Что такое космическая ракета? По сути, это ракетный двигатель к которому крепятся баки с топливом и окислителем. Ракета, как транспортное средство весьма затратно, на долю полезной нагрузки в ней приходится всего 1-2%, от всей массы, остальное, как правильно лишь расходный материал.
Преодолеть притяжение Земли сложно, поэтому ракетные двигатели развивают невероятную тягу, но и расходуют за считанные секунды тонны топлива.
Для того, чтобы хоть немного облегчить эту задачу, была придумана многоступенчатая схема. На старте, вес ракеты максимален, в дальнейшем, когда топливо в первой ступени заканчивается, она отстреливается от корпуса носителя, а в дело вступает следующая ступень. Тем самым, приближаясь к своей цели, ракет становится все легче и легче.
Однако не стоит думать, что так было всегда. Первый объект, достигший космического пространства - немецкая Фау-2 был создана по однокомпонентной схеме и могла достичь высоты в 188 км.
Теоретически, идеальный космический аппарат и должен состоять из одной ступни, т.е. быть чем-то вроде тех кораблей, которые нам рисует космическая фантастика- "сел, заправился, полетел дальше".
Реальность оказалась сложнее. Первые полноценно-космические ракеты имели много ступеней даже по современным меркам. Королевский "Союз" имел три ступени как и тяжелый носитель "Протон", а лунная сверхтяжелая Н-1 и вовсе красовалась 5 ступенями!
Наиболее совершенные и современных ракет, такие, как тяжелый Falcon-9 имеют всего две ступени, но до создания одноступенчатых ракет мы пока еще далеки.
Кстати, согласно данным SpaceX, первая ступень Falcon-9 все-же может вывести на орбиту полезный груз массой в 400 кг, но после этого, топлива в носителе не хватит даже на то, чтобы обеспечить безопасное падение, а стоимость такого запуска превысит $40 млн.
И все же, от идеи сделать носитель одноразовым отказываться не спешат. Примерно с 90-х годов, NASA работает над созданием таких аппаратов.
Один из таких проектов DC-X показывал неплохие результаты и даже совершил 4 беспилотных полета на высоту 20 км. В последнем полете, аппарат совершил успешную посадку, но его подвела одна из 4 опор. Она сломалась при посадке, отчего аппарат перевернулся и взорвался.
Еще одним проектом, стал Rotary Rocket Roton ATV, который как две капли был похож на гравицапу из советского фильма Кин-дза-дза. Проект забросили.
Наиболее эпичным из этой тройки является ракетоплан VentureStar. Полностью многоразовый, одноступенчатый аппарат, использующий клиновоздушные ракетные двигатели должен был стать путеводной звездой человечества, но проект был закрыт в 2001 году.
У администрации только, что пришедшего к власти президента США- Джорджа Буша не нашлось на него денег и это несмотря на полную готовность инфраструктуры и 70% готовности прототипа. Впрочем, как мы помним Джордж, никогда не блистал умом.
Таким образом, главный ответ на вопрос- почему у нас до сих пор нет одноступенчатых космических аппаратов довольно прост- мы еще до этого не доросли. Человек в состоянии создать такой космолет, но он будет стоить дороже обычной многоступенчатой ракеты. Пока.
Аппараты подобного рода обязательно появятся на космической арене, но их час придет еще не скоро.
Дорогие друзья, нам очень важна ваша поддержка- подписывайтесь на канал, ставьте палец вверх. Вам не сложно, а нам приятно😉