Космический ракетный двигатель который закупают сша

Без русского движка. На чём теперь будут летать в космос американцы?

События на Украине серьёзно повлияли на мировую космическую отрасль. За прошедшее с 24 февраля время руководителями крупнейших космических агентств было сделано множество заявлений, приостановлены контракты и совместные проекты, прекращены запуски космических аппаратов и различные поставки.

Наиболее чувствительным для США стал отказ Роскосмоса обслуживать оставшиеся у американцев ракетные двигатели РД-180 и поставлять новые РД-181. А ведь именно эти движки, считающиеся лучшими в мире, много лет обеспечивали NASA наиболее интересные и стратегически важные космические миссии. На чём же они будут летать теперь?

Выводили даже их военные спутники

Ракетный двигатель РД-180 был разработан в середине 1990-х в НПО Энергомаш на основе советского РД-170. С 1997 года эти двигатели поставлялись в США — тогда они понадобились для американских ракет «Атлас-3» и «Атлас-5» и были разработаны специально под них. Контракт не раз продлевался: хотя заокеанские «партнёры» давно пытаются избавиться от тягостной для них зависимости от российского производителя, создать полноценный аналог собственными силами они не могут.

На РД-180 в космос отправлялись такие миссии, как New Horizons, InSight, Lunar Reconaisance Orbiter, Solar Orbiter, Juno и многие другие. Стоит сказать, что на протяжении четверти века российские двигатели, установленные на ракетах «Атлас-3» и «Атлас-5», выводили на орбиту в том числе и американские военные спутники. Причём ракеты всегда запускали только при участии российских представителей — разработчиков РД-180. Наши инженеры на всех этапах подготовки к старту проверяли двигатели: осуществляли так называемый авторский надзор.

С 2014 года на Россию начали оказывать санкционное давление, и некоторые эксперты полагали, что поставки РД-180 за океан прекратятся. Вопреки ожиданиям, в декабре 2014-го с американцами был подписан очередной контракт — на этот раз на поставку двигателей РД-181. Это экспортный вариант, разработанный для ракет «Антарес». На этих носителях NASA отправляет на орбиту космические грузовики Cygnus.

Тяга будет почти в два раза меньше

Как уже сказано, заменить российские двигатели американцы пытаются давно. И кое-какие варианты у них есть, пусть и не такие надёжные и дешёвые. Хвалёный Илон Маск ставит на свои ракеты различные модификации двигателя Merlin, который разработан его компанией SpaceX и эксплуатируется с 2006 года. Правда, для того чтобы хоть как-то сравняться по характеристикам и эффективности с РД-180, на одной ракете приходится использовать несколько двигателей. Так, на первой ступени Falcon 9 их стоит девять штук. А на ракете-носителе сверхтяжёлого класса «Falcon Heavy» — аж 27! Кроме того, компания Маска продолжает работу над двигателем Raptor, который планируется применять на космическом корабле Starship.

Сначала в качестве альтернативы РД-180 американцы рассматривали двигатель AR1 от компании Aerojet Rocketdyne. Его планировалось устанавливать на всё те же «Атласы», но, когда подошёл срок, выяснилось, что разработка находится в сыром состоянии. Огневые испытания отложены как минимум до конца 2022 года.

Сейчас наиболее подходящим вариантом замены российскому движку считают BE-4, который создаётся компанией Джеффа Безоса Blue Origin. Его тяга будет больше, чем у двигателя Илона Маска Merlin, но почти в два раза меньше, чем у РД-180. Принципиальное отличие этого двигателя в том, что он метановый. Однако важнее то, что BE-4 до сих пор не испытан в полётах: его производство и ввод в эксплуатацию отстают от запланированных сроков.

А вот заменить РД-181, на которых летали ракеты «Антарес», сейчас вообще нечем. О таких разработках ничего не известно, а между тем отправлять к МКС грузовые корабли Cygnus американцам как-то придётся. Во всяком случае, два запуска на ближайшие пару лет в их планы входят.

Что потеряет Роскосмос

Что будут делать в такой ситуации NASA и Европейское космическое агентство? И какими финансовыми потерями это обернётся для российской стороны? Об этом АиФ.ru спросил у научного руководителя Института космической политики Ивана Моисеева:

«Во время наиболее интенсивного использования американцами РД-180 он покрывал 10% потребностей США в ракетных двигателях первых ступеней ракет-носителей. Всего американцам были поставлены 122 таких двигателя. Контракт по РД-180 был завершён в прошлом году — он принёс НПО Энергомаш более миллиарда долларов.

В настоящее время у США есть запас РД-180 — около 20 двигателей. Их с лихвой хватит на все оставшиеся запуски ракеты-носителя “Атлас-5”, на которой этот тип двигателей используется. Потом “Атлас-5” будет заменена на более совершенную ракету “Вулкан-Кентавр”, на первой ступени которой будут стоять двигатели BE-4, которые разрабатывает компания Джеффа Безоса. Первый пуск “Вулкана” ожидается уже в этом году.

Второй двигатель, который мы поставляли в США — РД-181 для ракеты-носителя “Антарес”. Всего было запущено 11 ракет с такими двигателями. В среднем они летали два раза в год, что приносило НПО Энергомаш доход в 40 миллионов долларов. Теперь, когда по инициативе Роскосмоса поставки двигателя РД-181 прекращены, у американской корпорации Northrop Grumman, которая его закупала, есть два варианта действий. Первый: она может вообще отказаться от запусков ракет “Антарес”. Для функционирования МКС это не будет критичным, так как все необходимые функции сможет выполнять компания SpaceX со своими кораблями. Второй: запускать грузовики к МКС на ракетах “Атлас-5”, как уже было после аварии 2014 года. К этим ракетам двигатели РД-180 у американцев ещё имеются, о чём я уже сказал.

Что в результате потеряет Роскосмос? Доход от запусков OneWeb должен был составить 1 миллиард долларов, и на момент прекращения этот проект выполнен на 60%. C космодрома Куру наши “Союзы” летают с 2011 года, всего совершено 27 запусков. Потери России из-за отказа от этого проекта составят примерно 200 миллионов долларов в год».

В США объяснили закупку космических двигателей у России

Глава компании United Launch Alliance (подрядчик NASA) Тори Бруно объяснил, почему для запусков ракет семейства Atlas на протяжении многих лет используются российские двигатели РД-180. Об этом президент ULA рассказал в Twitter, отвечая на соответствующий вопрос от подписчика.

«Правительство США попросило нас купить их в конце холодной войны, чтобы российские ученые-ракетчики не оказались в Северной Корее и Иране», — написал он.

Двигатели РД-180 были разработаны НПО «Энергомаш» (предприятие «Роскосмоса») в середине 1990-х годов на базе советского РД-170, который был мощнейшим ракетным двигателем в мире и использовался на сверхтяжелой ракете-носителе «Энергия». РД-180 поставляются на экспорт в США, где их используют в запусках ракет семейства Atlas. Соглашение о поставках двигателей РД-180 американцам было заключено в 1997 году. По данным «Энергомаша», всего в Штаты было отправлено 119 двигателей, при этом выполнено 89 полетов на ракетах Atlas.

В 2014 году РД-180 попали под санкции США — в апреле американский суд по федеральным искам запретил United Launch Alliance использовать эти двигатели. ULA было запрещено «производить какие-либо покупки или платежи с НПО «Энергомаш». Однако уже в мае того же года Вашингтон отменил запрет. В 2016 году конгресс пытался отказаться от использования РД-180 с 2019 года, однако из-за отсутствия аналогов прекратить закупки российских двигателей не получилось.

В американских СМИ регулярно появляются сообщения о том, что Вашингтон пытается ускорить процесс замены РД-180, однако создать конкурентный двигатель, который мог бы заменить его в ближайшие годы, американским разработчикам пока не удалось.

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.

Космический ракетный двигатель который закупают сша

NASA и агентство DARPA, выполняющее заказы Министерства обороны США, объединили усилия для разработки революционной технологии освоения космоса — ракеты с ядерным двигателем. Ракета, получившая название DRACO (демонстрационная ракета для маневренных цислунарных операций), будет использовать ядерную тепловую двигательную установку (ЯТДУ) для достижения беспрецедентной скорости и эффективности в космосе. Новая технология позволит осуществлять более быстрые и маневренные операции на окололунной орбите, а также сократит время полета к Марсу с шести месяцев до трех или менее, в зависимости от расположения планет.

реклама

В отличие от обычных химических ракет, в которых для создания тяги сжигается топливо, в ракетах с ЯТДУ ядерный реактор нагревает топливо (например, жидкий водород) и выбрасывает его с большой скоростью. Это позволяет создавать большую тягу при меньшем расходе топлива, что делает их идеальными для дальних полетов.

В качестве топлива в двигателе DRACO будет использоваться жидкий водород, который является одним из самых эффективных ракетных топлив. Отношение тяги к массе двигателя DRACO будет примерно в десять тысяч раз выше, чем у электрических двигателей, а удельный импульс в 2-5 раз выше, чем у химических двигателей. Для справки, удельный импульс — это показатель того, насколько эффективно ракета использует свое топливо.

Агентство DARPA объявило о заключении контракта с компанией Lockheed Martin 26 июля 2023 года. Стоимость контракта составляет 499 млн долларов с учетом дополнительных опций. Lockheed Martin будет заниматься проектированием, созданием и испытаниями космического корабля DRACO. Разрабатываемый ядерный двигатель должен соответствовать всем нормам безопасности и взаимодействовать с другими системами и компонентами ракеты DRACO. Этим как раз таки займется компания BWX Technologies, которая разрабатывает специальный ядерный реактор. Помимо ядерного двигателя компания также будет поставлять специальное топливо из низкообогащенного урана высокой степени очистки (HALEU), которое более безопасно и надежно, чем высокообогащенный уран.

Космический аппарат DRACO будет запущен в 2027 году со стартовой площадки обычной ракетой в «холодном» состоянии (это значит, что при запуске реактор будет отключен в соответствии с правилами безопасности). Реактор будет включен после того, как ракета-носитель достигнет безопасной орбиты, где возможный взрыв ядерного реактора не повредит земную поверхность. Цель проекта — показать, что технология ЯТДУ может обеспечить более быстрые и маневренные миссии в окололунном пространстве.

В будущем космические корабли с ядерным двигателем полетят на Марс.

Технология ЯТДУ может произвести революцию в области полетов на Марс и за его пределы, открывая новые возможности для научных открытий и человеческой экспансии. К числу преимуществ технологии ЯТДУ относятся:

• Снижение воздействия на космонавтов космической радиации и микрогравитации, которые могут пагубно сказаться на их здоровье и работоспособности.
• Увеличение полезной нагрузки и энергопотребления для научных приборов и связи, что может повысить качество и количество собранных данных.
• Более гибкие сценарии аварийного прерывания полета к Марсу, повышающие безопасность миссии.
• Возможность более частых и разнообразных миссий к Марсу и другим направлениям Солнечной системы для расширения наших знаний.

Технология ЯТДУ на самом деле не является новой. NASA рассматривало ее еще до создания лунной ракеты Saturn V, но в то время инженерные задачи оказались слишком сложными. В рамках программ NASA Project Rover и NERVA в 1950-1960-х годах было разработано и испытано на земле несколько двигателей с ЯТДУ, но ни один из них так и не полетел в космос из-за технических, политических и экологических проблем.

Ядерный ракетный двигатель Nerva.

Проект DARPA под названием DRACO опирается на последние достижения NASA по возрождению исследований в области ЯТДУ в рамках проекта Nuclear Thermal Propulsion Project. NASA и DARPA уверены, что им удастся преодолеть технические препятствия и сделать ракету с ядерным двигателем реальностью. Они не одиноки в этом начинании. Компания Rolls-Royce также объявила о том, что работает над проектом ядерного двигателя, основанного на концепции газоохлаждаемого быстрого реактора (GFR), которая отличается от концепции высокотемпературного газоохлаждаемого реактора (HTGR), используемой компанией DRACO. Rolls-Royce планирует провести испытания своего двигателя в 2029 году, т.е. через два года после DRACO.

Ядерно-тепловые двигательные установки являются переломным моментом для освоения космоса. Они могут сделать перелет на Марс более быстрым, безопасным и захватывающим, чем мы могли себе представить.