อุตสาหกรรมอวกาศเป็นหนึ่งในอุตสาหกรรมที่มีเทคโนโลยีสูงที่สุด และสถานะของอุตสาหกรรมนี้ส่วนใหญ่เป็นลักษณะทั่วไปของการพัฒนาอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีในประเทศ ความสำเร็จด้านอวกาศที่มีอยู่ของรัสเซียส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความสำเร็จของสหภาพโซเวียต ในช่วงเวลาของการล่มสลายของสหภาพโซเวียต ความสามารถของสหภาพโซเวียตและสหรัฐอเมริกาในอวกาศนั้นใกล้เคียงกัน ต่อจากนั้นสถานการณ์ของนักบินอวกาศในสหพันธรัฐรัสเซียก็เริ่มแย่ลงเรื่อย ๆ
นอกเหนือจากบริการส่งนักบินอวกาศชาวอเมริกันไปยังสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการปฏิเสธของสหรัฐอเมริกาจากโครงการกระสวยอวกาศที่มีราคาแพง รัสเซียยังด้อยกว่าสหรัฐอเมริกาในทุกสิ่ง: แทบไม่มีเลย โครงการทางวิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่ที่ประสบความสำเร็จเทียบเท่ากับการส่งยานสำรวจ การติดตั้งกล้องโทรทรรศน์โคจร หรือโดยการส่งยานอวกาศไปยังวัตถุที่อยู่ห่างไกลในระบบสุริยะ การพัฒนาอย่างรวดเร็วของ บริษัท การค้าเอกชนทำให้ส่วนแบ่งของ Roskosmos ลดลงอย่างมากในตลาดการเปิดตัวอวกาศ เครื่องยนต์ RD-180 ของรัสเซียที่ส่งไปยังสหรัฐอเมริกาจะเข้ามาแทนที่ American BE-4 จาก Blue Origin ในไม่ช้า
ด้วยความน่าจะเป็นสูงในปีหน้า สหรัฐฯ จะปฏิเสธการให้บริการของรัสเซียในฐานะ "ยานอวกาศ" หลังจากเสร็จสิ้นการทดสอบยานอวกาศของตัวเองแล้ว
จุดติดต่อสุดท้ายระหว่างสหรัฐอเมริกาและรัสเซียคือ ISS ซึ่งใกล้จะสิ้นสุดแล้ว หากไม่มีการดำเนินการโครงการในประเทศหรือระหว่างประเทศที่มีส่วนร่วมของรัสเซีย การอยู่ของนักบินอวกาศรัสเซียในวงโคจรจะกลายเป็นฉากสำคัญอย่างยิ่ง
แนวโน้มหลักที่กำหนดไว้ซึ่งในอนาคตอันใกล้จะนำไปสู่การลดต้นทุนในการเปิดตัวสินค้าเข้าสู่วงโคจรลดลงอย่างมากคือการสร้างจรวดที่ใช้ซ้ำได้ สิ่งนี้กำลังเกิดขึ้นแล้ว: เป้าหมายที่ระบุไว้ของ SpaceX คือการลดต้นทุนในการปล่อยสินค้าขึ้นสู่วงโคจรสิบเท่า และในขณะนี้ มีความเป็นไปได้ที่จะลดราคาลงประมาณหนึ่งเท่าครึ่ง
ควรเข้าใจว่าจรวดที่ใช้ซ้ำได้ในรูปแบบปัจจุบัน (ด้วยการกลับมาของระยะแรก) อยู่ในระยะเริ่มต้นของการพัฒนา เมื่อพิจารณาจากความสนใจของบริษัทการค้าอื่นๆ ในทิศทางนี้ ทิศทางดังกล่าวถือได้ว่ามีแนวโน้มสูง ความก้าวหน้าในทิศทางนี้อาจเป็นรูปลักษณ์ของยานพาหนะยิงจรวดแบบสองขั้นตอน (LV) BFR ที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้เต็มรูปแบบของทั้งสองขั้นตอนและความน่าเชื่อถือในการบินที่คาดหวังในระดับของสายการบินสมัยใหม่
อุตสาหกรรมอวกาศของรัสเซียยังมีโครงการยานยนต์ยิงจรวดที่ใช้ซ้ำได้หลายโครงการซึ่งมีระดับความซับซ้อนแตกต่างกันออกไป
ไบคาล
โครงการจรวดที่ใช้ซ้ำได้ที่ได้รับการส่งเสริมอย่างแข็งขันที่สุดโครงการหนึ่งคือไบคาล-อังการา โมดูล "ไบคาล" ที่มีแนวโน้มจะเป็นเครื่องเร่งความเร็วแบบใช้ซ้ำได้ (MRU) ของขั้นตอนแรกของยานยิง Angara ซึ่งพัฒนาขึ้นที่ GKNPTs im ครุนิเชฟ.
ขึ้นอยู่กับประเภทของจรวด (เบา, กลาง, หนัก) ควรใช้ตัวเร่งความเร็วไบคาลที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้หนึ่ง, สองหรือสี่ตัว ในเวอร์ชันเบา อันที่จริงตัวเร่งความเร็วไบคาลเป็นขั้นตอนแรก ซึ่งทำให้แนวคิดจรวด Angara ในเวอร์ชันนี้ใกล้เคียงกับแนวคิด Falcon-9 จาก SpaceX
คุณลักษณะของเครื่องเร่งความเร็วแบบใช้ซ้ำได้ "ไบคาล" คือการส่งคืนโดยเครื่องบิน หลังจากถอดออกแล้ว "ไบคาล" จะกางปีกหมุนที่ส่วนบนของตัวถังและร่อนลงที่สนามบิน ขณะที่เคลื่อนที่ได้ในระยะทางประมาณ 400 กม.
การออกแบบถูกวิพากษ์วิจารณ์ว่ามีความซับซ้อนและมีประสิทธิภาพน้อยกว่าเมื่อเทียบกับการปลูกแบบแนวตั้งในโครงการในต่างประเทศ ตามรายงานของ Roskosmos รูปแบบการลงจอดในแนวนอนเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่ามีความเป็นไปได้ที่จะกลับไปที่ไซต์เปิดตัว แต่มีการประกาศความเป็นไปได้เช่นเดียวกันสำหรับยานยิง BFR และระยะแรกของยานยิง Falcon-9 นั้นอยู่ห่างจากจุดปล่อยไม่เกิน 600 กม. นั่นคือจุดลงจอดสำหรับพวกมันสามารถติดตั้งได้ง่ายในระยะทางที่ค่อนข้างสั้นจากคอสโมโดรม
ข้อเสียเปรียบอีกประการของแนวคิดของยานยิง Baikal MRU + Angara ถือได้ว่าในรุ่นกลางและรุ่นหนักมีเพียงคันเร่งที่กลับมาเท่านั้น ระยะแรก (หน่วยกลาง) ของรถปล่อยจะหายไป และการลงจอดของ MRU สี่เครื่องพร้อมกันเมื่อปล่อยยานเกราะรุ่นหนักอาจทำให้เกิดปัญหาได้
กับพื้นหลังของความประณีตของโครงการ Baikal-Angara คำแถลงของผู้ออกแบบทั่วไปของขีปนาวุธ Angara, Alexander Medvedev ดูแปลก ๆ ในความเห็นของเขา จรวดสามารถลงจอดด้วยความช่วยเหลือของเครื่องยนต์ไอพ่นที่มีส่วนรองรับแบบยืดหดได้ เช่น ยานยิง Falcon-9 การปรับปรุงระยะแรกของยานพาหนะส่งกำลัง Angara-A5V และ Angara-A3V ที่มีการรองรับการลงจอด ระบบควบคุมการลงจอด ระบบป้องกันความร้อนเพิ่มเติม และเชื้อเพลิงเพิ่มเติมจะเพิ่มน้ำหนักได้ประมาณ 19 เปอร์เซ็นต์ หลังจากแก้ไขแล้ว Angara-A5V จะสามารถถอนออกได้ 26-27 ตันจาก Vostochny cosmodrome และไม่ใช่ 37 ตันเหมือนในเวอร์ชันครั้งเดียว หากดำเนินโครงการนี้ ค่าใช้จ่ายในการยกสินค้าโดยใช้ "Angara" ควรลดลง 22-37% ในขณะที่ไม่ได้ระบุจำนวนการเปิดตัวสูงสุดที่อนุญาตในระยะแรกของยานพาหนะที่เปิดตัว
เมื่อพิจารณาจากคำแถลงของตัวแทนของ Roscosmos เกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการสร้างยานยิงจรวด Soyuz-7 ร่วมกับ S7 Space ในเวอร์ชันที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ จึงสรุปได้ว่าโครงการยานยนต์ที่นำกลับมาใช้ใหม่ยังไม่ได้รับการตัดสินในรัสเซียในที่สุด อย่างไรก็ตาม โครงการ Baikal MRU กำลังดำเนินการอยู่ โรงงานสร้างเครื่องจักรทดลองตั้งชื่อตาม V. M. Myasishchev มีส่วนร่วมในการพัฒนา มีการวางแผนการบินทดสอบในแนวนอนของผู้สาธิตในปี 2020 จากนั้นควรทำความเร็วประมาณ 6.5 ม. ในอนาคต MRU จะเปิดตัวจากบอลลูนจากระดับความสูง 48 กม.
โซยุซ-7
ในเดือนกันยายน 2018 Igor Radugin รองผู้ออกแบบทั่วไปคนแรก - หัวหน้าผู้ออกแบบยานยนต์ยิงจรวดของ Energia Rocket and Space Corporation ซึ่งเป็นผู้นำในการพัฒนายานยิงจรวด Soyuz-5 ของรัสเซียใหม่และจรวด Yenisei ที่มีน้ำหนักมากเป็นพิเศษ ออกจากตำแหน่งและ ไปทำงานที่บริษัทเอกชน S7 Space ตามที่เขาพูด S7 Space วางแผนที่จะสร้างจรวด Soyuz-7 โดยใช้จรวดแบบใช้ครั้งเดียว Soyuz-5 ที่พัฒนาโดย Roscosmos ซึ่งในทางกลับกันเป็นผู้สืบทอดทางอุดมการณ์ของจรวด Zenit ของโซเวียตที่ประสบความสำเร็จ
เช่นเดียวกับจรวด Falcon-9 ยานยิงโซยุซ-7 มีแผนที่จะกลับด่านแรกโดยใช้การเคลื่อนที่ของจรวดแบบไดนามิกและการลงจอดในแนวตั้งโดยใช้เครื่องยนต์จรวด มีการวางแผนที่จะพัฒนารุ่น Soyuz-7SL สำหรับแพลตฟอร์ม Sea Launch มีการวางแผนที่จะใช้เครื่องยนต์ RD-171 ที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว (น่าจะเป็นรุ่นดัดแปลง RD-171MV) เป็นเครื่องยนต์ Soyuz-7 LV ซึ่งสามารถนำมาใช้ซ้ำได้มากถึงยี่สิบครั้ง (10 เที่ยวบินและ 10 แผลไหม้) S7 Space วางแผนที่จะดำเนินการพัฒนาภายใน 5-6 ปี ในขณะนี้ ยานยิงจรวดโซยุซ-7 ถือได้ว่าเป็นโครงการที่สมจริงที่สุดของยานยิงที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ในรัสเซีย
Teia
บริษัท "Lin Industrial" กำลังออกแบบจรวด suborbital ขนาดเล็กพิเศษ "Teia" ซึ่งออกแบบมาเพื่อนำออกไปยังขอบเขตอวกาศที่มีเงื่อนไข 100 กม. แล้วกลับมา
แม้จะมีลักษณะเฉพาะของโครงการ แต่ก็สามารถให้เทคโนโลยีที่จำเป็นในการสร้างยานพาหนะสำหรับปล่อยที่มีลักษณะสูงกว่าในอนาคต โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจาก Lin Industrial กำลังทำงานพร้อมกันในโครงการของ Taimyr ยานปล่อยจรวดขนาดเล็กพิเศษแบบใช้แล้วทิ้ง
มงกุฎ
โครงการที่น่าสนใจและสร้างสรรค์ที่สุดโครงการหนึ่งถือได้ว่าเป็นการขึ้นและลงจอดในแนวดิ่งแบบใช้ซ้ำได้ "โคโรนา" ซึ่งพัฒนาโดยศูนย์ขีปนาวุธแห่งรัฐ (GRTs) ซึ่งตั้งชื่อตาม V. I. Makeev ระหว่างปี 1992 ถึง 2012 ในขณะที่โครงการพัฒนาขึ้น หลายรุ่นของรถปล่อยโคโรน่าได้รับการพิจารณาจนกว่าจะมีการสร้างรุ่นสุดท้ายที่เหมาะสมที่สุด
รุ่นสุดท้ายของยานยิงโคโรน่าได้รับการออกแบบมาเพื่อเปิดตัวสินค้าที่มีน้ำหนัก 6-12 ตันสู่วงโคจรระดับพื้นโลกที่ระดับความสูงประมาณ 200-500 กม. มวลการเปิดตัวของยานยิงจะอยู่ที่ประมาณ 280-290 ตัน เครื่องยนต์ควรจะใช้เครื่องยนต์จรวดขับเคลื่อนด้วยของเหลวแบบลิ่มอากาศ (LRE) กับคู่เชื้อเพลิงไฮโดรเจน + ออกซิเจน การป้องกันความร้อนที่ได้รับการปรับปรุงของยานอวกาศ "Buran" ที่โคจรอยู่นั้นควรจะใช้เป็นอุปกรณ์ป้องกันความร้อน
รูปทรงกรวยที่สมมาตรตามแกนของตัวถังมีอากาศพลศาสตร์ที่ดีเมื่อเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง ซึ่งช่วยให้ยานปล่อย Korona ลงจอดที่จุดปล่อยตัว ในทางกลับกัน ทำให้สามารถเปิดตัว Korona LV จากทั้งแพลตฟอร์มบนบกและนอกชายฝั่ง เมื่อร่อนลงสู่ชั้นบนของชั้นบรรยากาศ ยานยิงจะทำการเบรกและเคลื่อนตัวตามหลักอากาศพลศาสตร์ และในขั้นตอนสุดท้าย เมื่อเข้าใกล้จุดลงจอด มันจะเลี้ยวไปทางท้ายรถและลงจอดโดยใช้เครื่องยนต์จรวดบนโช้คอัพในตัว สมมุติว่ายานยิงจรวดของ Korona สามารถใช้งานได้ถึง 100 ครั้ง โดยมีการเปลี่ยนองค์ประกอบโครงสร้างแต่ละส่วนทุกๆ 25 เที่ยวบิน
ตามที่นักพัฒนาจะใช้เวลาประมาณ 7 ปีและ 2 พันล้านดอลลาร์เพื่อเข้าสู่ขั้นตอนการทดลองใช้ไม่มากสำหรับความเป็นไปได้ที่จะได้รับคอมเพล็กซ์ปฏิวัติดังกล่าว
ในขณะนี้ GRTs พวกเขา Makeev ถือได้ว่าเป็นหนึ่งในองค์กรที่มีความสามารถมากที่สุดในด้านจรวดซึ่งยังคงรักษาศักยภาพให้มากที่สุดหลังจากการล่มสลายของสหภาพโซเวียต พวกเขาคือผู้สร้างหนึ่งในขีปนาวุธข้ามทวีปที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด (ICBMs) Sineva และพวกเขาได้รับความไว้วางใจให้สร้าง Sarmat ICBM ซึ่งจะมาแทนที่ซาตานที่มีชื่อเสียง เสร็จสิ้นการสร้าง Sarmat ICBM ในปี 2020-2021 เปิดโอกาสในการดึงดูด SRC ที่ได้รับการตั้งชื่อตาม Makeev สำหรับโครงการอวกาศ
เมื่อพูดถึงข้อบกพร่องของโครงการ Korona นั้น สันนิษฐานได้ว่าโดยพื้นฐานแล้วจะต้องสร้างโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการส่งมอบและการจัดเก็บไฮโดรเจนเหลว ตลอดจนปัญหาและความเสี่ยงทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการใช้งาน เป็นไปได้ว่าทางออกที่ดีที่สุดคือการละทิ้งแบบแผนขั้นตอนเดียวของยานส่งโคโรนา และใช้คอมเพล็กซ์เชื้อเพลิงมีเทนที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้แบบสองขั้นตอน ตัวอย่างเช่นบนพื้นฐานของเครื่องยนต์ออกซิเจนมีเทนที่พัฒนาขึ้น RD-169 หรือการดัดแปลง ในกรณีนี้ สามารถใช้ระยะแรกแยกกันเพื่อนำน้ำหนักบรรทุกเฉพาะไปที่ระดับความสูงประมาณ 100 กม.
ในทางกลับกัน ไฮโดรเจนเหลวในฐานะเชื้อเพลิงจรวดมักจะหลีกเลี่ยงไม่ได้ ในหลายโครงการ ขึ้นอยู่กับว่าระยะแรกใช้ก๊าซมีเทนหรือน้ำมันก๊าด เครื่องยนต์ไฮโดรเจน-ออกซิเจนจะใช้ในขั้นตอนที่สอง ในบริบทนี้ เป็นการเหมาะสมที่จะเรียกคืนเอ็นจิ้นสามองค์ประกอบ ซึ่ง ตัวอย่างเช่น เป็นเอ็นจิ้นสามองค์ประกอบสองโหมด RD0750 ที่พัฒนาโดยสำนักออกแบบระบบอัตโนมัติทางเคมี (KBKhA) ในโหมดแรก เครื่องยนต์ RD0750 ทำงานด้วยออกซิเจนและน้ำมันก๊าดโดยเติมไฮโดรเจน 6% ในโหมดที่สอง - ใช้ออกซิเจนและไฮโดรเจน เครื่องยนต์ดังกล่าวยังสามารถนำไปใช้กับการผสมไฮโดรเจน + มีเทน + ออกซิเจน และเป็นไปได้ว่าสิ่งนี้จะง่ายกว่าในรุ่นที่มีน้ำมันก๊าด
ไบคาล-อังการา โซยุซ-7 หรือโคโรนา?
โครงการใดต่อไปนี้อาจเป็นจรวดนำกลับมาใช้ใหม่ได้ชุดแรกของรัสเซีย โครงการ Baikal-Angara แม้จะได้รับความนิยม แต่ก็ถือว่าน่าสนใจน้อยที่สุด ประการแรก ความยุ่งยากในระยะยาวกับยานยิง "Angara" ได้ทิ้งร่องรอยเอาไว้แล้ว และประการที่สอง แนวคิดในการส่งคืน MRU ทางอากาศยังทำให้เกิดคำถามมากมาย ถ้าเราพูดถึงตัวเลือกที่ง่าย เมื่อ MRU เป็นสเตจแรกจริง ๆ แล้วจะไปไหน แต่ถ้าเราพูดถึงตัวเลือกขนาดกลางและหนักด้วย MRU สอง/สี่ และการสูญเสียของระยะที่หนึ่งและสอง แนวคิดก็จะดู ที่แปลกมาก. การพูดเกี่ยวกับการลงจอดในแนวดิ่งของยานยิง "Angara" นั้น มีแนวโน้มว่าจะยังคงเป็นเช่นนั้น หรือจะรับรู้ได้ก็ต่อเมื่อส่วนอื่นๆ ของโลกกำลังบินด้วยแรงต้านแรงโน้มถ่วงหรือปฏิสสารอยู่แล้ว
การสร้างรถปล่อยจรวดโซยุซ-7 รุ่นที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้โดยบริษัทเอกชน S7 Space โดยความร่วมมือกับ Roskosmos ดูเหมือนจะมองโลกในแง่ดีมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อยานยิงจรวดรุ่นหนักมากที่คาดการณ์ไว้ Yenisei จะถูกสร้างขึ้นบนเครื่องยนต์เดียวกัน ซึ่งอาจช่วยให้ถ่ายโอนได้ เทคโนโลยี “นำมาใช้ใหม่” ของมัน … อย่างไรก็ตาม การจดจำมหากาพย์ด้วย "โยโมบาย" และโครงการนี้สามารถไปที่ถังขยะแห่งประวัติศาสตร์ อีกประเด็นหนึ่งคือการใช้เครื่องยนต์น้ำมันก๊าดออกซิเจนเบื้องต้นในโครงการปล่อยยานโซยุซ-5, โซยุซ-7 และเยนิเซย์ ข้อดีและแนวโน้มของก๊าซมีเทนในฐานะเชื้อเพลิงจรวดนั้นชัดเจน และจำเป็นต้องมุ่งความสนใจไปที่การเปลี่ยนผ่านสู่เทคโนโลยีนี้ - การสร้างเครื่องยนต์จรวดมีเทนแบบใช้ซ้ำได้แบบควบคุมปริมาณ แทนที่จะสร้างออกซิเจน "ทรงพลังที่สุดในโลก" ตัวต่อไป -เครื่องยนต์น้ำมันก๊าดซึ่งจะหยุดเกี่ยวข้องใน 5-10 ปี …
โครงการ "มงกุฎ" ในสถานการณ์นี้สามารถมองเป็น "ม้ามืด" ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้นแล้ว รฟม. Makeeva มีความสามารถสูง และด้วยเงินทุนที่เหมาะสม ก็สามารถสร้างยานเปิดตัวแบบขั้นตอนเดียวหรือสองขั้นตอนที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ในช่วงระหว่างปี 2564 ถึง 2573 หลังจากเสร็จสิ้นการทำงานบน Sarmat ICBM จากตัวเลือกที่เป็นไปได้ทั้งหมด โครงการ Korona อาจกลายเป็นนวัตกรรมที่ล้ำสมัยที่สุด สามารถสร้างรากฐานสำหรับยานยนต์รุ่นต่อๆ ไป
การปรากฏตัวของยานยิงจรวด Falcon-9 ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้แสดงให้เห็นว่าการต่อสู้ครั้งใหม่เพื่ออวกาศได้เริ่มต้นขึ้นแล้ว และเราก็ล้าหลังไปอย่างรวดเร็วในการรบครั้งนี้ ไม่ต้องสงสัยเลยว่า เมื่อได้รับข้อได้เปรียบเพียงฝ่ายเดียวในอวกาศ สหรัฐฯ และเป็นไปได้ว่าจีนจะปฏิบัติตามนั้น จะเริ่มสร้างกองทัพอย่างรวดเร็ว ต้นทุนที่ต่ำในการเปิดตัวเพย์โหลดสู่วงโคจร โดยยานพาหนะที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ จะทำให้พื้นที่เป็นการลงทุนที่น่าดึงดูดใจสำหรับภาคส่วนการค้า เป็นการเติมเชื้อเพลิงให้กับการแข่งขันในอวกาศ
ในการเชื่อมต่อกับข้างต้น ฉันหวังว่าผู้นำของประเทศของเราตระหนักถึงความสำคัญของการพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศในบริบทของถ้าไม่ใช่พลเรือน อย่างน้อยก็ใช้งานทางทหาร และลงทุนเงินทุนที่จำเป็นในการพัฒนาพื้นที่ที่มีแนวโน้ม เทคโนโลยี และไม่ใช่ในการก่อสร้างสนามกีฬาหรือสวนสนุกอื่น เพื่อให้มั่นใจว่ามีการควบคุมการใช้งานตามวัตถุประสงค์อย่างเหมาะสม