Всё чаще можно услышать обсуждения о необходимости перехода на метановые ракетные двигатели. В качестве основных аргументов приводятся такие, как простота в получении, экологичность и высокий удельный импульс. Но так ли всё на самом деле?
Давайте начнём с самого массового топлива, применяемого в ракетно-космической отрасли – керосина. Наши РН «Союз» и «Ангара», Falcon 9 и некоторые другие (самые массовые) сейчас используют керосин, который отлично зарекомендовал себя в качестве ракетного топлива. Он достаточно экологичен (далеко не идеал, конечно, но всё же), имеет высокий удельный импульс и достаточно высокую плотность. Так в чём же проблема? Вот тут самое интересное. На одном из русскоязычных сайтов я нашёл довольно своеобразное высказывание, которое активно разлетелось по сети:
«Ракеты «Союз», которые делают в Самаре, сейчас летают на искусственно созданном горючем, потому что изначально для создания керосина для этих ракет использовались только определенные сорта нефти из конкретных скважин. В основном это нефть Анастасиевско-Троицкого месторождения в Краснодарском крае. Но нефтяные скважины истощаются, и ныне используемый керосин является смешением композиций, которые добываются из нескольких скважин. Заветную марку РГ-1 получают с помощью дорогостоящей перегонки. По оценкам экспертов, проблема дефицита керосина будет только усугубляться».
Что, простите? Керосин – это продукт, который получают путём ректификации нефти, то есть нагрева жидкой смеси с последующей конденсацией испаряющихся летучих компонентов. Процесс один и тот же, но, в зависимости от температуры кипения, получают различные фракции: бензин, лигроин, керосин, дизельное топливо, мазут. Да, у нефти действительно есть сорта, но различаются они составом (содержанием серы, плотность), из-за чего, для получения одного и того же продукта нужно при определённой температуре нагревать их разное количество времени. Вот и вся разница. Если уж на то пошло, то проблемы производства РГ-1 – это сильно преувеличенные проблемы исключительно локального российского производства. Старое предприятие, которое никто не собирается модернизировать, со старым оборудованием, привязанным к строго определенному сырью.
Проблем с керосином в общем-то нет – объёмы добычи нефти регулярно растут, производство максимально отлажено. А если говорить об экологичности, то на фоне использования керосина авиацией (а авиакеросин менее экологичен, чем ракетный) потребление космической отраслью просто ничтожно. Так, к примеру, Боинг-747, для дальнего перелёта берёт на борт порядка 200 тонн топлива, а для пуска таких РН, как «Союз» или «Зенит-2», необходимо около 100 тонн.
Тогда зачем нужен метан?
Возможность применения метана в ракетно-космической отрасли далеко не новость. Всерьёз её рассматривали ещё пол века назад. Рассмотрели, посчитали и отложили в сторону. С точки зрения важнейшего параметра, удельного импульса, метан лишь незначительно обходит керосин, имея, при этом, в разы меньшую плотность, что требует включения в конструкцию ракет-носителей криогенных агрегатов для охлаждения, из-за чего условный выигрыш по массе практически полностью нивелируется.
С точки зрения экологичности, да, метан на голову выше керосина, а современные тренды направлены именно на заботу о природе, ну или хотя бы на работу не в ущерб ей. Но, как и любая другая отрасль, ракетно-космическая – это бизнес. Экологичность экологичностью, но переплачивать за неё не готовы даже арабские шейхи. Тогда в чём преимущество? Дело в том, что технологии редко развиваются по одной, чаще – в купе с другими. С метановыми двигателями та же ситуация. Полноценно проявить свой потенциал они могут лишь в многоразовых ракетах-носителях и/или их ступенях, ведь двигатели на метане, как, собственно, и вся топливная система, потребуют меньшего межпускового обслуживания, а само это обслуживание сильно упростится. Приземлилась ступень, продули её азотом, а она сразу сухая и чистая – вези на стартовую площадку. То есть в перспективе возвращаемые ступени Space X могут стать ещё дешевле.
Но что мы имеем в итоге в России?
«Вон, американцы с китайцами метановые двигатели разрабатывают, а они не дураки, так что и мы будем делать», – говорят нам бестолочи, в лучшем случае, с купленным техническим образованием.
Но когда речь заходит о том, что и в Америке, и в Китае разрабатывают многоразовые РН, то каждый, кто собрался делать метановый движок, говорит о том, что все они шарлатаны. Более того, под отечественный метановый двигатель запрашиваются огромные средства с пометкой: «Создаваться будет демонстратор двигателя на метане даже с учётом того, что носителя с таким двигателем пока создавать не планируется. Тем самым будет обеспечен задел, чтобы не отстать в плане технологий от зарубежных конкурентов».
То есть деньги, которые так необходимы для разработки действительно важных проектов, включая новые РН и корабли, предполагается израсходовать на демонстрацию того, что «мы тоже сможем, если надо».
Всё вышесказанное мной совершенно не означает, что надо откладывать перспективные проекты, чтобы доделать хотя бы начатые. Необходимо пересмотреть текущие проекты, исключить бессмысленные на данном этапе или дополнить их так, чтобы смысл появился. Сейчас отечественная ракетно-космическая отрасль выглядит так, будто бьётся в конвульсиях, в попытках сделать вид, что всё в порядке, но почти всем очевидно, что это не так. И первыми, конечно, должны задуматься руководители.
Подписывайтесь на канал, чтобы первыми узнавать новости из мира технологий, и делитесь ссылкой на него с друзьями в социальных сетях. За футболками и худи с крутейшими принтами вот в этот магазин. Ещё у меня есть канал в Telegram и уютный чатик для дискуссий на научные темы. Не забывайте делиться ссылкой на канал с друзьями. Спасибо, что читаете.