Госкорпорация «Роскосмос» разместила предварительный заказ на разработку технических требований к парашютной системе возвращаемой ступени космических ракет. Разработкой системы, которая в будущем поможет конкурировать с многоразовыми ракетами Rocket Lab и SpaceX, займётся холдинг «Термодинамика» (входит в госкорпорацию «Ростех»).
По словам гендиректора «Термодинамики» Игоря Насенкова, предварительный заказ от «Роскосмоса» получили в прошлом месяце. В этом году планируют начать научно-исследовательскую работу. При этом, сроки создания системы пока неизвестны, подчеркнул Насенков.
«Орёл» и «Амур»
Параметры парашютной системы для ракет неизвестны, но предположить их масштаб можно с помощью аналогичной системы для космического корабля. Так, Игорь Насенков рассказал об особенностях парашютной системы для перспективного космического корабля «Орёл».
Система получит три купола площадью в 1200 кв. м. каждый. Это позволит системе обеспечить спуск груза массой до 9535 кг. Сейчас «Технодинамика» работает над опытными образцами парашютов, а на 2023 год запланированы комплексные испытания. Продолжат тестирование сбросом полноразмерной капсулы из космоса, добавил Игорь Насенков.
Напомним, в России с 2013 года разрабатывается многоразовая ракета-носитель «Амур». Планируется, что в многоразовом исполнении ракета со стартовой массой в 360 т сможет нести до 10,5 т на низкую околоземную орбиту (НОО). Для сравнения, ракета «Союз-2.1б» может взять лишь 8,2 т на НОО. Также «Амур» получит автоматизированную систему подготовки к пуску. Всё это позволит сделать запуски дешевле. Предположительная стоимость пуска многоразовой ракеты «Амур» (без учёта разгонного блока) составит 22 млн. долларов – против примерно 45 млн. долларов в которые обходится запуск «Союз-2.1б».
Разработка многоразовой ракеты позволит «Роскосмосу» сократить стоимость запуска, что может привлечь новых клиентов, и укрепить свои позиции перед частными компаниями, разрабатывающими многоразовые ракеты.
Теория и пример
Существует несколько систем, обеспечивающих мягкую посадку первой ступени. Так, на ракетах Falcon используется сложный комплекс, включающий три тормозных двигателя, рули, систему навигации, и систему ориентации. Это обеспечивает точное приземление, но значительно снижает массу полезной нагрузки ракеты. Другим примером может служить разрабатывавшаяся в конце 1980-х советскими инженерами система возврата с жёстким крылом (Энергия-2). С одной стороны, это позволило бы приземлить ступень на любом аэродроме, а с другой – такая система также даёт ракете избыточную долю дополнительного веса. В 2001 году был показан макет многоразового ускорителя первой ступени ракеты «Ангара».
Но есть решения, не забирающие дорогостоящую массу ракеты. Это системы воздушного подхвата, и парашютное приземление. В первом случае тоже необходим парашют небольшой площади. Его цель – снижение скорости для подхвата аппарата вертолётом. В прошлом году таким образом вернули ступень ракеты Rocket Lab Electron.
В свою очередь, полноценное парашютное приземление требует систем большой площади, чтобы амортизировать удар от приземления. Развитие синтетических тканей позволило сократить массу больших парашютов, что позволило создать системы большой грузоподъёмности. К примеру, военная система ПС-950 может «приземлить» до 13 тонн груза, при этом доля самой системы составит лишь около 12%. Это позволяет брать больше груза на орбиту, сохраняя возможность повторного использования. Правда, такой способ требует обширной площадки отчуждения, ведь такая система посадки неуправляема.
