Сейчас в космонавтике США происходит очень странная ситуация. Стремление заменить Atlas V с российским РД-180,заставило правительство США выделить около $3 млрд на разработку 3-х носителей одного класса,причём большую часть($1,2 млрд.) дали ULA,которая славится своими большими ценниками. Интересен то факт,что цель двух проектов - запуск военных спутников (Blue Origin частично) . Предлагаю остановиться на каждом из вариантов поподробнее.
Blue Origin.
Первое упоминание о проекте орбитальной ракеты было в 2015,хотя работы начались в 2012. В 2016 нам показали тот самый ролик. В нём была показана двухступенчатая РН New Glenn,работающая полностью на метане. На первой ступени установлено 7 BE-4,а на второй ступени один BE-4U(вакуумная версия). Также предполагалось использование третьей ступени на водороде. Сейчас проект изменили примерно на 50%. От третьей ступени сейчас решено отказаться,а вторую ступень решено было переделать. Метановый BE-4U заменили на пару BE-3U - вакуумную модификацию водородного двигателя с повышенной тягой и замкнутым циклом. Сейчас она является одной из самых высоких ракет в мире.
Первая ступень представляет из себя гиганта,диаметром 7 метров. На не располагаются 7 двигателей BE-4,посадочные опоры и аэродинамические поверхности. И да,она будет многоразовой. И как Falcon она будет садиться на баржу(кстати баржа по площади такая же,как у SpaceX,но в отличии от спейсов,она будет находится в движении для стабилизации в момент приземления)
BE-4 - двигатель,который сейчас заменой знаменитому РД-180. Отличительной особенностью американца будет являться использование метана в качестве горючего. Как следствие более высокая эффективность(В теории. По инфе,которую я нашёл,он он будет иметь примерно такой же УИ,как и российский аналог),более высокая приспособленность к многоразовому использованию(Образуется значительно меньше сажи в результате горения,нежели у Керосиновых аналогов) и простота конструкции(давление в камере сгорания почти вдвое меньше РД-180),а значит меньшая цена($8 млн). Сконструирован он по схеме закрытого цикла с дожиганием окислительного газа. Эта конструкция является типичной для закрытого цикла(Исключения РД-0120 и SSME,которые дожигают восстановительный газ). Тяга его равна 2400 кН. Об этом двигателе мы ещё услышим ниже.
Вторая ступень - криогенная. На ней будет использоваться пара BE-3U. Будет такого же диаметра,как и первая ступень.
BE-3U - двигатель закрытого цикла с фазовым переходом.
BE-3U будет модификацией BE-3 с первой ступени New Shepard. Он будет обеспечивать тягу в 710 кН и высокий удельный импульс.
Ракета New Glenn на сегодняшний день является моим фаворитом. Многоразовая,высокоэффективная,а главное грузоподъёмная. Первый плёт в 2021.
ПН на НОО - 45 т
на ГПО - 13 т
По поводу цены Джефф Безос молчит. Единственное,что известно - цена разработки. Правительство США выделило на её разработку $500 млн. Сам же Безос проспонсировал разработку на $2,5 млрд.
Northrop Grumman.
Сейчас основой парка Northrop Grumman Innovation System является наследие от Orbital ATK (Антарес,Минотавр-С и Пегас).
Изначально в конкурсе на новый носитель участвовала Orbital ATK. На верхней ступени изначально планировали установить либо RL-10,либо BE-3U(Привет,Безос!),но потом в 2018 году кампания была продана NG.
Сейчас этот проект представляет из себя трёхступенчатую ракету с криогенной верхней ступенью. Предполагается,что грузоподъемность можно будет изменять за счёт добавления ускорителей GEM-63XL и изменения первой ступени.
Полезная нагрузка на ГПО будет в диапазоне от 5 т до 8 т
на ГСО в версии Heavy 5 т
Отличительной чертой носителя является использование ТТРД в качестве первой и второй ступени. Но в отличии от своих прародителей - ускорителей шаттла,они не будут включать в свой состав алюминий. Их технология будет взята прямиком из Графитово-Эпоксидных ТТРД GEM-63,которые летали на РН Delta IV.
Первая ступень - Castor 600/1200.
Castor 600 предназначен для базовой версии и представляет из себя два сегмента от Ускорителя Шаттла. УИ будет на уровне 259 с.
Castor 1200 - модификация для тяжёлой версии. Является порезанной версией того же шаттловского ускорителя.
Вторая ступень - односегментная версия SSSRB,использующая те же технологии,что и первые ступени.
Третья ступень - двухдвигательная версия DCSS(Delta Cryogenic Second Stage),испол ьзующая двигатель RL-10C,обладающий не только более низкой эффективностью,но и гораздо меньшей ценой. RL-10 - очень дорогой движок. Всё дело в его схеме. Она закрытая с фазовым переходом. Его нынешняя версия RL-10A-5 обладает стоимостью в $25 млн. Для сравнения РД-180 стоит $23 млн. Новая версия должна это исправить.
Про цену носителя,опять же неизвестно. Цена разработки будет составлять около $800 млн. Первый полёт в первом квартале 2021.
United Launch Alliance(Boeing & Lockheed Martin)
Ракета Vulcan - изначально задумывалась как замена Атласу 5. Она должна была решить главные проблемы носителя Атлас. Это зависимость от РФ и цена ,которая у ракет ULA заоблачная. К примеру Delta 4 heavy стоит $350 млн (28,7 тонн на НОО),а Atlas V 551 стоит $153 млн (18,8 тонн на НОО). Vulcan эту проблему почти решил. Базовая версия 502 стоит $82 млн,при этом выводя 10,6 тонн на НОО и 2,9 тонн на ГПО. Самая топовая версия 56x (С разгонным блоком Advanced Cryogenic Evolved Stage) - $200 млн с ПН на НОО 27,2 тонны и 6,6 тонны на ГСО. Государство выделило на этот проект больше средств,чем для остальных -$1,2 млрд + Тори Бруно запросил поддержку ещё в $200 млн.
История этого носителя началась в 2014,когда произошло конкретное охлаждение отношений с РФ. Тогда началось серьёзное обсуждение создания замены знаменитого РД-180. Изначально планировали создать полную копию. Но в конечном итоге были протестированы только отдельные агрегаты.
После переведения носителя на метан носитель выглядел следующим образом:
Он выглядел максимально похоже на современный Atlas V 551: ускорители AJ-60 и рб Centaur со стандартным диаметром 3,05 м. Но центральная ступень имеет диаметр 5,4 м и двигатель BE-4(Привет,безос!).
Сейчас она выглядит иначе: новый рб Centaur V с диаметром 5,4
и ускорители GEM-63XL.
В будущем будут введены нововведения: Новый РБ ACES и возвращаемые двигатели первой ступени.
Advanced Cryogenic Evolved Stage - новая ступень,которая,кстати,раньше разрабатывалась для SLS. Представляет из себя тот же Centaur V,но с новыми батареями,электро-плазменное зажигание двигателей и возможность дозаправки. Также,в отличии от CV,имеет большее количество двигателей(x4).
SMART - система,обеспечивающая сброс двигателей и их возвращения. После раскрытия основного парашюта,блок с двигателями будет пойман вертолётом. Это должно значительно уменьшить цену.
Первый запуск этого носителя запланирован на июль 2021. Тогда будет выведен лунный посадочный аппарат Peregrine. После этого запуска в том же году будет выведен корабль доставки Dream Сhaser.
Итог
Все эти разработки по-своему хороши. И что их сближает,так это их будущее использование в лунной программе. OmegA запустит Cygnus XL,New Glenn - Blue Moon,а Vulcan способна доставлять большие объемы топлива и некоторые грузы.
Первые пуски этих носителей уже в следующем году,так что нам остаётся только ждать.
