Industri luar angkasa adalah salah satu yang paling berteknologi tinggi, dan keadaannya sebagian besar mencirikan tingkat umum perkembangan industri dan teknologi di negara ini. Pencapaian luar angkasa Rusia yang ada sebagian besar didasarkan pada pencapaian Uni Soviet. Pada saat runtuhnya Uni Soviet, kemampuan Uni Soviet dan Amerika Serikat di luar angkasa kira-kira sebanding. Selanjutnya, situasi dengan astronot di Federasi Rusia mulai memburuk secara bertahap.
Terlepas dari layanan pengiriman astronot Amerika ke Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS), yang muncul karena penolakan Amerika Serikat dari program Pesawat Ulang-alik yang mahal, Rusia lebih rendah daripada Amerika Serikat dalam segala hal: praktis tidak ada proyek ilmiah besar yang sukses sebanding dengan pengiriman penemu, penyebaran teleskop orbital atau dengan mengirim pesawat ruang angkasa ke objek yang jauh di tata surya. Pesatnya perkembangan perusahaan komersial swasta telah menyebabkan penurunan yang signifikan dalam pangsa Roskosmos di pasar peluncuran luar angkasa. Mesin RD-180 Rusia yang dipasok ke Amerika Serikat akan segera menggantikan BE-4 Amerika dari Blue Origin.
Dengan kemungkinan besar, di tahun mendatang, Amerika Serikat akan menolak layanan Rusia sebagai "taksi luar angkasa", setelah menyelesaikan tes pesawat ruang angkasa berawaknya sendiri (tiga pesawat ruang angkasa berawak sedang dikembangkan secara bersamaan).
Titik kontak terakhir antara Amerika Serikat dan Rusia adalah ISS, yang akan segera berakhir. Jika ada proyek domestik atau internasional dengan partisipasi Rusia tidak dilaksanakan, tinggal kosmonot Rusia di orbit akan menjadi sangat episodik.
Tren utama yang ditetapkan, yang dalam waktu dekat akan mengarah pada pengurangan yang signifikan dalam biaya peluncuran muatan ke orbit, adalah pembuatan roket yang dapat digunakan kembali. Sampai batas tertentu, ini sudah terjadi: tujuan SpaceX yang dinyatakan adalah untuk mengurangi biaya peluncuran kargo ke orbit sepuluh kali lipat, dan saat ini dimungkinkan untuk menurunkan harga sekitar satu setengah kali.
Harus dipahami bahwa peroketan yang dapat digunakan kembali dalam bentuknya saat ini (dengan kembalinya tahap pertama) berada pada tahap awal pengembangan. Dilihat dari minat yang ditunjukkan oleh perusahaan komersial lain ke arah ini, arahnya bisa dianggap sangat menjanjikan. Terobosan ke arah ini dapat berupa penampilan kendaraan peluncuran dua tahap (LV) BFR dengan penggunaan kembali penuh dari kedua tahap dan keandalan penerbangan yang diharapkan pada tingkat pesawat modern.
Industri luar angkasa Rusia juga memiliki beberapa proyek kendaraan peluncuran yang dapat digunakan kembali dengan berbagai tingkat kecanggihan.
Baikal
Salah satu proyek roket yang dapat digunakan kembali yang paling aktif dipromosikan adalah Baikal-Angara. Modul yang menjanjikan "Baikal" adalah akselerator yang dapat digunakan kembali (MRU) dari tahap pertama kendaraan peluncuran Angara, yang dikembangkan di GKNPT im. Khrunichev.
Tergantung pada kelas roket (ringan, sedang, berat), satu, dua atau empat booster Baikal yang dapat digunakan kembali harus digunakan. Dalam versi ringannya, akselerator Baikal sebenarnya merupakan tahap pertama, yang membawa konsep roket Angara dalam versi ini lebih dekat dengan konsep Falcon-9 dari SpaceX.
Fitur akselerator yang dapat digunakan kembali "Baikal" adalah pengembalian yang dilakukan oleh pesawat. Setelah melepas, "Baikal" membuka sayap putar di bagian atas lambung dan mendarat di lapangan terbang, sementara manuver pada jarak sekitar 400 km dapat dilakukan.
Desainnya telah dikritik karena lebih kompleks dan berpotensi kurang efisien dibandingkan dengan penanaman vertikal yang digunakan dalam proyek luar negeri. Menurut Roskosmos, pola pendaratan horizontal diperlukan untuk memastikan kemungkinan kembali ke lokasi peluncuran, tetapi kemungkinan yang sama telah dinyatakan untuk kendaraan peluncuran BFR. Dan tahap pertama kendaraan peluncuran Falcon-9 tidak lebih dari 600 km dari lokasi peluncuran, yaitu, lokasi pendaratan untuk mereka dapat dengan mudah dilengkapi pada jarak yang relatif pendek dari kosmodrom.
Kelemahan lain dari konsep kendaraan peluncuran Baikal MRU + Angara dapat dianggap bahwa dalam versi sedang dan berat hanya akselerator yang kembali, tahap pertama (unit pusat) dari kendaraan peluncuran hilang. Dan pendaratan empat MRU pada saat yang sama ketika meluncurkan versi kendaraan peluncuran yang berat dapat menyebabkan kesulitan.
Dengan latar belakang elaborasi proyek Baikal-Angara, pernyataan perancang umum rudal Angara, Alexander Medvedev, terlihat aneh. Menurutnya, roket dapat mendarat dengan bantuan mesin jet pada penyangga yang dapat ditarik, seperti kendaraan peluncuran Falcon-9. Perkuatan tahap pertama kendaraan peluncuran Angara-A5V dan Angara-A3V dengan dukungan pendaratan, sistem kontrol pendaratan, sistem perlindungan termal tambahan, dan bahan bakar tambahan akan meningkatkan bobotnya sekitar 19 persen. Setelah revisi, Angara-A5V akan dapat menarik 26-27 ton dari kosmodrom Vostochny, dan bukan 37 ton, seperti dalam versi satu kali. Jika proyek ini dilaksanakan, biaya pengangkatan kargo menggunakan "Angara" akan berkurang 22-37%, sedangkan jumlah peluncuran maksimum yang diizinkan dari kendaraan peluncuran tahap pertama tidak ditunjukkan.
Mempertimbangkan pernyataan perwakilan Roscosmos tentang kemungkinan membuat kendaraan peluncuran Soyuz-7 bekerja sama dengan S7 Space dalam versi yang dapat digunakan kembali, dapat disimpulkan bahwa proyek kendaraan peluncuran yang dapat digunakan kembali belum diputuskan di Rusia. Meski demikian, proyek MRU Baikal sedang dikerjakan secara bertahap. Pabrik pembuatan mesin eksperimental dinamai V. M. Myasishchev terlibat dalam pengembangannya. Uji terbang horizontal demonstran direncanakan pada tahun 2020, maka kecepatan sekitar 6,5 m harus dicapai. Ke depan, MRU akan diluncurkan dari balon, dari ketinggian 48 km.
Soyuz-7
Pada bulan September 2018, Igor Radugin, Deputi Pertama Perancang Umum - Kepala Perancang Kendaraan Peluncur Energia Rocket and Space Corporation, yang memimpin pengembangan kendaraan peluncuran Soyuz-5 Rusia yang baru dan roket superberat Yenisei, meninggalkan jabatannya dan pergi bekerja ke perusahaan swasta S7 Space. Menurutnya, S7 Space berencana untuk membuat roket Soyuz-7 berdasarkan roket sekali pakai Soyuz-5 yang dikembangkan oleh Roscosmos, yang pada gilirannya merupakan penerus ideologis roket Zenit Soviet yang sukses.
Seperti pada roket Falcon-9, kendaraan peluncur Soyuz-7 direncanakan kembali tahap pertama menggunakan manuver dinamis roket dan pendaratan vertikal menggunakan mesin roket. Direncanakan untuk mengembangkan versi Soyuz-7SL untuk platform Sea Launch. Direncanakan untuk menggunakan mesin RD-171 yang telah terbukti (kemungkinan besar modifikasinya RD-171MV) sebagai mesin Soyuz-7 LV, yang dapat digunakan kembali hingga dua puluh kali (10 penerbangan dan 10 luka bakar). S7 Space berencana untuk mengimplementasikan pengembangannya dalam waktu 5-6 tahun. Saat ini, kendaraan peluncuran Soyuz-7 dapat dianggap sebagai proyek paling realistis dari kendaraan peluncuran yang dapat digunakan kembali di Rusia.
teia
Perusahaan "Lin Industrial" sedang merancang roket suborbital ultra-kecil "Teia", yang dirancang untuk lepas landas ke batas ruang bersyarat 100 km dan kemudian kembali.
Terlepas dari karakteristik proyek yang sederhana, ia dapat menyediakan teknologi yang diperlukan untuk menciptakan kendaraan peluncuran di masa depan dengan karakteristik yang lebih tinggi, terutama karena Lin Industrial secara bersamaan mengerjakan proyek kendaraan peluncuran ultra-kecil sekali pakai Taimyr.
Mahkota
Salah satu proyek paling menarik dan inovatif dapat dianggap sebagai roket lepas landas dan pendaratan vertikal satu tahap yang dapat digunakan kembali "Korona", yang dikembangkan oleh Pusat Rudal Negara (GRT) dinamai V. I. Makeev antara tahun 1992 dan 2012. Seiring perkembangan proyek, banyak varian kendaraan peluncuran Korona yang dipertimbangkan hingga versi final yang paling optimal terbentuk.
Versi terakhir dari kendaraan peluncuran Korona dirancang untuk meluncurkan muatan seberat 6-12 ton ke orbit rendah bumi dengan ketinggian sekitar 200-500 km. Massa peluncuran kendaraan peluncuran diasumsikan berada di wilayah 280-290 ton. Mesin itu seharusnya menggunakan mesin roket propelan cair (LRE) wedge-air pada pasangan bahan bakar hidrogen + oksigen. Perlindungan termal yang ditingkatkan dari pesawat ruang angkasa "Buran" yang mengorbit seharusnya digunakan sebagai perlindungan termal.
Bentuk kerucut axisimetris lambung memiliki aerodinamika yang baik saat bergerak dengan kecepatan tinggi, yang memungkinkan kendaraan peluncur Korona mendarat di titik peluncuran. Ini, pada gilirannya, memungkinkan peluncuran Korona LV dari platform berbasis darat dan lepas pantai. Ketika turun di lapisan atas atmosfer, kendaraan peluncuran melakukan pengereman dan manuver aerodinamis, dan pada tahap terakhir, ketika mendekati lokasi pendaratan, ia berbelok ke bawah dan mendarat menggunakan mesin roket pada peredam kejut built-in. Agaknya, kendaraan peluncuran Korona dapat digunakan hingga 100 kali, dengan penggantian elemen struktural individu setiap 25 penerbangan.
Menurut pengembang, akan memakan waktu sekitar 7 tahun dan $ 2 miliar untuk memasuki tahap operasi percobaan, tidak terlalu banyak untuk kemungkinan mendapatkan kompleks revolusioner seperti itu.
Saat ini, GRTs mereka. Makeev dapat dianggap sebagai salah satu perusahaan paling kompeten di bidang peroketan, yang mempertahankan potensinya sebanyak mungkin setelah runtuhnya Uni Soviet. Merekalah yang menciptakan salah satu rudal balistik antarbenua (ICBM) paling efektif, Sineva, dan mereka dipercayakan untuk menciptakan ICBM Sarmat, yang akan menggantikan Setan yang terkenal. Penyelesaian pembuatan ICBM Sarmat pada tahun 2020-2021 membuka peluang untuk menarik SRC yang dinamai Makeev untuk proyek luar angkasa.
Berbicara tentang kekurangan proyek Korona, dapat diasumsikan bahwa ini terutama akan kebutuhan untuk menciptakan infrastruktur untuk pengiriman dan penyimpanan hidrogen cair, serta semua masalah dan risiko yang terkait dengan penggunaannya. Ada kemungkinan bahwa solusi terbaik adalah meninggalkan skema satu tahap dari kendaraan peluncuran Korona dan menerapkan kompleks berbahan bakar metana dua tahap yang sepenuhnya dapat digunakan kembali. Misalnya, berdasarkan mesin oksigen-metana yang dikembangkan RD-169 atau modifikasinya. Dalam hal ini, tahap pertama dapat digunakan secara terpisah untuk membawa muatan tertentu ke ketinggian sekitar 100 km.
Di sisi lain, hidrogen cair, sebagai bahan bakar roket, kemungkinan besar tidak dapat dihindari. Dalam banyak proyek, tergantung pada apakah tahap pertama menggunakan metana atau minyak tanah, mesin hidrogen-oksigen digunakan pada tahap kedua. Dalam konteks ini, adalah tepat untuk memanggil kembali mesin tiga komponen, yang, misalnya, adalah mesin tiga komponen dua mode RD0750 yang dikembangkan oleh Biro Desain Otomasi Kimia (KBKhA). Dalam mode pertama, mesin RD0750 berjalan dengan oksigen dan minyak tanah dengan penambahan 6% hidrogen, pada mode kedua - pada oksigen dan hidrogen. Mesin seperti itu juga dapat diimplementasikan untuk kombinasi hidrogen + metana + oksigen, dan ada kemungkinan bahwa ini akan menjadi lebih sederhana daripada dalam versi dengan minyak tanah.
Baikal-Angara, Soyuz-7 atau Korona?
Manakah dari proyek ini yang bisa menjadi roket pertama Rusia yang dapat digunakan kembali? Proyek Baikal-Angara, terlepas dari popularitasnya, dapat dianggap paling tidak menarik. Pertama, keributan jangka panjang dengan kendaraan peluncuran "Angara" sudah meninggalkan bekas, dan kedua, konsep pengembalian MRU melalui udara juga menimbulkan banyak pertanyaan. Jika kita berbicara tentang opsi yang mudah, ketika MRU sebenarnya adalah tahap pertama, maka ke mana pun perginya, tetapi jika kita berbicara tentang opsi sedang dan berat dengan dua / empat MRU dan hilangnya tahap pertama dan kedua, maka idenya terlihat sangat aneh. Pembicaraan tentang pendaratan vertikal kendaraan peluncuran "Angara" kemungkinan akan tetap demikian, atau akan terwujud ketika seluruh dunia sudah terbang dengan antigravitasi atau antimateri.
Pembuatan versi yang dapat digunakan kembali dari kendaraan peluncuran Soyuz-7 oleh perusahaan swasta S7 Space bekerja sama dengan Roskosmos tampaknya lebih optimis, terutama karena kendaraan peluncuran super-berat Yenisei yang diproyeksikan akan dibangun dengan mesin yang sama, yang berpotensi memungkinkan pemindahan teknologi "dapat digunakan kembali" untuk itu. … Namun demikian, mengingat epik dengan "Yo-mobile", dan proyek ini bisa menjadi tong sampah sejarah. Masalah lainnya adalah penggunaan awal mesin oksigen-minyak tanah dalam proyek kendaraan peluncuran Soyuz-5, Soyuz-7 dan Yenisei. Keuntungan dan prospek metana sebagai bahan bakar roket sudah jelas, dan perlu untuk memusatkan upaya pada transisi ke teknologi ini - penciptaan mesin roket metana yang dapat digunakan kembali, alih-alih menciptakan oksigen "paling kuat di dunia" berikutnya -mesin minyak tanah, yang akan berhenti relevan dalam 5-10 tahun …
Proyek "Mahkota" dalam situasi ini dapat dipandang sebagai "kuda hitam". Seperti disebutkan di atas, SRC mereka. Makeeva memiliki kompetensi tinggi, dan dengan pendanaan yang tepat, Makeeva dapat menciptakan kendaraan peluncuran satu atau dua tahap yang dapat digunakan kembali pada periode 2021 hingga 2030, setelah selesainya pengerjaan ICBM Sarmat. Dari semua opsi yang memungkinkan, proyek Korona berpotensi menjadi yang paling inovatif, yang mampu menciptakan landasan bagi kendaraan peluncuran generasi berikutnya.
Munculnya kendaraan peluncuran Falcon-9 yang dapat digunakan kembali menunjukkan bahwa pertempuran baru untuk ruang telah dimulai, dan kami dengan cepat tertinggal dalam pertempuran ini. Tidak ada keraguan bahwa, setelah menerima keuntungan sepihak di luar angkasa, Amerika Serikat, dan mungkin China akan mengikutinya, akan memulai militerisasinya yang cepat. Rendahnya biaya peluncuran muatan ke orbit, yang disediakan oleh kendaraan peluncuran yang dapat digunakan kembali, akan menjadikan ruang angkasa sebagai investasi yang menarik bagi sektor komersial, yang selanjutnya memicu perlombaan ruang angkasa.
Sehubungan dengan hal di atas, saya berharap pimpinan negara kita menyadari pentingnya mengembangkan teknologi luar angkasa dalam konteks, jika bukan sipil, setidaknya aplikasi militer, dan menginvestasikan dana yang diperlukan dalam pengembangan ruang angkasa yang menjanjikan. teknologi, dan bukan dalam pembangunan stadion atau taman hiburan lain, memastikan kontrol yang tepat atas penggunaan yang dimaksudkan.
