Почему у США нет своего ракетного двигателя

Компания SpaceX Илона Маска подала в суд на Военно-воздушные силы США и требует отменить результаты тендера по созданию замены российскому ракетному двигателю РД-180. Почему США никак не построят свой аналог и чего добивается SpaceX?

США вот уже более 20 лет используют в своей космической программе российские ракетные двигатели РД-180, у которых нет аналогов в мире. Перейти на лучшие в мире жидкостные двигатели американцам пришлось после официального закрытия программы Space Shuttle и из-за отсутствия собственных разработок.

Разумеется, подобная ситуация не может быть вечной, и США с тех пор ведут собственные разработки аналогов. Однако пока они существуют в виде чертежей и прототипов, а правительство США всеми силами старается избавиться от зависимости и выделяет деньги на опытно-конструкторские работы и испытания.

SpaceX при этом уже получала финансовую поддержку на свои разработки грузовиков Dragon и других космических новинок. В то же время компания неожиданно проиграла тендер на создание аналога российскому РД-180. Победителем вышла компания United Launch Alliance (ULA) — совместное предприятие Lockheed Martin и Boeing. ULA обещает построить свои ракеты-носители вместе с двигателями к 2021 году, а SpaceX уверяет, что может успеть раньше. А значит, и деньги должны принадлежать ей, а не конкурентам.

Драка за двигатель

О поданном в Федеральный суд США иске SpaceX против ВВС США сообщило в четверг агентство Reuters. В иске компания отмечает, что тендер на 2,3 млрд долларов по созданию американского аналога двигателя РД-180 должен быть объявлен вновь из-за нарушения контрактных правил со стороны ВВС США.

SpaceX полагает, что состоявшийся в 2018 году тендер нечестно распределил эти 2,3 млрд долларов между компаниями-конкурентами. Так, наибольшую долю финансирования получила ULA — 967 млн долларов. Компания Blue Origin Джеффа Безоса получила 500 млн долларов, а корпорация Northrop Grumman — 791,6 млн. SpaceX же не получила ничего, хотя считает себя лидером по разработке космических технологий.

В своей жалобе компания Space Exploration Technologies Corp заявила, что были заключены контракты на три "не построенные и никогда не летавшие" ракетные системы, которые не будут готовы к полётам в установленные правительством сроки, что "нанесёт ущерб целям", намеченным в программе ВВС,

— сообщает Reuters со ссылкой на содержание иска.

Три победителя тендера получили финансирование на создание своих ракет с соответствующими двигателями. ULA строит тяжёлую ракету Vulcan, Northrop Grumman — ракету OmegA, Blue Origin — ракету New Glenn. SpaceX отмечает, что ВВС США нарушили контрактные условия по пяти пунктам, не предоставив компании Илона Маска возможности конкурировать с победителями конкурса. Все три компании уже заявили, что намерены участвовать в судебной тяжбе, так как иск напрямую затрагивает их коммерческие интересы.

Стоит отметить, что SpaceX и ULA — злейшие конкуренты. Как напоминает Reuters, SpaceX уже пыталась навредить деятельности ULA. В 2014 году компания Илона Маска подала в суд из-за контракта ВВС США на 36 млрд долларов на 36 ракетных запусков компанией ULA. Самое интересное было потом: до открытой драки за правительственные контракты так и не дошло, потому что ВВС в итоге сертифицировали SpaceX на пуски в интересах национальной безопасности, что тогда удовлетворило компанию.

Таким образом, на наших глазах в США разворачивается корпоративная борьба за то, кто в итоге будет официальным создателем американской замены РД-180. Компанию Маска в чём-то можно понять: за последние годы она построила космический грузовик Dragon, который успешно летал на МКС, запускала ракету-носитель Falcon и даже придумала, как возвращать её первую ступень на плавучую платформу. Конкуренты же пока такими достижениями похвастаться не могут.

На чём летают американцы?

Россия и США заключили первый контракт на поставку 101 двигателя РД-180 ещё в далёком 1997 году. С тех пор соглашение продлялось, так как американцы никак не могут сделать ничего, что могло бы сравниться с нашей разработкой. РД-180 используются в США на ракетах Atlas V, первая ступень которых в полёте отделяется и падает в океан. Наличие РД-180, которые использует ULA, до сих пор позволяет ей на равных конкурировать со SpaceX, у которой есть не такие мощные и надёжные двигатели Merlin собственной разработки.

На первую ступень Atlas V ставится просто один российский РД-180, тогда как более-менее схожего эффекта для своей ракеты-носителя Falcon SpaceX добивается компоновкой сразу нескольких двигателей Merlin — на «соколе» Маска стоят сразу девять маршевых двигателей Merlin 1D+, которые используют керосин в качестве топлива и жидкий кислород в качестве окислителя, как и российский двигатель.

Однако характеристики «мерлинов» далеки от того, что показывает российский космический «мотор»: тяга РД-180 в вакууме составляет 423,4 тонна-силы, а у Merlin 1D+ — всего 78 тонна-силы. Важно отметить и тот момент, что РД-180 сконструирован для многоразового использования, тогда как ULA просто топит в океане каждый новый российский двигатель вместе с первой ступенью, а SpaceX только-только изобрела способ возвращения первой ступени своей ракеты на плавучую платформу.

На что же тогда делает ставку Илон Маск? SpaceX сейчас продолжает работу над двигателем Raptor. 11 февраля 2019 года Маск сообщил в Twitter, что Raptor во время испытания впервые смог превзойти РД-180 по уровню давления в камере сгорания — оно достигло 274,2 килограмм-силы на кв. см против 261,7 кгс у РД-180.

Однако тогда «Энергомаш» напомнил, что российский двигатель сертифицирован с запасом как минимум в 10% мощности, тогда как для Raptor нынешние показатели являются, вероятно, предельными. Главное также состоит в том, что Raptor — это всё же прототип, а не реально существующий двигатель, и доводить его до ума, стабилизировать характеристики, испытывать в разных условиях и при разных нагрузках инженерам SpaceX предстоит ещё долго.

Свой аналог РД-180 создаёт и компания Blue Origin. Он получил название BE-4. Ожидается, что он будет иметь тягу в 249,5 тс, что больше, чем Merlin от SpaceX, но почти в два раза меньше, чем у РД-180.

Долгий путь

На самом деле, несмотря на все разработки, американцам предстоит проделать сложную работу. Если вернуться вновь к тому, что делает SpaceX, то нельзя не отметить ещё несколько интересных разработок. Компания уже построила целую линейку двигателей Draco, которые используются на «грузовиках» Dragon (18 двигателей) для управления и ориентации в космосе. Также Draco устанавливались на вторую ступень носителей Falcon и включались тогда, когда на первой ступени уже отработали двигатели Merlin.

SpaceX также построила двигатель SuperDraco, который должен использоваться в пилотируемых полётах в космос на корабле Starliner. Задача двигателя — резко отстрелить и увести в сторону капсулу с астронавтами в случае возникновения нештатной ситуации. При помощи SuperDraco Илон Маск даже планировал мягко и плавно приземлять спускаемый аппарат с астронавтами в заданном районе.

Но реальность оказалось другой: во время испытаний двигателя SuperDraco в конце апреля 2019 года произошёл взрыв, который уничтожил спускаемый аппарат корабля Starliner. Планы SpaceX провести уже в этом году первый пилотируемый полёт сорвались, и компания оказалась отброшена в работах по этой программе на несколько лет назад. Но самое страшное для США заключается в том, что эти испытания похоронили и надежды американцев на скорое обретение собственных средств доставки астронавтов на МКС: им придётся по старинке пользоваться нашими «Союзами», покупая «билеты» по цене около 83 млн долларов за одно астронавто-место.

Важно также и то, что все успешные и провальные разработки SpaceX — это маневренные двигатели, а вовсе не маршевые гиганты вроде РД-180. Да и с маневренными, как мы видим, есть большие проблемы. Что же касается маршевых, то ULA проводит запуски в интересах США, включая даже спутники связи и слежения, только лишь с помощью РД-180. Потому что этот двигатель надёжен и зарекомендовал себя десятилетиями.

Нынешняя ситуация с контрактами на создание американского аналога РД-180 в США печальна. Несколько компаний в буквальном смысле грызутся за контракты от правительства и мешают друг другу жить, пытаясь урвать кусок пожирнее и навредить конкуренту. Возможно, именно из-за отсутствия единой государственной программы, единого управления опытными и конструкторскими работами, а также из-за наличия «волчьих» корпоративных интересов и стремления к обогащению отдельно взятых и без того не бедных менеджеров США по-прежнему всё ещё отстают от России в технологиях космических кораблей и ракетных двигателей.

(с) Кучер Егор

Интересно? Не забудь поставить оценку и подписаться!