Українські розробки відіграли величезну роль у створенні «ракетного щита» СРСР. Молодий український проєкт ракетно-космічного комплексу GreenSpace створює основу для технологічного розвитку «нового» космосу в центрі Європи
Як мотивувати команду не збавляти темп у надскладних умовах? Дізнайтесь 25 квітня на форумі «Надлюди» від Forbes. Купуйте квиток за посиланням!
Останнім десятиліттям космічний простір освоюється гігантськими темпами – понад 1000 космічних апаратів щорічно. У цьому все більшу роль відіграють приватні компанії, створені видатними підприємцями, такими як Ілон Маск, Джозеф Безос, Річард Бренсон та інші. Свій проєкт пропонує і Science & Space LLC – молода українська приватна компанія, яка задекларувала в 2020 році свою діяльність у космічній сфері.
Якщо раніше держави витрачали колосальні кошти на створення космічних технологій для підтвердження власної переваги, то «новий» космос значно знизив вартість. Замість цього він вимагає точності виведення корисного навантаження на орбіту, створення економічних, надійних і екологічних ракетно-космічних комплексів (РКК). У пріоритеті багаторазове використання, мобільність і швидка готовність РКК до нової місії, клієнтоорієнтованість пускового сервісу і прибутковість проєкту.
Радянський Союз нарівні з США були світовими лідерами з міжконтинентальних балістичних ракет оборонного призначення. Наразі кількість країн, що освоїли ракетні технології, значно збільшилася. Багато хто прагне потрапити до елітного клубу і вкладає значні кошти. Величезну роль у створенні «ракетного щита» СРСР зіграли розробки конструкторського бюро «Південне» і серійного заводу «ПМЗ» в Україні. Так, з 1962 по 2021 роки 163 ракети-носія українського виробництва були запущені з шести космодромів у світі, вивівши на орбіту 380 супутників на замовлення 25 країн, переважно у військових цілях.
В Україні розроблялися різні ракетно-космічні системи вогневого динамічного – мінометного старту. Однією з них був бойовий залізничний ракетний комплекс (БЗРК) з модифікованою ракетою РС-22, яка запускається із залізничної платформи. Принцип мінометного старту узятий за основу в РКК «ГрінСпейс». Напрацювання щодо комплексу військового призначення враховувалися командою, за плечима якої і досвід роботи на радянський ракетно-космічний комплекс, і служба в ракетно-космічних військах СРСР. Але знову розроблений РКК передбачає багаторазове використання ступенів – те ж рішення, до якого прийшов Ілон Маск, повертаючи перші ступені ракет.
Мобільні багаторазові ракетно-космічні системи дозволяють знизити вартість пуску. Хоча самі по собі вони дорожче за одноразові ракети – виграш у тому, що ракета не викидається під час пуску, а використовується багаторазово. Команда відходить від використання складних і дорогих космодромів, розуміючи, що будівництво нового «Байконура» ні Україні, ні навіть багатьом європейським країнам «не по кишені». Філософія така – робити пуски у різних точках земної кулі, щоб вирішити питання логістики для клієнта, оптимізувавши масу корисного навантаження, і безпеки, розташувавши траси польоту поза населеними територіями, що важливо для України.
Світова технологічна революція у створенні космічних апаратів (КА) істотно знизила їхні розміри і масу практично без втрати можливостей. І якщо раніше запуски КА були привілеєм найбільш розвинених і багатих країн, то зараз з'явилося багато незалежних розробників, які створюють відносно недорогі КА невеликої маси і різного призначення. Наприклад, для моніторингу поверхні Землі, комунікацій, спеціального призначення, проведення наукових експериментів, контролю авіатрафіку.
З огляду на появу на ринку величезної кількості КА, для забезпечення зручності їх запуску у світі вводяться (спочатку для надлегких) вимоги стандартизації маси, габаритів, інтерфейсів установки, підключення тощо. А виведення на навколоземну орбіту стало можливе невеликими ракетами. Все це почало формувати жорсткі вимоги з боку користувачів КА до розробки ракет-носіїв у частині вартості, точності виведення корисного навантаження на орбіту і оперативності запуску. А оскільки малі ракети в принципі не можуть забезпечити більш дешевий запуск, ніж важкі РН, козирями перших стають оперативність запусків, індивідуальний підхід до кожної космічної місії та навіть можливість «наблизити» стартовий майданчик до замовника. Управління вартістю запуску забезпечує багаторазовість РН.
Конфігурація РКК GreenSpace (стартова маса РН, маса виведеного корисного вантажу, геометрія, компоненти палива, «холодні» багаторазові маршові двигуни, технології виготовлення і перспективи їхнього розвитку та застосування в інших проєктах), прийнята на основі аналізу вимог ринку і витрат на розробку, вартість запуску. Враховано особливості територіального розміщення України та інших країн Європи, з яких перспективно проводити запуски. Для ступенів РН характерні: застосування нетоксичних компонентів палива, максимальне використання композиційних матеріалів для виготовлення конструкції, включно з паливними баками високого тиску, застосування адитивних технологій для елементів конструкції маршових двигунів з безнасосною системою подачі компонентів палива.
РН призначена для виведення корисного вантажу масою до 200 кг на еліптичні і кругові орбіти, в т. ч. сонячно-синхронні, у діапазоні висот 500 км і вище. Це відповідає вимогам щодо забезпечення запуску КА, які можуть бути розроблені у країнах-членах ЄКА, Україні та інших країнах у різних комерційних цілях.
Завдяки зростанню комерційного попиту на виведення малих КА у космічний простір, проєкт надлегкого РКК буде комерційно успішним при грамотних розробці, маркетингу та державній підтримці. Такий РКК здатний забезпечити виведення всіх українських космічних апаратів. Реалізація проєкту GreenSpace дозволить Україні розраховувати на суб'єктність на ринку пускових послуг за рахунок власного РКК.
Реалізація проєкту РКК GreenSpace вимагає порівняно невеликої суми, значно менше за аналогічні системи. За попередніми оцінками, витрати на НДР і ДКР складуть від 22 млн євро. З огляду на створення РКК насамперед в інтересах гравців «нового» космосу, оптимальною схемою його фінансування буде приватно-державне партнерство. Першочергово – за рахунок залучення приватних інвестицій. Досить мінімальної державної підтримки, наприклад надання твердих гарантій на закупівлю пускових послуг і/або співінвестування у реновацію промзони одного з аеропортів (може використовуватися для інтеграції космічного комплексу, а його телеметрична апаратура – для контролю пусків РН).
Деталі маршових двигунів, виготовлені із застосуванням адитивних технологій, витримують температуру до 4000 °С. Це дозволить довготривало і багаторазово використовувати двигуни ступенів РН. Вони будуть працювати на екологічному безпечному паливі – висококонцентрованих перекису водню + етанолі, – яке буде згоряти за низької температури.
Для гальмування і повернення ступенів РН ближче до точки старту після відключення двигунів будуть використані залишки газу під високим тиском. Ступені приземляються на парашутах, вловлюються вертольотами і повторно використовуються після мінімальної перевірки, стикування ступенів і встановлення нового вантажу.
Для управління РН в польоті будуть використані досягнення сучасних систем навігації невеликої маси, з достатньою надійністю і функціональною спроможністю, що розробляються на елементній базі за МЕМС-технологіями. В системі навігації використовується засвідчення даних за параметрами систем глобальної навігації.
У планах – проводити пуски РН як на території України, так і інших європейських держав. Тому проєкт передбачає тісну міжнародну співпрацю. Для оперативного пуску РН із заданим нахилом траєкторії виведення корисного вантажу наземне обладнання повинно бути мобільним, щоб перебазуватися в точку розміщення технічної бази у мінімальні терміни.
Можливий пуск РН з півострова Ягорлицький Кут (Україна), вихід другого ступеня за висоту 100 км (повітряний кордон держав) на відстані менше 300 км від точки старту – тобто до кордонів Турецької Республіки. Перша ступінь приземляється на відстані не більше 90 км від точки старту над Чорним морем (вловлюється вертольотом). Друга ступінь повертається з космосу за програмою посадки в точку старту (вловлюється вертольотом). При аварійній ситуації друга ступінь впаде у незаселеній зоні пустелі Сахара, на північно-західному краї Республіки Судан, – сподіваємося на досягнення щодо цього питання міжнародної домовленості.
Перспективні пуски РН з космопортів над Атлантичним океаном – на сонячно-синхронну орбіту, що використовується для супутників дистанційного зондування Землі.
Реалізація проєкту РКК GreenSpace сприятиме технологічного розвитку української аерокосмічної галузі, ОПК і систем транспорту (першочергово на газовому/водневому паливі). Вимоги за технологією виготовлення ракетної техніки будуть знижені до загальнотехнічного рівня. Наявність в Україні сучасних технологій посилить міжнародну співпрацю з розробки ракетно-космічних комплексів і сприятиме позиціонуванню України на міжнародному рівні як держави, що володіє сучасними космічними технологіями.
Ви знайшли помилку чи неточність?
Залиште відгук для редакції. Ми врахуємо ваші зауваження якнайшвидше.
