„Человечество не останется вечно на земле, но в погоне за светом и пространством сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околосолнечное пространство.“
Константин Эдуардович Циолковский
Всего через 60 лет после слов Циолковского человечество побывало в открытом космосе, на Луне, запустило спутники во все уголки нашей солнечной системы.
На данном этапе у человечества имеется космическая станция,которая по размерам больше 2 футбольных полей, так же по красной планете разъезжали марсоходы ( последний был отправлен 30 июля 2020 года “Персевирэнс”)
В последнее 10 лет так же набирает популярность и успех многоразовое использование ракет (80%). В ближайшем будущем SpaceX запустит “Starship Super Heavy” который по задумке будет иметь 100 % многоразовость. Безусловно это сократит ещё больше цены на полеты и доставку груза в космос. Ракета Starship будет использовать метан вместо привычного керосина.
“Энергомаш” в середине 1980-х тоже занимались двигателем на жидком метане и находили в этом большие перспективы, но не смотря на это проект решили закрыть. Роскосмос предлагал NASA купить метановый двигатель РД-169 в 90-е, но NASA в этом скорее всего не видело перспективы, шаттлы летали летали, атласы летали, в этом не было необходимости. Спустя десятилетия частные американские компании заинтересовал метан как топливо для новых ракетных двигателей. Метан является в преимуществе над керосином и водородом, особенно в повторном использовании и двигателей с закрытым циклом.
СПРАВА двигатель закрытого цикла – RAPTOR
Credit: astronomy.ru
- Удельный импульс выше чем у остальных
- Лучше подходит для двигателей закрытого цикла
- Возможна добыча на других планетах
- Дешевле других видов топлива
- Не оставляет сажи при сгорании
- Более экологичный
Сейчас есть 2 самых успешных метановых двигателя
- RAPTOR от SpaceX
- BE-4 от Blue Origin
RAPTOR: Двигатель от SpaceX будет все же успешней, чем двигатель от Blue Origin. Raptor побил недавно рекорд и выдержал 330 бар! Так же он был успешно протестирован на прототипе Starhopper и Starship SN5, которые подпрыгнули на 150 метров и успешно приземлились. Имеет удельный импульс 330с. Прыжки совершались пока только на одном двигателе,но в скором времени планируется совершить прыжок на 20 километров, тогда будет установлено 3 атмосферных двигателя. Илон Маск в июле сообщил, что через пару месяцев начнется испытание”RAPTOR VACUUM” . Вакуумная версия тоже будет установлена на Starship, как и атмосферных вакуумных рапторов будет тоже 3.
BE-4: двигатель тоже имеет закрытый цикл как и Raptor. Оба они собираются быть многоразовыми. BE-4 будет установлен на ракете New Glenn и Vulkan. Выдерживает давление в 132 атм,что в 2.5 раза меньше чем у RAPTOR. Компания Безоса заявляет, что полеты c BE-4 начнутся уже в 2021 году. Так же компания часто заявляет о скорых полетах на орбиту с туристами, примерно это стоит ожидать в 2021 году.
Так же в Blue Origin показали лунный посадочный модуль BLUE MOON, который к слову уже не будет использовать метан. Лунный модуль от BO будет использовать жидкий водород + жидкий кислород, его планируют запустить к Луне на ракете New Glenn.
SpaceX вслед за Blue Origin тоже решили представить миру лунный Starship, но он уже будет использовать метан как основное топливо. Основные отличия Starship и Starship Moon в покраске, отсутствие крыльев, выдвижными опорами, солнечными панелями и стыковочным портом. Как известно Nasa в итоге конкурса выбрала эти компании в участие миссии “Артемида” ,чтобы осенью 2024 года выполнить посадку на поверхность Луны.
Роскосмос и прогресс двигателей на метане
Роскосмос тоже начал пытаться строить планы на метановый двигатель и “Энергомаш” уже приступило к разработке РД-169.По различным заявлениям его испытания должны начаться 2021-2022 годах. Союз-5 по планам Роскосмоса будет первая многоразовая ракета от России. Союз-5 ещё в разработке и летные испытания могут начаться еще не скоро. До этого глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин заявил,что сажать ступени в России попросту невозможно из-за географических факторов.
Полностью нового двигателя не будет, скорее всего будет только небольшая модернизация. Еще в 1980-х Энергомаш начал прекращать производство новых двигателей, вместо этого просто начали дорабатывать прошлые.Так что на данный момент судьба РД-169 остается неизвестной.
Уйдут ли двигатели на керосине?
В ближайшие два десятилетия керосиновые двигатели уж точно не останутся без работы. Nasa, Роскосмос и многие космические компании по типу Electron ещё не владеют возможностью летать на метане. Работы по созданию ведуться, но даже если ускорить темпы то рабочую ракету на метане от государственных компаний мы получим разве что не раньше 2025 годов. Falcon 9, Atlas V, Союзы, будущая SLS продолжат ещё бодро летать в 20-х годах , так же надо не исключать возможность выхода новых ракет на керосине и водороде.
Возможно SpaceX и Blue Origin подтолкнут все компании (в том числе и государственные) производить более производительные двигатели, доказав это на собственном опыте. В этом году так же экоактивисты выразили поддержу в пользу метана. На данном этапе мы уже может наблюдать как Роскосмос начинает возобновлять работу над старым двигателем, из-за того что космические гиганты сейчас всеми руками за метановое топливо в ракетах.
Как вы смотрите на будущие керосина? Уйдет ли он или прости сдвинется на второе место?