В США военные разработали две схемы дешевого запуска спутников

Возвращаемый двухступенчатый носитель

AFRL

Исследовательская лаборатория ВВС США совместно с американской компанией SpaceWorks Enterprises разработала две схемы относительно дешевого вывода спутников на орбиту. Как пишетAviation Week, они предполагают использование новых ракетных двигателей и возвращаемых ступеней. Сейчас военные пытаются выяснить, какую из двух схем удастся реализовать быстрее всего.

Сегодня стоимость запуска спутников в космос высока. Например, ВВС США используют для вывода полезной нагрузки на орбиту четырехступенчатые ракеты-носители Minotaur IV. Они способны нести нагрузку массой до 1,73 тонны. Стоимость одного запуска такой ракеты-носителя составляет около 55 миллионов долларов.

Военные нуждаются в новой системе, которая позволит сократить стоимость запуска в несколько раз. Ранее командование ВВС США объявляло, что новая система должна быть не только многоразовой, но и способной к выполнению нескольких полетов подряд. Для решения этой задачи сегодня ведется несколько проектов.

Проработанные военными совместно с SpaceWorks Enterprises концепции являются одним из этих проектов. Первая схема, разработанная военными, предполагает использование возобновляемой ускорительной (первой) ступени и расходуемой второй ступени, способной нести на себе полезную нагрузку. Общая длина системы составит 45,7 метра.

Вторая схема предполагает использование возвращаемых первой и второй ступеней. Общая длина этого носителя составит 57,9 метра. Он сможет выводить на орбиту грузы массой до 9,1 тонны. Такой носитель будет взлетать горизонтально. Его ступени после выведения груза на орбиту тоже будут приземляться горизонтально.

Обе схемы предполагают вывод спутников массой до 2,3 тонны на орбиту высотой 185 километров со склонением 28,5 градуса с мыса Канаверал во Флориде. Для них также были смоделированы запуски спутников на солнечно-синхронную орбиту высотой 700 километров с авиабазы «Ванденберг» в Калифорнии и британского космодрома в Ньюки.

На оба носителя планируется установить перспективные британские гибридные ракетные двигатели SABRE. Такие силовые установки при полете в атмосфере смогут использовать для сжигания топлива атмосферный кислород, а затем переключаться на подачу жидкого окислителя. Работать силовые установки будут на жидком водороде.

Предполагается, что двигатель получит универсальные камеру сгорания и сопло, по конструкции во многом схожие с подобными элементами обычного ракетного двигателя. На старте и при разгоне SABRE будет работать как обычный прямоточный реактивный двигатель. При достижении скорости в пять чисел Маха (6,2 тысячи километров в час) двигатель будет переходить в ракетный режим.

В настоящее время британская компания занимается созданием гибридного двигателя — демонстратора технологий, который сможет развивать тягу до 196 килоньютонов. Первые испытания демонстратора технологий планируется провести через 12–15 месяцев. Как ожидается, полноценный двигатель мощностью 667 килоньютонов испытают в 2020–2021 году.

С 2014 года в США ведется разработка многоразового космического беспилотного летательного аппарата XS-1. Сборка первого такого аппарата — демонстратора технологий — начнется в 2017 году. Уменьшенный аппарат будет запускаться с полезной нагрузкой десять раз за десять дней для оценки экономической эффективности. Демонстратор технологий будет запускать полезную нагрузку массой до 680,4 килограмма.

Стоимость одного запуска полноценного XS-1 не должна будет превышать пяти миллионов долларов. В ходе серии запусков беспилотник не должен нуждаться в техническом обслуживании и ремонте. XS-1 должен уметь развивать скорость более десяти чисел Маха (11,5 тысячи километров в час) и нести полезную нагрузку массой до 2,27 тонны.

Василий Сычёв