный на основе советских разработок, тут и спорить не о чем, но создавался он с самого начала по заказу американцев и для американских ракет-носителей.
Следующим пунктом в этой истории идёт тот факт, что «американцы не смогли его повторить, имея всю документацию». Ну конечно. Этот двигатель настолько не похож на любой другой, что, имея документацию, и, собственно, сам двигатель, его не смогли воспроизвести на собственном производстве. В это действительно кто-то верит?
Дело в том, что никто не собирался его повторять. РД-180 позволил NASA максимально удешевить вывод полезной нагрузки на ракетах-носителях, за производство которых, напомню, оно не платило, благодаря тому, что российское предприятие демпинговало цену, чтобы точно заполучить контракт.
На минуточку, согласно открытым данным, в 2008—2009 годах чистый убыток «НПО Энергомаш» от поставок РД-180 в США составил 880 миллионов рублей, или почти 68% всех убытков предприятия.
Счётная палата России выявила, что двигатели продавались только за половину стоимости затрат на их производство.
С 2014 года новых контрактов не заключалось и все поставки ведутся по старым. Более того, наш двигатель не отвечает новым экологическим стандартам, из-за чего его точно не собираются «повторять».
В качестве замены РД-180 Aerojet Rocketdyne работают над двигателем AR1, который можно будет установить на РН «Атлас-5» без особых доработок самой ракеты.
Ну а Blue Origin разрабатывает принципиально новый двигатель BE-4, работающий на метане.
При этом, не сто́ит забывать о том, что на данный момент все 92 пуска за 20 лет эксплуатации РД-180 являются успешными.
Да, это повод для гордости, который, тем не менее, не должен перерастать в торможение развития, обретая масштаб общегосударственной истерии. Этот двигатель, по большому счёту, произведён на основе разработок страны, которой уже нет.
Если уж на то пошло, то по-настоящему хорош он был именно в своё время. Сегодня было бы неплохо создавать что-то действительно новое.
Подписывайтесь на S&F, канал в Telegram и чат для дискуссий на научные темы.
В сша создали первый ракетный двигатель. чем это грозит россии?
Прошли годы исследований, и американцы заявили, что зависимость от России в прошлом. Именно так эксперты в США рассматривали поставки российских ракетных двигателей РД-180, аналогов которым в мире нет.
фото: твиттер, @JeffBezos
РД-180 сейчас используются в основной ступени американской ракеты Atlas 5, за что отрасль в США постоянно подвергается нападкам местных политических деятелей.
Работа по «импортозамещению» шла два года. И вот частная компания Blue Origin, которая занималась разработкой, показала первый двигатель миру. Фото выложили в «Твиттере». Двигатель готовится пройти огневые испытания. Если все сложится хорошо и соответствие заданным параметрам подтвердят, то будет подписан контракт на массовую поставку данных двигателей вместо российских РД-180.
Кстати, ранее были названы причины, по которым США не стоит стремиться как можно скорее избавиться от РД-180. В частности, стоимость запуска ключевых спутников вырастет в разы.
Напомним, поставки двигателей РД-180 были прекращены конгрессом из-за событий вокруг Украины, однако в мае 2015 года по просьбе Пентагона импорт двигателей возобновился. РД-180 используются в первой ступени американских ракет Atlas, и до настоящего момента промышленность США не производила аналогов.
Как возможный отказ от наших ракетных двигателей отразится на России? И способны ли США технически осуществить задуманное? За комментарием «Правда.Ру» обратилась к Алексею Леонкову, военному эксперту журнала «Арсенал Отечества» и специалисту в области применения Военно-космических сил.
Мы потеряли козырь? Американцы теперь смогут обходиться без нас в аэрокосмической индустрии?
История с РД-180 была сильно политизирована, ей придавали огромное значение. И такая индустриальная держава как США, конечно, с таким положением мириться никогда не собиралась.
Тихо, без особых реклам они создавали собственную ракету «Дельта-4», которая по своей комплектации похожа на нашу «Ангару». То есть она может быть легкой, может быть тяжелой, и произвели несколько успешных запусков как на околоземную орбиту, так и на геостационарную орбиту.
Все запуски у нее прошли успешно. При этом на этой ракете стояли американские двигатели, которые американцы сами разрабатывали, сами создавали.
Понятное дело, что во время запусков подобного рода ракет проходила определенного рода отработка тех или иных технологий, которые позволят американцам создать двигатель более мощный, чтобы его ставить на ракеты типа «Атлас-5», на которые раньше шли российские РД-180. И предпосылки и сигналы к тому, что вскоре американцы откажутся от нашего технического участия, уже были.
Американцы сейчас вкладывают в так называемый коммерческий космос: это компания Virgin, это тот же Space X, который создает различного рода носители. То есть и там, и там проходят определенные научно-технические разработки в интересах одного заказчика, которого мы все знаем: это NASA.
Судя по программам, которые NASA сейчас развивает, у него достаточно широкие планы, и тяжелые ракеты, для которых предназначался РД-180, как раз участвуют во всех этих программах: это лунная программа, это программа марсианская, это программа дальнего космоса.
И полностью зависеть от российских ракет им было явно не с руки.
Помимо того, на ракете «Атлас-5» американцы отрабатывают новый вид выведения — авиационно-космическую систему. У них сейчас в космосе продолжает орбитальный полет комплекс Х37В.
Это так называемый демонстратор технологий, прототип будущей авиационно-космической системы, которая первоначально предполагала, что будет выводиться на орбиту с помощью ракеты, а садиться самолетом. Как раньше это делал Space с «шаттлом».
Только «птичка» меньше размером, поэтому и проще выводить.
В последующем американцы собираются осуществлять с помощью самолетов. Это самолет-разгонщик, как у нас раньше была такая система работы «Спираль». Вот такие программы. То есть американцы космос не оставляли. И поэтому то, что произошло, является следствием того, что они какие-то работы ведут.
Но вопрос состоит в следующем: технически осуществимо ли это? Дело в том, что после смерти Вернера фон Брауна, который был разработчиком всех ракет и всех двигателей к ним, космическая программа США в определенный момент застопорилась.
И поэтому они на определенном этапе пошли на сотрудничество с Россией по поставке именно двигателей и осуществлению доставки экипажей на Международную космическую станцию.
Последняя тяжелая известная ракета «Сатурн-5» — это та самая ракета, которая, по словам американцев, доставила их экипажи на Луну, и они когда-то выполнили свою лунную программу. Это была очень дорогая ракета. Там запуск стоил несколько миллиардов долларов.
И после этого информация о том, что будет дальнейшее развитие именно двигателей, замалчивалась. Поэтому то, что они сейчас продемонстрировали, — хорошо для них.
С другой стороны, надо понять, а действительно ли они могут желаемое выдать за действительное. Существует ли новый двигатель в металле — и где он опробован? Нарисовать ту или иную 3D-модель — это сейчас сможет любой студент с соответствующим образованием, в 3D-технологиях все это изобразить.
И настолько это будет фотографично, что только специалисты поймут, что это на самом деле компьютерная графика. А в качестве спецэффектов американцы, конечно, впереди планеты всей.
Другое дело, что после картинки должны последовать данные об установке таких двигателей на ракеты и успешных запусках. То, то они показали, это только начало пути.
Вот когда они запустят, и как минимум 10 запусков будут успешны, тогда можно говорить, что это двигатель, который они сегодня показали, является тем самым альтернативным ответом РД-180. А пока какие-то далеко идущие выводы здесь явно преждевременны.
Резюмируя, отмечу, что программа, которая была по РД-180, которую заключали с нами американцы, скорее всего будет выполнена до конца. И если вдруг испытания этого двигателя, который спроектировали американцы, пройдут, то у РД-180 будет продолжаться безоблачное будущее.
Но не стоит строить иллюзий и ждать у моря погоды. Нашему «Роскосмосу» нужно самостоятельно двигать собственные программы и развивать собственную космонавтику.
Все полученные средства от этой программы вкладывать в собственные разработки и традиционно стараться опережать американцев на один, два шага или на несколько десятков лет.
США хотят избавиться от зависимости от России в космосе
Редакция Правда.Ру, Куратор: Владимир Губарев
Последний «космический» козырь России бит: Американцы нашли замену двигателю РД-180
Свободная прессаСвободная пресса
В то же время Конгресс США осторожничает, опасаясь перебоев в космической программе, хотя и предписывает НАСА и национальным ВВС прекратить к 31 декабрю 2022 года запуск американских военных спутников на ракетах, использующих российский двигатель.
С одной стороны, ракета Atlas 5, собираемая компанией United Launch Alliance (ULA), совместным предприятием Lockheed Martin и Boeing, получила репутацию рабочей лошадки, которая еще ни разу не подводила, с другой – США опасаются ответных мер Москвы по запрету поставок РД-180. В любом разговоре или публикации о будущей программе космических пусков американцы всегда вспоминают об опасной зависимости.
Сегодня в США к решению задачи по замене двигателя РД-180 подключены четыре компании: ULA, Northrop Grumman, и два относительно новых игрока – SpaceX Илона Маска и Blue Origin Джеффа Безоса.
Две из них получат контракты с государством на 25 запусков по цене от $100 млн. до $150 млн. за миссию. Проигравшие окажутся в тяжелейшем положении и, возможно, уйдут с рынка.
Таким образом, Конгресс США стимулирует достаточно жесткую конкуренцию.
Все зависит от того, кто предложит наиболее эффективное решение.
Тодд Харрисон, директор проекта аэрокосмической безопасности в Центре стратегических и международных исследований, комментируя стоящие перед «четверкой» задачи отметил: «До недавнего времени никто в США не мог разработать камеру, которая могла бы выдерживать такое высокое давление, как РД-180. Русские делают невероятно хороший ракетный двигатель».
По его словам, Пентагон был очень доволен продукцией «Энергомаша», поскольку космическая программа работала как часы, благодаря именно движку РД-180. С 2006 по 2013 год ULA имела фиксированные контракты с американскими военными на общую сумму около $1 млрд. в год, независимо от того, сколько ракет она запустила.
Илон Маск после нескольких неудачных запусков своей первой ракеты произвел успешный пуск в 2008 году. Сразу же компания выиграла контракт на коммерческие грузовые перевозки с НАСА.
В течение следующих нескольких лет Маск начал разработку Falcon 9, гораздо более мощного носителя, который, по его мнению, может соперничать с Atlas 5.
То, с какой легкостью компания Маска SpaceX получила первые заказы, говорит, что зависимость США от РФ в области космических двигателей не нравилась Вашингтону задолго до Крымской весны.
Безусловно, SpaceX попытается «протащить» ракету Falcon 9 в новое соглашение с НАСА и ВВС США, тем не менее, шансы Маска невелики, поскольку носитель столкнулся с проблемами сертификации. Антироссийская риторика Илона направлена только на то, чтобы поднять свой авторитет среди тамошних профессионалов.
Уже не секрет, что фаворитом во внутриамериканской космической гонке является ракета Vulcan Centaur с двигателем BE-4 компании Blue Origin. Её гендиректор Тори Бруно уже поспешил поздравить себя и свою фирму с победой.
Если BE-4 и впрямь способна выдавить РД-180 и РД-181 (используется на ракете Antares компании Northrop Grumman), то «Энергомаш» потеряет до половины годовой выручки, что, безусловно, поставит лидера российской космической отрасли в число дотируемых бюджетом предприятий.
В то же время, по американским источникам, НАСА и ВВС США, выбрав BE-4, будут переплачивать больше, чем вдвое по сравнению с силовой установкой «Энергомаша».
К тому же само детище Blue Origin по техническим характеристикам существенно проигрывает РД-180, в частности, давление в камере в 2 раза меньше (132 атм против 253,3 атм), а тяга существенно слабее (249.52 тс против 390,2 тс).
На ракету Vulcan Centaur будут ставить два движка, надежность которых не подтверждена практикой. Об этом чуть позже.
Любопытно: а как все это согласуется с реальной конкуренцией? Помнится, когда закрывали программу самолетов Ту-154, и заодно все наше гражданское самолетостроение, российские либералы из «гнезда Гайдара» на каждом углу кричали, что наш самолет не имеет перспектив, так как потребляет больше горючего. Только вряд ли сегодня «рыночник» Анатолий Чубайс поедет в США доказывать заокеанским законодателям, что только «невидимая рука рынка» должна решить, чей двигатель лучше: РД-180 или BE-4.
Но эмоции в сторону.
В Вашингтоне на фоне «победы BE-4» началась словесная война между председателем Комитета по вооруженным силам Палаты представителей Адамом Смитом и Военно-воздушными силами в лице министра Уилсон Хизер.
Она торопит с контрактом, согласно которому ВВС в период с 2022 по 2026 финансовый год купят примерно 25 пусков, заплатив около миллиарда в год. При этом победитель получит 60% миссий, а «серебряный призер» — 40%.
Предметом яростного спора является положение об использовании резервного космического транспорта, если разработанные новые ракеты двух выбранных поставщиков не оправдают надежд американских ястребов.
Горячая женщина-генерал Хизер требует навсегда отказаться от РД-180, но более осторожный Смит, который заявил, что «знает больше, чем некоторые» предложил оставить Atlas 5 в качестве запасного игрока.
Кстати, уже сделана поправка, что «если контракты будут заключены до 31 декабря 2022, то полеты Atlas 5 могут быть разрешены в 2023-2024 годах.
Источник в НАСА пояснил изданию Foreign Policy, что компании SpaceX и Blue Origin рассматривают это положение как «аварийный люк, который выводит ULA из любого риска» и дает компании значительное преимущество перед остальными конкурентами на внутреннем рынке. Илон Маск и Джефф Безос уже назвали данную позицию властей «подлой», так как Соединенные Штаты, раструбив всему миру, что сделают аналог РД-180, по-прежнему будут использовать русский двигатель, как палочку-выручалочку.
Как бы ни развивались события в США вокруг нашего движка РД-180, американцы дают нашим властям и «западникам» хороший урок: даже если свои продукты уступают по характеристикам импортным аналогам, они намного лучше, хотя бы, потому что являются отечественными. Тем, кто с пеной у рта хвалит все «забугорное», следует поучиться у «коллег из США» тому, как надо защищать национальный рынок и местных производителей.
На вопрос, состоялось ли импортозамещение в Соединенных Штатах продукции «Энергомаша», можно смело ответить: состоялось.
Но выиграла ли Россия, продавая своему прямому противнику высокотехнологический двигатель? Безусловно, нет. Американцы получили почти 8 лет, начиная с августа 2014 года до конца 2022 года, чтобы создать BE-4.
И все это время развивали свою военную космическую программу, направленную, к слову, против нас.
Если бы Москва ввела ответные санкции и запретила бы поставки РД-180, даже ценой субсидирования отечественного двигателестроителя, то за океаном начались бы спешка, нервозность и даже истерика, что, безусловно, привело бы к катастрофам и отрицательно сказалось бы программах НАСА и ВВС США. Ведь даже сейчас заокеанские конгрессмены оставили «запасной люк», явно не уверенные в качестве своих силовых установок.
Новости с орбиты: Во время обследования обратной стороны Луны сделано открытие
Космическая одиссея: Go SpaceX: США ползут в большой космос
Загрузка...
