Украинские разработки сыграли огромную роль в создании «ракетного щита» СССР. Молодой украинский проект ракетно-космического комплекса GreenSpace создает основу для технологического развития «нового» космоса в центре Европы
Amazon інвестує мільярди доларів у ШІ, роботів та машинне навчання. Якими принципами й правилами керується компанія?
Дізнайтеся вже 22 листопада на Forbes Tech 2024. Купуйте квиток за посиланням!
В последнее десятилетие космическое пространство осваивается гигантскими темпами – более 1000 космических аппаратов ежегодно. В этом все большую роль играют частные компании, созданные выдающимися предпринимателями, такими как Илон Маск, Джозеф Безос, Ричард Бренсон и другие. Свой проект предлагает и Science&Space LLC – молодая украинская частная компания, задекларировавшая в 2020 году свою деятельность в космической сфере.
Если раньше государства тратили колоссальные средства на создание космических технологий для подтверждения собственного превосходства, то «новый» космос значительно снизил стоимость. Вместо этого он требует точности выведения полезной нагрузки на орбиту, создания экономичных, надежных и экологичных ракетно-космических комплексов (РКК). В приоритете многоразовое использование, мобильность и быстрая готовность РКК к новой миссии, клиентоориентированность пускового сервиса и прибыльность проекта.
Советский Союз наравне с США были мировыми лидерами по межконтинентальным баллистическим ракетам оборонного назначения. В настоящее время количество стран, освоивших ракетные технологии, значительно увеличилось. Многие стремятся попасть в элитный клуб и вкладывают значительные средства. Огромную роль в создании «ракетного щита» СССР сыграли разработки конструкторского бюро «Южное» и серийного завода «ЮМЗ» в Украине. Так, с 1962 по 2021 годы 163 ракеты-носителя украинского производства были запущены с шести космодромов в мире, выведя на орбиту 380 спутников по заказу 25 стран, преимущественно в военных целях.
В Украине разрабатывались различные ракетно-космические системы огневого динамического – минометного старта. Одной из них был боевой железнодорожный ракетный комплекс (БЖРК) с модифицированной ракетой РС-22, запускаемой с железнодорожной платформы. Принцип минометного старта взят за основу в РКК «ГринСпейс». Наработки по комплексу военного назначения учитывались командой, за плечами которой и опыт работы на советский ракетно-космический комплекс, и служба в ракетно-космических войсках СССР. Но вновь разработанный РКК предполагает многократное использование ступеней – то же решение, к которому пришел Илон Маск, возвращая первые ступени ракет.
Мобильные многоразовые ракетно-космические системы позволяют снизить стоимость пуска. Хотя сами по себе они дороже одноразовых ракет – выигрыш в том, что ракета не выбрасывается при пуске, а используется многократно. Команда отходит от использования сложных и дорогостоящих космодромов, понимая, что строительство нового «Байконура» ни Украине, ни даже многим европейским странам «не по карману». Философия такая – производить пуски в разных точках земного шара, чтобы решить вопросы логистики для клиента, оптимизировав массу выводимой полезной нагрузки, и безопасности, расположив трассы полета вне населенных территорий, что важно для Украины.
Мировая технологическая революция в создании космических аппаратов (КА) существенно снизила их размеры и массу практически без потери возможностей. И если ранее запуски КА были привилегией наиболее развитых и богатых стран, то сейчас появилось много независимых разработчиков, которые создают относительно недорогие КА небольшой массы и различного назначения. Например, для мониторинга поверхности Земли, коммуникаций, специального назначения, проведения научных экспериментов, контроля авиатрафика.
Учитывая появление на рынке огромного количества КА, для обеспечения удобства их запуска в мире вводятся (вначале для сверхлегких) требования стандартизации массы, габаритов, интерфейсов установки, подключения и т. д. А вывод на околоземную орбиту стал возможен небольшими ракетами. Все это начало формировать жесткие требования со стороны пользователей КА к разработке ракет-носителей в части стоимости, точности выведения полезной нагрузки на орбиту и оперативности запуска. А поскольку малые ракеты в принципе не могут обеспечить более дешевый запуск, чем тяжелые РН, козырями первых становятся оперативность запусков, индивидуальный подход к каждой космической миссии и даже возможность «приблизить» стартовую площадку к заказчику. Управление стоимостью запуска обеспечивает многоразовость РН.
Конфигурация РКК GreenSpace (стартовая масса РН, масса выводимого полезного груза, геометрия, компоненты топлива, «холодные» многоразовые маршевые двигатели, технологии изготовления и перспективы их развития и применения в других проектах), принята на основе анализа требований рынка и затрат на разработку, стоимость пуска. Учтены особенности территориального размещения Украины и других стран Европы, из которых перспективно проводить пуски. Для ступеней РН характерны: применение нетоксичных компонентов топлива, максимальное использование композиционных материалов для изготовления конструкции, включая топливные баки высокого давления, применение аддитивных технологий для элементов конструкции маршевых двигателей с безнасосной системой подачи компонентов топлива.
РН предназначена для выведения полезного груза массой до 200 кг на эллиптические и круговые орбиты, в т. ч. солнечно-синхронные, в диапазоне высот 500 км и выше. Это соответствует требованиям по обеспечению запуска КА, которые могут быть разработаны в странах-членах ЕКА, Украине и других странах в разных коммерческих целях.
Благодаря росту коммерческого спроса на выведение малых КА в космическое пространство, проект сверхлегкого РКК будет коммерчески успешным при грамотных разработке, маркетинге и государственной поддержке. Такой РКК способен обеспечить выведение всех украинских космических аппаратов. Реализация проекта GreenSpace позволит Украине обрести субъектность на рынке пусковых услуг за счет собственного РКК.
Реализация проекта РКК GreenSpace требует сравнительно небольшой суммы, значительно меньше, чем аналогичные системы. По предварительным оценкам, затраты на НИР и ОКР составят от 22 млн евро. Учитывая создание РКК прежде всего в интересах игроков «нового» космоса, оптимальной схемой его финансирования будет частно-государственное партнерство. В первую очередь – за счет привлечения частных инвестиций. Достаточно минимальной государственной поддержки, например предоставления твердых гарантий на закупку пусковых услуг и/или со-инвестирования в реновацию промзоны одного из аэропортов (может использоваться для интеграции космического комплекса, а его телеметрическая аппаратура – для контроля пусков РН).
Детали маршевых двигателей, изготовленные с применением аддитивных технологий, выдерживают температуру до 4000 °С. Это позволит долговременно и многократно использовать двигатели ступеней РН. Они будут работать на экологичном безопасном топливе – высококонцентрированных перекиси водорода + этаноле, – которое будет сгорать при низкой температуре.
Для торможения и возврата ступеней РН ближе к точке старта после отключения двигателей будут использованы остатки газа под высоким давлением. Ступени приземляются на парашютах, улавливаются вертолетами и повторно используются после минимальной проверки, стыковки ступеней и установки нового груза.
Для управления РН в полете будут использованы достижения современных систем навигации небольшой массы, с достаточной надежностью и функциональной способностью, разрабатываемые на элементной базе по МЭМС-технологиям. В системе навигации используется заверка данных по параметрам систем глобальной навигации.
В планах – проводить пуски РН как на территории Украины, так и других европейских государств. Поэтому проект предполагает тесное международное сотрудничество. Для оперативного пуска РН с заданным наклонением траектории выведения полезного груза наземное оборудование должно быть мобильным, чтобы перебазироваться в точку размещения технической базы в минимальные сроки.
Возможен пуск РН с полуострова Ягорлыцкий Кут (Украина), выход второй ступени за высоту 100 км (воздушная граница государств) на расстоянии менее 300 км от точки старта – т. е. до границ Турецкой Республики. Первая ступень приземляется на расстоянии не более 90 км от точки старта над Черным морем (улавливается вертолетом). Вторая ступень возвращается из космоса по программе посадки в точку старта (улавливается вертолетом). При аварийной ситуации вторая ступень упадет в ненаселенной зоне пустыни Сахара, на северо-западной оконечности Республики Судан, – надеемся на достижение по этому вопросу международной договоренности.
Перспективны пуски РН с космопортов над Атлантическим океаном – на солнечно-синхронную орбиту, используемую для спутников дистанционного зондирования Земли.
Реализация проекта РКК GreenSpace поспособствует технологическому развитию украинской аэрокосмической отрасли, ОПК и систем транспорта (в первую очередь на газовом/водородном топливе). Требования по технологии изготовления ракетной техники будут снижены до общетехнического уровня. Наличие в Украине современных технологий усилит международное сотрудничество по разработке ракетно-космических комплексов и будет способствовать позиционированию Украины на международном уровне как государства, обладающего современными космическими технологиями.
Вы нашли ошибку или неточность?
Оставьте отзыв для редакции. Мы учтем ваши замечания как можно скорее.
