Dopo gli incidenti abbastanza pubblicizzati che coinvolgono i razzi russi Proton, si può dire che è diventato persino indecente scrivere sul reale stato delle cose nell'industria spaziale. Tuttavia, il programma spaziale russo non riguarda solo incidenti e catastrofi di satelliti e stazioni spaziali, ma anche progetti davvero sorprendenti che sono piuttosto promettenti e superano con successo il percorso del loro design. Si concentrerà sul razzo riutilizzabile e sul sistema spaziale (MRKS-1), i cui test modello sono iniziati presso TsAGI.
Non molto tempo fa, il centro stampa TsAGI ha pubblicato un'immagine di questo modello. Il suo aspetto ricorda molti dei veicoli spaziali riutilizzabili, come lo Space Shuttle americano o il nostro "Buran". Ma la somiglianza esterna, come spesso accade nella vita, inganna. MKRS-1 è un sistema completamente diverso. Implementa un'ideologia fondamentalmente diversa, che è qualitativamente diversa da tutti i progetti spaziali passati implementati. Al suo interno, è un veicolo di lancio riutilizzabile.
Il progetto MRKS-1 è un veicolo di lancio a decollo verticale parzialmente riutilizzabile basato su un primo stadio da crociera riutilizzabile, blocchi booster e secondi stadi usa e getta. La prima fase viene eseguita secondo lo schema dell'aeromobile ed è reversibile. Ritorna all'area di lancio in modalità aereo ed effettua un atterraggio orizzontale negli aeroporti di 1a classe. Il blocco alato riutilizzabile del primo stadio del sistema missilistico sarà dotato di motori a razzo a propellente liquido (LPRE) da crociera riutilizzabili.
Attualmente, il Centro di ricerca e produzione statale intitolato a Khrunichev, il lavoro di progettazione, sviluppo e ricerca sullo sviluppo e la convalida dell'aspetto tecnico, nonché le caratteristiche tecniche del razzo riutilizzabile e del sistema spaziale, sono in pieno svolgimento. Questo sistema viene creato nell'ambito del programma spaziale federale in collaborazione con molte imprese collegate.
Tuttavia, parliamo un po' di storia. La prima generazione di veicoli spaziali riutilizzabili comprende 5 veicoli spaziali del tipo Space Shuttle, oltre a diversi sviluppi domestici delle serie BOR e Buran. In questi progetti, sia gli americani che gli specialisti sovietici hanno cercato di costruire un veicolo spaziale riutilizzabile (l'ultimo stadio, che viene lanciato direttamente nello spazio). Gli obiettivi di questi programmi erano i seguenti: il ritorno dallo spazio di una quantità significativa di carichi utili, la riduzione del costo di lancio di un carico utile nello spazio, la conservazione di veicoli spaziali costosi e complessi per un uso ripetuto, la capacità di effettuare lanci frequenti di uno stadio riutilizzabile.
Tuttavia, la prima generazione di sistemi spaziali riutilizzabili non è stata in grado di risolvere i loro problemi con un livello di efficienza sufficiente. Il costo unitario di accesso allo spazio si è rivelato circa 3 volte superiore a quello dei normali razzi monouso. Allo stesso tempo, il ritorno dei carichi utili dallo spazio non è aumentato in modo significativo. Allo stesso tempo, la risorsa dell'utilizzo di stadi riutilizzabili si è rivelata significativamente inferiore a quella calcolata, il che non ha consentito l'uso di queste navi in un programma serrato di lanci spaziali. Di conseguenza, in questi giorni, sia i satelliti che gli astronauti vengono portati in orbita vicino alla Terra utilizzando sistemi a razzo usa e getta. E non c'è proprio nulla per restituire attrezzature e veicoli costosi dall'orbita vicina alla Terra. Solo gli americani si sono fatti una piccola nave automatica X-37B, progettata per esigenze militari e con un carico utile inferiore a 1 tonnellata. È ovvio per tutti che i moderni sistemi riutilizzabili dovrebbero essere qualitativamente diversi dai rappresentanti della prima generazione.
In Russia, sono in corso lavori su diversi sistemi spaziali riutilizzabili contemporaneamente. Tuttavia, è chiaro che il più promettente sarà il cosiddetto sistema aerospaziale. Idealmente, un'astronave decollerebbe da un aeroporto come un normale aereo, entrerebbe in un'orbita terrestre bassa e ritornerebbe indietro, consumando solo carburante. Tuttavia, questa è l'opzione più difficile che richiede molte soluzioni tecniche e ricerche preliminari. Questa opzione non può essere implementata rapidamente da nessuno stato moderno. Sebbene la Russia abbia una riserva scientifica e tecnica abbastanza ampia per progetti di questo tipo. Ad esempio, il "aereo aerospaziale" Tu-2000, che aveva uno studio abbastanza dettagliato. L'attuazione di questo progetto un tempo è stata ostacolata dalla mancanza di fondi dopo il crollo dell'URSS negli anni '90, nonché dall'assenza di una serie di componenti critici e complessi.
Esiste anche una versione intermedia, in cui il sistema spaziale è costituito da un veicolo spaziale riutilizzabile e da uno stadio di richiamo riutilizzabile. Il lavoro su tali sistemi è stato svolto in URSS, ad esempio il sistema Spiral. Ci sono anche sviluppi molto più recenti. Ma anche questo schema di sistema spaziale riutilizzabile presuppone un ciclo piuttosto lungo di progettazione e ricerca in numerosi ambiti.
Pertanto, l'obiettivo principale in Russia è il programma MRKS-1. Questo programma sta per Stage 1 Reusable Rocket and Space System. Nonostante questa "prima fase", il sistema creato sarà molto funzionale. È solo che nell'ambito di un programma generale abbastanza ampio per la creazione degli ultimi sistemi spaziali, questo programma ha le scadenze più vicine per la sua attuazione finale.
Il sistema proposto dal progetto MRKS-1 sarà a due fasi. Il suo scopo principale è quello di lanciare in orbita vicina alla Terra assolutamente qualsiasi veicolo spaziale (trasporto, con equipaggio, automatico) di peso fino a 25-35 tonnellate, sia già esistente che in fase di creazione. Il peso del carico utile messo in orbita è maggiore di quello dei protoni. Tuttavia, la differenza fondamentale rispetto ai razzi vettori esistenti sarà diversa. Il sistema MRKS-1 non sarà usa e getta. Il suo primo stadio non brucerà nell'atmosfera o cadrà a terra sotto forma di una raccolta di detriti. Dopo aver accelerato il 2° stadio (che è una tantum) e il carico utile, il 1° stadio atterrerà, come le navette spaziali del 20° secolo. Oggi, questo è il modo più promettente di sviluppare sistemi di trasporto spaziale.
In pratica, questo progetto è una modernizzazione graduale del veicolo di lancio monouso Angara attualmente in fase di creazione. In realtà, lo stesso progetto MRKS-1 è nato come ulteriore sviluppo dei GKNPT im. Khrunichev, dove, insieme all'ONG Molniya, è stato creato un booster riutilizzabile del primo stadio del veicolo di lancio Angara, che ha ricevuto la designazione Baikal (per la prima volta, il modello Baikal è stato mostrato al MAKS-2001). Baikal utilizzava lo stesso sistema di controllo automatico che consentiva alla navetta spaziale sovietica Buran di volare senza equipaggio a bordo. Questo sistema fornisce supporto per il volo in tutte le sue fasi: dal momento del lancio all'atterraggio del veicolo all'aeroporto, questo sistema sarà adattato per l'MRKS-1.
A differenza del progetto Baikal, l'MRKS-1 non avrà aerei pieghevoli (ali), ma installati rigidamente. Questa soluzione tecnica ridurrà la probabilità di situazioni di emergenza quando il veicolo entra nella traiettoria di atterraggio. Ma il design recentemente testato dell'acceleratore riutilizzabile subirà ancora modifiche. Come ha osservato Sergei Drozdov, capo del dipartimento di aerotermodinamica degli aerei ad alta velocità presso TsAGI, gli specialisti sono stati "sorpresi dagli elevati flussi di calore nella sezione centrale dell'ala, che senza dubbio comporteranno un cambiamento nel design del velivolo". A settembre-ottobre di quest'anno, i modelli MRKS-1 saranno sottoposti a una serie di test nelle gallerie del vento transoniche e ipersoniche.
Nella seconda fase dell'attuazione di questo programma, si prevede di rendere riutilizzabile la seconda fase e la massa del carico utile da lanciare nello spazio dovrà crescere fino a 60 tonnellate. Ma anche lo sviluppo di un acceleratore riutilizzabile del solo primo stadio è già una vera svolta nello sviluppo dei moderni sistemi di trasporto spaziale. E la cosa più importante è che la Russia si sta muovendo verso questa svolta, pur mantenendo il suo status di una delle principali potenze spaziali del mondo.
Oggi, l'MRKS-1 è considerato un veicolo multiuso universale destinato al lancio di veicoli spaziali e vari carichi utili, navi con equipaggio e da carico nell'orbita vicina alla terra, navi con equipaggio e da carico nell'ambito dei programmi di esplorazione umana dello spazio vicino alla Terra, esplorazione del Luna e Marte, così come altri pianeti del nostro sistema solare. …
La composizione dell'MRKS-1 include un'unità missilistica riutilizzabile (VRB), che è un booster di fase I riutilizzabile, un booster di fase II una tantum e una testata spaziale (RGC). VRB e acceleratore stage II si agganciano tra loro in uno schema batch. Si propone di costruire modifiche del MRCS con diversa capacità di carico (la massa del carico consegnato a un'orbita di riferimento bassa da 20 a 60 tonnellate), tenendo conto degli acceleratori unificati di stadio I e II utilizzando un unico complesso di terra. Ciò consentirà a lungo termine di garantire in pratica una diminuzione dell'intensità del lavoro di lavoro in una posizione tecnica, la massima produzione seriale e la possibilità di sviluppare una famiglia di veicoli spaziali economicamente efficace sulla base di moduli di base.
Sviluppo e costruzione della famiglia MRKS-1 di diversa capacità di carico basata su stadi monouso e riutilizzabili unificati, che soddisferanno i requisiti per i sistemi di trasporto spaziale avanzati e sono in grado di risolvere i compiti di lancio sia di oggetti spaziali costosi unici che di quelli seriali con efficienza e affidabilità molto elevate i veicoli spaziali possono diventare un'alternativa molto seria in una serie di veicoli di lancio di nuova generazione che saranno operativi per molto tempo nel 21° secolo.
Allo stato attuale, gli specialisti TsAGI sono già riusciti a valutare la molteplicità razionale dell'uso del primo stadio dell'MRKS-1, nonché le opzioni per i dimostratori delle unità missilistiche restituite e la necessità della loro implementazione. Il 1 ° stadio MRKS-1 restituito fornirà un alto livello di sicurezza e affidabilità e abbandonerà completamente l'assegnazione di aree in cui cadono parti rimovibili, il che aumenterà significativamente l'efficienza dell'attuazione di programmi commerciali promettenti. I vantaggi sopra menzionati per la Russia sembrano essere estremamente importanti, come per l'unico stato al mondo che ha una posizione continentale di cosmodromi esistenti e promettenti.
TsAGI ritiene che la creazione del progetto MRKS-1 sia un passo qualitativamente nuovo nella progettazione di promettenti veicoli spaziali riutilizzabili per il lancio in orbita. Tali sistemi soddisfano pienamente il livello di sviluppo della tecnologia missilistica e spaziale nel XXI secolo e hanno indicatori di efficienza economica significativamente più elevati.
