Построить одноступенчатую космическую ракету сложнее, чем многоступенчатую

Популярная механикаHi-Tech

От сложного к простому

Почему построить одноступенчатую космическую ракету сложнее, чем многоступенчатую, и почему время сделать это уже пришло.

Текст: Роман Фишман

Корона должна стать роботизированной и получить интеллектуальное программное обеспечение для системы управления. ПО сможет обновляться прямо в полете, а в нештатной ситуации автоматически «откатываться» к резервной стабильной версии. ©АО ГРЦ ИМ. Макеева

Считается, что технологии всегда развиваются постепенно, от простого к сложному, от каменного ножа к стальному – и лишь затем к фрезерному станку с программным управлением. Однако судьба космического ракетостроения оказалась не столь прямолинейной. Создание простых, надежных одноступенчатых ракет долгое время оставалось недоступным для конструкторов. Требовались такие решения, которых не могли предложить ни материаловеды, ни двигателисты. До сих пор ракеты-носители остаются многоступенчатыми и одноразовыми: невероятно сложная и дорогостоящая система используется считаные минуты, после чего выбрасывается.

«Представьте, что перед каждым перелетом вы бы собирали новый самолет: соединяли фюзеляж с крыльями, прокладывали электрокабели, устанавливали двигатели, а после приземления отправляли бы его на свалку... Далеко так не улетишь, – рассказали нам разработчики Государственного ракетного центра им. Макеева. – Но именно так мы поступаем каждый раз, отправляя грузы на орбиту. Конечно, в идеале всем хотелось бы иметь надежную одноступенчатую “машину”, которая не требует сборки, а прибывает на космодром, заправляется и запускается. А потом возвращается и стартует еще раз – и еще»...

На полпути

По большому счету, ракетная техника пыталась обойтись одной ступенью еще с самых ранних проектов. В первоначальных набросках Циолковского фигурируют именно такие конструкции. Он отказался от этой идеи лишь позднее, поняв, что технологии начала ХХ века не позволяют реализовать это простое и элегантное решение. Вновь интерес к одноступенчатым носителям возник уже в 1960-х, и такие проекты прорабатывались по обе стороны океана. К 1970-м в США работали над одноступенчатыми ракетами SASSTO, Phoenix и несколькими решениями на базе S-IVB, третьей ступени РН Saturn V, которые доставляли астронавтов на Луну.

«Грузоподъемностью бы такой вариант не отличался, двигатели для этого были недостаточно хороши – но все же это была бы одна ступень, вполне способная долететь на орбиту, – продолжают инженеры. – Разумеется, экономически это было бы совершенно неоправданным». Лишь в последние десятилетия появились композиты и технологии работы с ними, которые позволяют сделать носитель одноступенчатым и притом многоразовым. Стоимость такой «наукоемкой» ракеты будет выше, чем традиционной конструкции, зато она будет «размазана» на множество стартов, так что цена запуска окажется значительно ниже обычного уровня.

Именно многоразовость носителей – сегодня главная цель разработчиков. Частично многоразовыми были системы Space Shuttle и «Энергия–Буран». Многократное использование первой ступени отрабатывается для ракет SpaceX Falcon 9. В SpaceX уже осуществили несколько успешных посадок, а в конце марта попытаются запустить одну из летавших в космос ступеней еще раз. «На наш взгляд, этот подход может лишь дискредитировать идею создания настоящего многоразового носителя, – замечают в КБ Макеева. – Такую ракету все равно приходится перебирать после каждого полета, монтировать связи и новые одноразовые компоненты... и мы снова возвращаемся к тому, с чего начали».

Полностью многоразовые носители пока остаются лишь в виде проектов – за исключением New Shepard американской компании Blue Origin. Пока что ракета с пилотируемой капсулой рассчитана лишь на суборбитальные полеты космических туристов, но большинство найденных при этом решений вполне можно масштабировать и для более серьезного орбитального носителя. Представители компании не скрывают планов создать такой вариант, для которого уже разрабатываются мощные двигатели ВЕ-3 и ВЕ-4. «С каждым суборбитальным полетом мы приближаемся к орбите», – заверяют в Blue Origin. Но их перспективный носитель New Glenn тоже будет многоразовым не полностью: повторно использоваться должен лишь первый блок, созданный на основе уже испытанной конструкции New Shepard.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Умная материя Умная материя

Армия нанороботов сделает нашу жизнь окончательной фантастикой

Популярная механика
Вечная молодость: 7 легендарных внедорожников, которые выпускались более 20 лет Вечная молодость: 7 легендарных внедорожников, которые выпускались более 20 лет

Автотитаны, которые десятилетиями остаются на конвейере

4x4 Club
Геолог на Марсе Геолог на Марсе

Каково работать бок о бок с Curiosity в марсианской пустыне

Популярная механика
Одежда и надежды Одежда и надежды

Красивые книги о моде

Weekend
Mazda CX-5 Mazda CX-5

Кроссовер нового поколения многолик – в зависимости от угла обзора

Quattroruote
От «коробочек» — к нелинейной архитектуре От «коробочек» — к нелинейной архитектуре

Как может выглядеть архитектура XXI века?

Монокль
Роботы и закон Роботы и закон

Кто будет отвечать, если робот причинит ущерб человеку?

CHIP
Жизнь без гаджетов Жизнь без гаджетов

Как прекратить сидеть в телефоне: 9 шагов к цифровой свободе

Лиза
Почему свистит ремень генератора и как его проверить Почему свистит ремень генератора и как его проверить

Свистит ремень генератора: что делать и как проверить

РБК
Белеет робот одинокий Белеет робот одинокий

Какими будут МРТК, основой которых должны стать безэкипажные катера

Ведомости
Чьим голосом вы говорите с собой? Чьим голосом вы говорите с собой?

Тест: как часто вы точно понимаете, чего на самом деле хотите

Psychologies
Нехимические зависимости: что это такое, как их распознать и победить Нехимические зависимости: что это такое, как их распознать и победить

Вы просыпаетесь и сразу тянетесь к телефону?

Maxim
«История Сопротивления во Франции: 1940-1944» «История Сопротивления во Франции: 1940-1944»

Как немцы выслеживали участников подполья во время Сопротивления во Франции

N+1
Евгения Осипова: «Закон бумеранга существует» Евгения Осипова: «Закон бумеранга существует»

Мы все равно из разных поколений, у нас все равно разная энергия

Коллекция. Караван историй
Зонд Parker Solar Probe подтвердил влияние магнитного поля на солнечные вспышки Зонд Parker Solar Probe подтвердил влияние магнитного поля на солнечные вспышки

Ученые подтвердили теоретические модели магнитного пересоединения

ТехИнсайдер
Непрогулка Непрогулка

Непрогулка по ночному Петербургу с Евгением Цыгановым и его дочерью Полиной

Собака.ru
Жабрей и зябра, они же пикульники Жабрей и зябра, они же пикульники

Пикульники — настоящие джентльмены среди растения, хотя и каждый со своим нравом

Наука и жизнь
Облачный сервис Облачный сервис

Культурист Сергей Бойцов и его заоблачный достижения

Men Today
От «Голубого крейсера» до «Каспийского монстра»: 5 самых быстрых кораблей СССР От «Голубого крейсера» до «Каспийского монстра»: 5 самых быстрых кораблей СССР

Что стимулировало рост скоростей, какие рекорды ставили советские моряки на воде

ТехИнсайдер
Такие разные кошки: чем отличаются леопарды и ягуары Такие разные кошки: чем отличаются леопарды и ягуары

Неудивительно, что леопарда и ягуара часто путают. Но различия все же есть

ТехИнсайдер
Футболка будет как новая: 5 лайфхаков по восстановлению формы растянутого воротника Футболка будет как новая: 5 лайфхаков по восстановлению формы растянутого воротника

Растянутый воротник еще не повод прощаться с любой вещью

ТехИнсайдер
Дэвид Хокни: большой всплеск Дэвид Хокни: большой всплеск

В 88 лет Дэвид Хокни сумел остаться актуальным в XXI веке

Монокль
Приманка для зумера: почему у молодежи меняется мотивация и как с этим работать Приманка для зумера: почему у молодежи меняется мотивация и как с этим работать

Как работодателям правильно воспринимать новые тенденции мотивации сотрудников

Forbes
Ольга Аросева: Михаил Державин называл ее «водородной бомбой», а Ширвиндт деликатно отмечал, что «характер у нее не сахар» Ольга Аросева: Михаил Державин называл ее «водородной бомбой», а Ширвиндт деликатно отмечал, что «характер у нее не сахар»

«Чего только ей не тащили: от конфет и коньяка до борщей в банках и селедки»

Коллекция. Караван историй
На своем языке На своем языке

Как говорить, чтобы тебя услышали: техника осознанной речи

Лиза
Маньяк ждет казни, пришельцы в Англии и другие романы августа Маньяк ждет казни, пришельцы в Англии и другие романы августа

Четыре романа, в которые можно окунуться с головой

Ведомости
Меняет характер, провоцирует кошмары и увеличивает риск смерти: раскрыты главные побочные эффекты одиночества Меняет характер, провоцирует кошмары и увеличивает риск смерти: раскрыты главные побочные эффекты одиночества

Одиночество — глобальная проблема, и это не просто слова

ТехИнсайдер
10 фильмов, которые помогут проститься с летом и настроиться на осеннее настроение 10 фильмов, которые помогут проститься с летом и настроиться на осеннее настроение

Фильмы, которые идеально подходят для прохладных дождливых вечеров

Правила жизни
Обязательно к посещению: лучшие страны для путешествий в Азии Обязательно к посещению: лучшие страны для путешествий в Азии

Рассказываем об азиатских странах, в которых вам точно нужно побывать

ТехИнсайдер
«Покажи ручку!» 3 причины приучить себя подавать сигналы рукой «Покажи ручку!» 3 причины приучить себя подавать сигналы рукой

Несколько важных причин подавать сигналы рукой, когда едешь на велосипеде

ТехИнсайдер
Открыть в приложении