15 мая 1987 года с космодрома Байконур стартовала сверхтяжелая ракета Энергия с космическим кораблем Буран на борту. Лебединая песня советской космонавтики завершилась очередным технологическим прорывом, который был уничтожен политической ситуацией 1990-ых годов в России. Историю успеха и особенности технического прорыва в строительстве многоразовых космических кораблей читайте в статье: Буран — вершина советской инженерной мысли. В этом материале сравним сверхтяжелую ракету Энергия и современный аналог Енисей (запуск планируется в 2028 году).
Упрощенные характеристики ракеты Энергия
Разработчик: НПО «Энергия»
Изготовитель: завод «Прогресс»
ХАРАКТЕРИСТИКИ РАКЕТЫ
Количество ступеней: 2
Длина: 59 м
Диаметр (максимальный): 16 м
Стартовая масса: 2 400 т
Масса полезной нагрузки:
Энергия: 100 (проектная)т;
Вулкан: 200 (проектная)т.
ДАТЫ И КОЛИЧЕСТВО ПУСКОВ
Число запусков: 2
Успешных: 2
Первый запуск: 15 мая 1987 года
Последний запуск: 15 ноября 1988 года
ДВИГАТЕЛИ
Боковые блоки первой ступени использовали самый мощный (даже сейчас!) в мире маршевый двигатель: РД-170 (разработка академика Глушко)
Тяга: 740 → 806,2 (7,55 → 7,89) Тс (МН)
Удельный импульс: 309,5 → 337,2 с
Центральный блок второй ступени использовал уникальный кислородно-водородный двигатель: РД-0120 (технология производства утрачена!)
В момент выпуска сверхтяжелой ракеты в 1987 году она на 70% была инновационной. Для создания ракетоносителя с такими выдающимися характеристиками полезной нагрузки пришлось разрабатывать новый двигатель и впервые применять жидкий водород и кислород. Это потребовало разработки новой топливной системы, противопожарной системы, системы управления, разработку новых сплавов для сверхнизких температур, изобрели новые типы сварки: электро-дуговая и электро-индукционная и это не полный список нововведений. О сверхтяжелой ракете Энергия будет подготовлена отдельная стать: Энергия — ракета, подобия которой никогда не будет (материал в стадии написания).
Упрощенные характеристики ракеты Енисей
Разработчик: НПО «Энергия»
Изготовитель: завод «Прогресс»
ХАРАКТЕРИСТИКИ РАКЕТЫ
Количество ступеней: уточняется
Длина: уточняется
Диаметр (максимальный): уточняется
Стартовая масса: 2 800 т
Масса полезной нагрузки:
Енисей (первого поколения): 88 (проектная)т;
Енисей (второго поколения): 115 (проектная)т.
ДАТЫ И КОЛИЧЕСТВО ПУСКОВ
Число запусков: 0
Успешных: 0
Предполагаемый запуск ракеты первого поколения: 2028 год
Предполагаемый запуск ракеты второго поколения: 2032-2035 года
ДВИГАТЕЛИ
- 1 ступень: будет включать пять или шесть блоков, каждый из них будет состоять из 1 ступени Иртыш/«Союз-5» (двигатель РД-171 МВ).
- 2 ступень: будет включать один блок – двигатель Р-180 или РД-171МВ.
- 3 ступень: будет позаимствована у «Ангара-А5В».
- Разгонный блок: два РД-0150 или два РД-0146.
Стоимость двигателей для сверхтяжелой ракеты Енисей
Прежде чем перейти к сравнению и актуальности ракет Энергия и Енисей стоит уточнить стоимость двигателей. В современных рыночных условиях цена готового решения очень сильно влияет на осуществимость проекта. Особенно, если только один из компонентов уже стоит много миллионов долларов. Для примера добавлю цену на другие ракетные двигатели, чтобы была понятна тенденция в развитии космической отрасли.
- РД-107 (по данным на 2011г. — курс доллара 35 рублей) — 30 млн. рублей
Ракетный двигатель на керосине созданный для межконтинентальной ракеты Р-7 (первой в мире), использовался на всех боковых блоках первой ступени ракетоносителей Союз. - Merlin (Falcon 9) — приблизительно 1,5 млн. долларов за один двигатель.
Для первой ступени ракеты Falcon Heavy требуется 9 таких двигателей и итоговая стоимость составит 13 млн. долларов. - РД 170 (ракета Зенит-2) — 14 млн. долларов (по состоянию на 2014 год)
Для двухступенчатой ракеты Зенит используется один двигатель РД-171М, фактически это старый РД-170 под новым названием — типо прогресс и новшества!. КБ «Южмаш» в 2014 году не смогло договориться о поставке двигателей из России. Зенит не летает, спутник «Лыбидь» не запущен, готовые двигателе на балансе ФГУП «Центр эксплуатации наземной космической инфраструктуры». Теперь мы знаем текущую стоимость одного РД 170 для ракеты Энергия! Устанавливалось на сверхтяжелой ракете 4 ракетных двигателя такого плана. - РД-180 — 13 млн. долларов (1/2 от ракетного двигателя РД-170)
С 1999 года ракетные двигатели РД-180 применяются на американских ракетах Atlas-3 (6 пусков) и Atlas-5 (12 пусков)
- РД-191 (аналог РД-181) — 7,5 млн. долларов в 2013 году (1/4 двигателя РД 170) (расчет по курсу 33 доллара)
Используется на ракете Ангара А5, для первой ступени требуется 5 ракетных двигателя РД 191. Итоговая стоимость только первой ступени составит: 37,5 млн. долларов.
По состоянию на конец 80-ых годов двигатель РД-170 являлся самым мощным ракетным двигателем созданным человечеством, его тяга составляла — 20 млн л. с. Сравнительно небольшой вес, использование закрытого цикла сгорания топлива, высокое давление в камерах сгорания и использование дешевого керосина и кислорода позволили РД-170 показать не только выдающиеся тяговые характеристики, но отличные показатели по экономичности расхода топлива. По состоянию на 2010 год аналогов этому двигателю не появилось и различные модификации РД-170 используются по сей день. Даже на будущей сверхтяжелой ракете Енисей планируется использовать модификацию РД-171МВ, а ее запуск только планируется в 2028 году. И вроде все хорошо, но итоговая стоимость производства двигателей модификаций РД-170 настолько высока, что ставит под угрозу развитие каждого космического проекта в текущих экономических реалиях. И если для СССР конца 80-ых другого решения просто не было, страна нуждалась в сверхтяжелой ракете! Планировался запуск Буран требовавшего мощную ракету, существовали другие задачи для применения исключительно сверхтяжелых ракет: база на Луне, новая версия станции МИР, полет на Марс. Современные же условия мне кажется требуют немного иного решения. Очень важно создать экономически выгодную систему первой ступени. Важно конкурировать с другими разработчиками мира и не сдавать позиции, находясь в тренде вектора развития космической отрасли! Если использовать советские наработки и добавить к ним современные системе спуска боковых блоков, то эта система позволит разработать универсальную платформу. Вот как происходит автоматический спуск блоков первой ступени у SpaceX:
Видео посадки первой ступени ракеты Falcon 9:
Не стоит так же забывать о том, что первом в мире многоразовым ракетоносителем должен был стать проект «Энергия-2». Многие не слышали о существовании этого проекта, а тем временем уже на проекте Энергия-Буран были заложены некоторые элементы будущей многоразовой ракеты. Например: парашютная система спасения! Подробнее о проекте Энергия-2 читайте в отдельном материале — Первый в мире многоразовый ракетоноситель Энергия — 2 (статья в стадии написания).
Сравнение сверхтяжелых ракет Энергия и Енисей
Прежде чем сравнить две сверхтяжелые ракеты Энергия и Енисей читателю пришлось прочесть много подготовительной информации. Об этом я прошу прошения, но к сожалению, без этого никак! Подойдя к сути проблемы сразу оговорюсь, что мнение в этом сравнении субъективное, хоть и обоснованное. Автор статьи очень скептически смотрит на проект сверхтяжелой ракеты Енисей и рациональность ее применения по выводу больших весов на орбиту Земли и вот почему:
- Енисей — это не прогресс, а попытка повторить сделанное через 41 год
Проектная документация не имеет новых идей: используются старые двигатели на разных блоках, применяется компоновка пробованная на Ангаре и многое другое. - Нет проектов под использование сверхтяжелой ракеты!
На ближайшие 30 лет у Роскосмоса нет планов по использованию сверхтяжелой ракеты. Просто нет достойных проектов в стране. Стресс для экономики государства при создании сверхтяжелого ракетоносителя непосилен для России. - Высокая стоимость двигателей РД 170
14 млн. долларов в 2020 году еще подъемная цена для многих космических проектов. Но с тенденцией уменьшения стоимости двигателей и попытками сделать многоразовые ракетоносители перспектива одноразового дорого РД 170 смотрится с каждым годом менее перспективно. Для решения большинства задач проще использовать несколько пусков более дешевых и менее подъемных ракет, но вывести на орбиту большегруза за счет количества стартов. - Ракета одного запуска
Мировая тенденция — это многоразовость использования дорогих космических компонентов. Ракета Енисей уже на стадии разработки не предусматривает многоразовое применение.
На мой взгляд проект ракеты Енисей — это шаг назад. Кривая попытка повторить проект Энергия и создать ракету схожую или более слабую по характеристикам спустя 41 год (2028 — планируемый запуск Енисея, 1987 — первый запуск Энергии) — это очень спорное и немного странное решение руководства Роскосмоса. Вместо того, чтобы сделать универсальную платформу первой ступени с возможностью установки различного количества двигателей РД-170 и его модификаций. Вместо того, чтобы создать многоразовую первую ступень и начать экономить около 40% бюджета на двигателях РД-170. Вместо того, чтобы используя современные материалы снизить себестоимость и облегчить ракетоноситель, руководство Роскосмоса принимает решение повторить ракету Энергия. Но самое ужасное в том, что проект Енисей создается без планов на будущее! Для чего России сверхтяжелая ракета:
- есть планы по выводу больших грузов на орбиту Земли?
- строительство базы на Луне?
- сборка новой космической станции?
- постройка космического аэродрома?
Всего выше перечисленного нет в планах России на будущее, так зачем вести разработку ракеты, которая не пригодится? Может стоит поработать над другими проектами …
Ракета Енисей — это прорыв или необдуманный шаг.
После распада СССР и отделения союзных республик космическая отрасль была разорвана на части. Несмотря на то, что 70% предприятий остались на территории России ключевые звенья были утрачены. Но самое главное, были утрачены чертежи многих ключевых элементов сверхтяжелой ракеты Энергия. Разруха 90-ых годов забрала у некогда Великой державы последние светлые инженерные головы. Безответственное отношение к уже готовым проектам многоразового челнока Буран и ракеты Энергия уничтожили последние летающие образцы прорывных технологий (распиливание готовых образцов в РКК Энергия (г. Королев), обрушение крыши ангара на космодроме Байконур и последующий взрыв ракеты Энергия и Бурана хранящихся там). Новое поколение инженеров не смогло перенять опыт у метров космической программы СССР (Королева, Глушко и других) и пытается на собственных ошибка и сохранившихся чертежах проложить новый путь для космической программы России. Насколько им это удастся остается только гадать! Многое зависит от внутреннего состояния каждого конструктора и идей, которые двигают коллектив разработчиков. Автор материала скептически смотрит на перспективы сверхтяжелой ракеты Енисей и в целом на то, что ее запуск будет реализован. Думаю, что построят очередную яхту руководителю Роскосмоса или руководство РКК Энергия сменит собственный автопарк и купят очередные LandRover-ы 🙂 К сожалению именно такое мнение сложилось у автора статьи при общении с некоторыми чиновниками космической отрасли России. Чтобы подтвердить обосновать сказанное выше предлагаю посмотреть на космическую отрасль России, сравнить ее с 70-ыми годами СССР и постараться проанализировать реализованные проекты Роскосмоса и перспективные с их точки зрения проекты будущего, под которые и планируется постройка Енисея:
Будущие материалы космической программы России:
- Руководство Роскосмоса и их реализованные проекты
- Хронология запусков ракетоносителей в России с 1990 года по 2020 год
- Будущие проекты России в освоении Космоса
- Взгляд в прошлое: история космонавтики СССР
