Одного разу, декілька італійських інженерів, очевидно перегрівшись на теплому пляжі, вирішили створити космічну ракету. І не аби-яку, а найменшу у світі. Ні, не так – не найменшу, а просто крихітну. Зі стартовою масою 1800кг! БАГАТОРАЗОВУ! ОДНОСТУПІНЧАТУ! І це не жарт! Вони вже проводять вогневі випробування повнорозмірного макету! Називається ракета EOS, а виробник Sidereus.
Але чи насправді все так неймовірно? Спробуємо розібратись. Для початку наведу технічні характеримтики майбутньої ракети: Злітна маса – 1800кг, висота 4.2м, маса вантажу на низьку навколоземну орбіту – 13кг, суха маса носія – 30кг (до місця старту її несуть двоє ‘інженерів’), пальне – гас та рідкий кисень, двигун – один тягою близько 2500кгс. І так, повторюсь, вона одноступінчата. Запускати планюють кубсати, розміром до 6u. Стартовий майданчик – бетонна опора, два автомобіля-заправника, та ноутбук для керування процесом. Божевілля! За один запуск проситимуть 150 тис $.
Двигун, тягою схожий на Kestrel, що використовувався на SpaceX Falcon1. Щоправда, Kestrel мав тягу дещо більшу – майже 3200кг та був вакуумним. Маса двигуна теж цікава – в Kestrel вона 52кг. Для меншої тяги(2500кгс) та з меншою довжиною сопла, гадаю реальні цифри – принаймі 30кг. Розробники ж заявляють, що їм вдастся зменшити масу двигуна до 15кг. Повіримо? Питомий імпульс атмосферного Merlin 1d сягає 282с на рівні моря та 311с в вакуумі. Можемо для підрахунків спростити питомий імпульс до 300с.
Тепер, щодо корпусу ракети – він же паливний бак. Заявлено, що його виготовлено з алюмінію і він максимально полегшений. Витримує свою вагу в незаправленому стані, а при заправці пальним та окислювачем, в баках повинен підтримуватись певний тиск газу. Якщо припустити, що в баках відсутні будь-які ребра жорсткості, фланці та з’єднання то площа поверхні та міжбакових перегородок становитиме близько 15м². Заявлена ‘італійцями’ суха маса ракети без двигуна – 15кг. Отже, якщо прийняти товщину металу однаковою по усій площі, то вона становитиме 0.37мм. Що вважаю цілком реалістичним. Більше того, гадаю, що товщина листа може бути навіть менша – 0.2-0.3мм. Для порівняння – товщина профлиста – 0.4-0.5мм, а товщина алюмінієвої пивної банки 0.08мм! Головною проблемою, в даному випадку є з’єднання (зварювання) листового алюмінію. Проте, технологій зварювання є декілька і вони масово використовуються в харчовій промисловості. Тобто, заявлена суха маса ємності (без двигуна) мені здається досяжною! За заявами розробників, прототипи ракети вже пройшли кріовипробування та відповідають заявленим характеристикам.
Тепер звернемось до формули Ціолковського. Для виходу на низьку навколоземну орбіту необхідно, враховуючи атмосферні та гравітаційні втрати, принаймі 9500м/с характеристичної швидкості. Маючи імпульс двигуна (приймемо його за 300с) та стартову масу 1800кг, отримаємо кінцеву масу – 73кг!
Ну що ж, додавши заявлені суху масу ракети в 30кг та масу вантажу в 13кг, отримаємо 43кг, що на 30кг менше максимально можливої. Тобто, заявлені характеристики можуть бути реальними! Сам в шоці :).
Але! Розробники, вважаючи, що ракета недостатньо божевільна, вирішили зробити її багаторазовою! Після відділення корисного навантаження, ракета гальмує та входить в атмосферу. На нижній частині ракети нанесене теплозахисне покриття. Оскільки маса ракети незначна, то й тепловиділення буде значно менше. І для захисту, гадаю, досить мінімального захисту. Можливо він являтиме собою спеціальну фарбу, або тонкий шар якогось матеріалу. Площа теплозахисту 0.7м², приймемо його масу в 10кг. В нижніх шарах атмосфери відкриватиметься парашут (вагою мінімум 10кг) для м’якої посадки на воду. Отримаємо запас 10кг. Щоправда, я не врахував пальне для гальмівного та орбітального маневрів.
Хмм… На мою, не надто професійну думку, запуск цієї неймовірної ракети на орбіту можливий. При багатьох але. Тільки на орбіту. Проте повернення носія неушкодженим з орбіти може бути складнішим та є фантазією розробників… Щож, поживем-побачим. Як я писав вище, вже проведені вогневі випробування повнорозмірного прототипу. Але, якщо ця неймовірна ракета вийде на орбіту – я з’їм свого капелюха 😉