Илон Маск против России: двигатель SpaceX побил рекорд отечественного РД-180
Новый двигатель Raptor, разработанный SpaceX, побил рекорд российского РД-180 по уровню давления в камере сгорания. Об этом глава компании Илон Маск заявил в своем Twitter.
Raptor планируется установить на космический корабль Starship, вторую ступень ракеты BFR, которая сможет доставить астронавтов на Луну и, теоретически, на Марс. 7 февраля 2019 года SpaceX впервые протестировала Raptor и вывела ракетный двигатель на полную мощность. В отличие от подавляющего большинства действующих ракетных двигателей он работает на метане, а не на керосине. Благодаря этому в двигателе не образуется сажи, его проще готовить к повторным полетам. В предыдущих испытаниях давление в камере сгорания достигало 250 атмосфер — показателя, близкого к среднему давлению в российском двигателе РД-180, у которого этот показатель составляет 266,7 бар. Такие двигатели делают на НПО «Энергомаш».
«Сегодня Raptor достиг 268,9 бара, побив предыдущий рекорд, установленный потрясающим российским РД-180», — написал Маск.
Еще в конце декабря основатель SpaceX считал РД-180 самым совершенным двигателем. «Стыдно, что компаниям Boeing и Lockheed нужно использовать российский двигатель на ракете Atlas-5, однако конструкция двигателя великолепна», — написал он в твиттере.
Планы и реальность
Справедливости ради стоит отметить, что двигатель РД-180 производится серийно и уже используется в упомянутом Маском Atlas-5. В будущем его планируется применить в российской сверхтяжелой ракете «Енисей», по данным источника РИА Новости. SpaceX же в своих ракетах пока не использует Raptor. В уже существующих Falcon-9 и Falcon Heavy применяются двигатели Merlin, менее совершенные, чем РД-180. Двигатель Raptor еще только предстоит испытать в составе ракеты, — ее SpaceX также еще лишь предстоит создать. Кроме того, российские двигатели стремится заменить и Джефф Безос — его компания Blue Origin разрабатывает BE-4.
Планируется, что на более совершенных версиях двигателя Raptor инженерам удастся повысить давление до отметки в 300 атмосфер. Маск обещает, что на таких двигателях ракеты SpaceX смогут облететь Луну уже в ближайшее время. В 2019 году SpaceX запланировала запуск тестовой версии Starship, которая получила называние Starhopper. Она должна будет подняться вверх на несколько десятков километров, а затем плавно опуститься обратно на Землю. На ней будут отработаны технологии для создания многоразовой полноценной версии второй ступени BFR — Starship.
В то же время главные конкуренты Маска в борьбе за Луну — ракета SLS, собранная инженерами NASA, и российская ракета-носитель сверхтяжелого класса «Енисей», — многоразовыми не являются. При этом первая российская пилотируемая экспедиция по всей видимости отправиться на Луну не раньше 2031 года.
Если Маску удастся доказать, что его многоразовые ракеты запускать в разы дешевле, то разработки NASA и «Роскосмоса» окажутся устаревшими уже на стадии разработки.
Обратная тяга: на чем США и Европа будут летать в космос после разрыва отношений с РФ
Для начала стоит сказать, что американский космос становится всё более приватным и частным. Компания SpaceX, основатель которой в своё время судился с Lockheed Martin/Boeing и Минобороны США за то, что на двух гигантов военно-промышленного комплекса приходится огромная доля космических заказов, по сути сам стал монополистом, подобрав под себя подавляющее большинство правительственных и частных заказов на космические пуски, проводимых с территории США.
Этому есть логичное объяснение: санкционное давление, технологии и относительно невысокая стоимость запуска позволяют Илону Маску диктовать любые условия на вывод космических аппаратов. Уникальность ситуации в том, что британское правительство и власти США договорились со SpaceX о запусках прямого конкурента Starlink — спутников связи OneWeb, которые изначально выводились российскими ракетами «Союз».
К монополии на космические пуски Маска привело желание ни от кого не зависеть. Чтобы компания работала как часы, он утвердил схему полного производственного цикла ракет: от двигателей до самих ракет. Но так получилось только у него.
Альтернативы российским ракетам и двигателям
Российские ракетные двигатели долгое время позволяли американским компаниям летать в космос даже после появления на мировой космической арене Илона Маска. На РД-180 в космос отправились такие миссии, как «Новые горизонты», InSight, Solar Orbiter и другие. Почти четверть века РД-180 использовали в американских ракетах «Атлас-3» и «Атлас-5», на которых выводились в космос не только научные спутники, но и военные разведывательные аппараты США. По некоторым данным, РД-180 еще остались в США в «товарных количествах», потому около года (а может и чуть больше) США смогут строить ракеты под эти агрегаты.
Поставки современных двигателей РД-181 для ракет «Антарес», верхом на которых к МКС летает космический грузовик Cygnus, приостановлены. С 2015 года в США было отправлено 26 таких двигателей, в распоряжении американцев остались еще четыре, от обслуживания которых «Роскосмос» также отказался.
Заменить эти двигатели будет непросто, но варианты у США есть. Первый из них — AR1 от Aerojet Rocketdyne. Он считался наиболее оптимальным для установки на ракеты «Атлас», но после того, как в 2018 году правительственные органы стали настаивать на ускорении испытаний, разработчики заявили, что конструкция не проверена до конца, — и отложили огневые испытания, как минимум, до конца 2022 года.
Единственная доступная альтернатива не от Илона Маска и не из России — двигатель BE-4 и тяжелая ракета Vulcan производства Blue Origin Джеффа Безоса. Метановый двигатель BE-4 часто называли «убийцей РД-180», но он пока даже не производится: вместо двух десятков агрегатов, законтрактованных как для домашней космической компании Blue Origin, так и для аэрокосмического гиганта ULA, на складах находится ровно ноль. А без него не полетит и тяжелая ракета-носитель «Вулкан» — замена для ракет «Атлас» и «Дельта». Разработкой ракетоносителей этого типа с 2014 года в ULA занимаются самостоятельно, но процесс идет медленно, нервно, а отсутствие новых двигателей еще сильнее увеличивает разрыв между огромной (почти что) госкорпорацией и маленькой, но эффективной SpaceX.
Илон Маск снова в дамках
Ситуация с разрывом дипломатических, политических и экономических связей ударила по американским и европейским производителям. Хотя много лет заявлялось, что этого никогда не произойдёт. Ситуация практически патовая — к примеру, быстро найти альтернативы ракетам «Антарес» и грузовикам Cygnus нельзя. Точнее можно, но альтернативу зовут Илон с фамилией Маск. А его и так подозревают в создании монополии на космос и других смертных грехах, а потому банкротство конкурирующей компании ему будет только на руку. У SpaceX есть и ракеты, и космические грузовики Dragon, которые летают к МКС с тем же уровнем надежности, что и российские «Прогрессы», а также грузовики Cygnus.
Кто будет получать больше после разрыва отношений с Россией
Итак, с американцами уже разобрались — собственные ракеты и двигатели у них есть, поэтому летать как на МКС, так и за ее пределы они смогут, пусть и не без неприятных ощущений и вкуса дороговизны. Заместить российские «Союзы» и «Прогрессы» попробуют и европейцы. Ракеты «Ариан-5» летают давно, летают надёжно и практически полностью на собственных технологических решениях. На этих ракетах, в частности, выводят в космос спутники европейского аналога GPS «Галилео». Ей на замену должна была прийти еще более современная ракета «Ариан-6», но после огневых испытаний двигателя первой ступени в 2019 году хороших новостей как-то не прибавилось.
Стартовый комплекс под новую ракету построили, конструкцию вроде бы признали надежной. Но первый запуск перенесли сначала на конец 2020 года, потом на середину 2021, а теперь на вторую половину 2022. Это будет неплохая, но относительно скромная тяжелая ракета — по уровню выводимой полезной нагрузки «Ариан-6» будет находиться после Falcon 9 и российской «Ангара-А5». Но главное ее достоинство не в этом, а в том, что ее производят целиком в ЕС, и для нормального функционирования космической программы никакие партнеры европейским компаниям не нужны.
Ракетный двигатель Илона Маска — блеф планетарного масштаба
Очередной выпуск авторской программы военного обозревателя Александра Артамонова «Контрольный выстрел» посвящён космосу.
Сегодня стараниями Илона Маска к этой теме по обе стороны океана повысился интерес:
с лёгкой руки основателя Tesla американская космонавтика, как утверждают американские политики и СМИ, обретает второе дыхание.
Даже уже объявлено, что впредь для полетов США будут обходиться без российского двигателя — силовой установки для движения в безопорном пространстве.
К слову, американцы уже в течение 20 с лишним лет вынуждены использовать РД-180.
Это российский ракетный двигатель еще советского производства, который используется на ракетах Atlas, включая Atlas V. Это единственный маршевый двигатель, который позволяет выводить грузы и, в том числе, людей из гравитационного колодца, то есть с поверхности Земли.
Блеф космического масштаба
Все разговоры про то, что Илон Маск уже больше года как создал при помощи своей программы SpaceX Dragon некий новый ракетный двигатель, не более чем разговоры.
Никакого двигателя Маск не создал. Его «агрегат» — всего лишь связка более 20 единиц двигателей не основного хода, не маршевых, а маневровых. Это двигатель Merlin, малый двигатель, приблизительно в 4-5 раз менее мощный, чем РД-180.
Он связал их, грубо говоря, в единый механизм, при помощи которого удалось выводить ракету на орбиту. Довольно опасное, кстати, мероприятие, потому что достаточно легкой разбалансированности одной из силовых установок для того, чтобы импульс совсем был не тот, который нужен. Итог в этом случае очевиден.
И вся планета его уже несколько раз видела. В прямом эфире.
Технику скопировать невозможно
Надо сказать, что Маск в своём желании создать собственный РД-180 не является оригинальным. Сделать это пытаются и Rocketdyne, и корпорация ULA.
И самое любопытное, что наши спецы в ракетостроении абсолютно убеждены, что американцам эта задача не по зубам по ряду объективных данных.
Натан Эйсмонт, ведущий научный сотрудник Института космических исследований Российской академии наук, сказал:
«Говорить о том, какие американские разработки более перспективны, просто рано. Очень сомнительно, что какой-то из аналогов сможет превзойти РД-180. В нем был достигнут потолок технологических возможностей».
Петр Левочкин, главный конструктор НПО «Энергомаш»:
«Я бы сказал, что все они сходятся в одном, что создать подобный двигатель в принципе невозможно, если у вас нет сплавов, если ваши сплавы не выдерживают запредельные температуры камеры сгорания и вы не знаете до конца, каким образом добиться нетекучести стенок, чтобы стенки сохраняли твердость, плотность при тех запредельных температурах в камере сгорания, которые возникают. Вопрос материаловедения, вопрос сплавов, вопрос еще правильного впрыскивания топлива — все эти вопросы американцы решить не могут, несмотря на то, что у них даже есть доступ к конструкторской документации. Мы не запираемся, мы им ее передаем».
Реальные факты в подтверждение
- Когда в 50-е годы в СССР решили скопировать английский Rolls-Royce, то никак не могли понять, как работает коробка передач: почему-то зубцы шестеренок не попадали друг в друга. Вроде бы как диаметр соответствовал, а сцепления, когда собирался механизм, не происходило. Пришлось буквально через разведку (да-да!) покупать сведения о том, что на заводе эти самые шестеренки предварительно замораживают, то есть понижают температуру металла, и таким образом зубчики цепляют друг друга, а потом, естественно, металл в процессе дилатации намертво плотно садился — и всё работало.
- Винтовка Лобаева — самая дальнобойная винтовка в мире. Стреляет на р 4200 метров. А почему? Потому что есть секрет нарезки ствола и секрет сплавов, который господин Лобаев знает, а американцы, которые в свое время его выучили, не знают.
Технологическая тайна действительно может десятилетиями оставаться тайной. Вроде бы всё скопировали, а — не работает машинка. Так же и с РД-180. Поэтому у американцев до сих пор нет собственного нового нормального ракетного двигателя, способного поднять груз на орбиту.
Последний прототип двигателя, который построили американцы в рамках корпорации ULA по чертежам РД-180, прямо на стенде взорвался.
Нам же остается надеяться, что и далее мы сумеем сохранить высокую планку эпохи Королева, создавая новые разработки, и останемся по-прежнему на коне, а наши «конкуренты» — под конем.
PS: Не просто же так США подписали новое соглашение на шесть двигателей РД-180.
Присоединяйтесь к телеграм-каналу Правды.Ру с возможностью высказать ваше собственное мнение)