познавательное космос Ракета песочница Америка
Новая повторно используемая ракета Vulcan
Вместо спасения всей первой ступени предлагается использовать лишь её двигатели.
В результате голосования для новой ракеты United Launch Alliance было выбрано название Vulcan. Среди конкурентов были «Орёл», «Свобода», «Зевс» и GalaxyOne, всего было получено более миллиона голосов. Как утверждает само ULA, «Вулкан» — система запуска нового поколения, которая призвана сделать вывод спутников дешевле и доступнее. Это будет достигнуто в том числе с помощью вылавливания части ракет вертолётами.
United Launch Alliance — это совместное предприятие «Локхид Мартина» и «Боинга». Для вывода аппаратов в космос ULA использует дорогие российские двигатели, в результате текущая ракета Atlas не может соперничать с Falcon 9 компании SpaceX. Детище Илона Маска уже два года доставляет грузы на Международную космическую станцию и регулярно снижает стоимость запуска.
На презентации в Колорадо глава ULA Тори Бруно рассказал о будущем предприятия. Были озвучены планы на ближайшие 20 лет, до 2035 года. Речь шла в том числе о замене ракет Atlas и Delta, замене с полностью американскими двигателями и оптимистичным планом по их повторному использованию. Бруно уверенно заявил, что новая система запуска будет самой производительной и затратно-эффективной, поэтому она коренным образом изменит то, как США будут использовать космос.
Первый запуск Vulcan запланирован на 2019 год. Он будет осуществлён либо с помощью двух двигателей Blue Origin BE-4 на сжиженном газу, либо с помощью пары более традиционных керосиновых Aerojet Rocketdyne AR-1. На чём летать, выберут уже в следующем году. Таким образом, будет произведён отказ от закупаемых у России РД-180. Процесс создания довольно дорогой, поэтому ракета будет разрабатываться в несколько этапов. Речь идёт о миллиардах: конкретные цифры не называются, но исторически известно, что разработка нового ракетного двигателя обходится в 1 млрд долларов, а начало работы над новой ракетой — в порядка 2 млрд. Сначала будет прорабатываться первая ступень с американским двигателем.
United Launch Alliance — это совместное предприятие «Локхид Мартина» и «Боинга». Для вывода аппаратов в космос ULA использует дорогие российские двигатели, в результате текущая ракета Atlas не может соперничать с Falcon 9 компании SpaceX. Детище Илона Маска уже два года доставляет грузы на Международную космическую станцию и регулярно снижает стоимость запуска.
На презентации в Колорадо глава ULA Тори Бруно рассказал о будущем предприятия. Были озвучены планы на ближайшие 20 лет, до 2035 года. Речь шла в том числе о замене ракет Atlas и Delta, замене с полностью американскими двигателями и оптимистичным планом по их повторному использованию. Бруно уверенно заявил, что новая система запуска будет самой производительной и затратно-эффективной, поэтому она коренным образом изменит то, как США будут использовать космос.
Первый запуск Vulcan запланирован на 2019 год. Он будет осуществлён либо с помощью двух двигателей Blue Origin BE-4 на сжиженном газу, либо с помощью пары более традиционных керосиновых Aerojet Rocketdyne AR-1. На чём летать, выберут уже в следующем году. Таким образом, будет произведён отказ от закупаемых у России РД-180. Процесс создания довольно дорогой, поэтому ракета будет разрабатываться в несколько этапов. Речь идёт о миллиардах: конкретные цифры не называются, но исторически известно, что разработка нового ракетного двигателя обходится в 1 млрд долларов, а начало работы над новой ракетой — в порядка 2 млрд. Сначала будет прорабатываться первая ступень с американским двигателем.
План по повторному использованию части первой ступени, ULA
Повторное использование частей ракеты является важной составляющей «Вулкана». Не всегда самое тяжёлое в ракете является самым дорогим. В ULA считают, что повторное использование не заключается в мягкой посадке всей первой ступени. Вместо этого предлагается вернуть лишь небольшую, но дорогую часть ступени, это проще и дешевле.
ULA
Технология носит название Sensible, Modular, Autonomous Return Technology (SMART). Маршевые и рулевые двигатели будут вылавливаться в воздухе, это самая дорогая часть первой ступени. План ULA заключается в том, чтобы нижняя часть ракеты отсоединялась после завершения работы первой ступени. Затем, используя надувную теплозащиту, она входит обратно в атмосферу. Раскроются парашюты, вертолёт поймает блок с двигателями и приземлится с ним.
Для сравнения: SpaceX вынуждена оставлять в баках первой ступени Falcon 9 какую-то часть топлива, чтобы выполнять три последующих включения для гашения скорости, торможения при входе в атмосферу и мягкой посадки на платформу. Это отражается на общей производительности: этот небольшой остаток топлива можно было бы использовать для вывода полезной нагрузки. Зато к первому полёту «Вулкана» в 2019 году SpaceX уже наверняка отработает посадку первых ступеней Falcon 9.
Как Delta и Atlas, Vulcan будет модульным с различными размерами головных обтекателей или с дополнительными стартовыми ускорителями, что позволит при необходимости увеличивать производительность. Эта модульность отличает ULA от других игроков: у SpaceX есть обычный Falcon 9 и планируемая тяжёлая версия, Arianespace может предложить лишь «Вегу» и «Союз», а градаций нет. «Вулкан» же будет доступен в 12 вариантах от среднего до тяжёлого класса.
Для сравнения: SpaceX вынуждена оставлять в баках первой ступени Falcon 9 какую-то часть топлива, чтобы выполнять три последующих включения для гашения скорости, торможения при входе в атмосферу и мягкой посадки на платформу. Это отражается на общей производительности: этот небольшой остаток топлива можно было бы использовать для вывода полезной нагрузки. Зато к первому полёту «Вулкана» в 2019 году SpaceX уже наверняка отработает посадку первых ступеней Falcon 9.
Как Delta и Atlas, Vulcan будет модульным с различными размерами головных обтекателей или с дополнительными стартовыми ускорителями, что позволит при необходимости увеличивать производительность. Эта модульность отличает ULA от других игроков: у SpaceX есть обычный Falcon 9 и планируемая тяжёлая версия, Arianespace может предложить лишь «Вегу» и «Союз», а градаций нет. «Вулкан» же будет доступен в 12 вариантах от среднего до тяжёлого класса.
Четырёхметровый вариант, ULA
Ракета будет доступна с головными обтекателями диаметром либо четыре, либо пять метров. В первый вариант можно поставить до четырёх твердотопливных ускорителей, во второй — до шести. В последнем случае ракета станет аналогом тяжёлой модификации Delta 4.
Пятиметровый вариант, ULA
Первый шаг — это создание первой ступени. Вторым шагом разработки станет создание новой второй ступени под названием Advanced Cryogenic Evolved Stage. Она будет мощной настолько, чтобы заменить тяжёлый вариант Delta 4. У ступени будет от одного до четырёх двигателей от Aerojet Rocketdyne, XCOR или Blue Origin — выбрать опять же ещё не успели. Первый старт второй ступени запланирован на 2023 год. До этого в качестве второй ступени «Вулкана» будет стоять уже существующий «Центавр».
ULA
При 10—20 запусках в год стоимость наиболее базового варианта ракеты Vulcan будет составлять порядка 100 млн долларов (существующий Atlas 5 обходится в 164 млн). Но важно обеспечивать хотя бы 10 запусков в год, иначе стоимость возрастёт. В период между 2018 и 2022 годами ВВС и Национальное управление военно-космической разведки США будут делать вместо привычных десяти по примерно пять пусков в год. Заполнять образовавшуюся «дыру» планируется гражданскими запусками, в том числе для НАСА.
познавательное длиннопост песочница
В Британии приступили к созданию воздушно-реактивного ракетного двигателя SABRE
Руководство оборонной компании BAE Systems, являющейся владельцем 20-процентного пакета акций Reaction Engines, намерено сфокусироваться на одном из проектов последней — гиперзвуковом двухрежимном двигателе Sabre. Данной силовой установкой на жидком водороде планируют оснастить летательный аппарат Skylon.
Рендеры орбитального самолёта Skylon
Чтобы понимать научную ценность данной разработки, достаточно озвучить преследуемую инженерами BAE Systems и Reaction Engines цель: создание беспилотного космолёта многоразового использования, не требующего для разгона отдельной ракеты-носителя, как запускаемые сегодня корабли. Кроме того, в теории успешные испытания беспилотной модели могут стать катализатором для появления и модификации Skylon, которой был бы под силу не только вывод грузов на орбиту, но и транспортировка человека в любое место земного шара. Представьте, что подобный орбитальный самолёт (подразумевается обязательный, хоть и кратковременный, выход аппарата на околоземную орбиту) способен доставить экипаж в самую удалённую от места старта точку нашей планеты всего за 4 часа.
Планируется, что в ближайшем будущем удастся воплотить задуманное и представить мировой общественности уникальный агрегат: первый в мире реактивный двигатель с комбинированным рабочим циклом. За счёт возможности функционировать как в воздушно-реактивном, так и ракетном режиме, Sabre сможет маневрировать на дозвуковых скоростях, а также достигать околоземной орбиты и бороздить уже космические просторы. При достижении 25-километровой отметки такой самолёт способен превысить скорость звука в пять раза, после чего активируется ракетный режим Sabre, обеспечивающий уже 25-кратное превосходство над скоростью распространения звуковой волны.
Пока что главным препятствием в разработке двухрежимного двигателя Sabre, чья реактивная тяга эквивалентна 200/300 тоннам соответственно, является несовершенство современных систем охлаждения. Здесь на помощь должен прийти фирменный теплообменник Reaction Engines, который за миллисекунды (охлаждение воздушного потока с 1000°С до −150°С займёт 0,01 с) снизит температуру сжатого воздуха, необходимого для последующего воспламенения жидкого водорода в камере сгорания.
Теплообменник, которым планируется компоновать Sabre
Разумеется, озвученные требования, предъявляемые к детищу Reaction Engines, невозможно реализовать без соответствующей финансовой поддержки не только со стороны грандов индустрии, но и государства. Логичным результатом заинтересованности в скорейшем появлении опытного образца двигателя SABRE стали инвестиции BAE Systems в размере $31,8 млн в обмен на 20 % уставного капитала Reaction Engines, а также предоставление бюджетных средств правительством Великобритании в размере $92,4 млн.
Согласно планам разработчиков, беспилотная версия Skylon с двигателями SABRE поднимется в воздух (к слову, для взлёта аппарату достаточно полосы на обычном аэродроме) и пройдёт серию первых тестовых испытаний уже в 2025 году.
