Вновь отвечаем на вопросы читателей. Впервые в истории канала это не вопрос какого-то конкретного читателя присланный нам, а собирательный вопрос по мотивам большого количества комментариев к различным статьям на нашем канале.
Когда в комментариях начинается дискуссия по поводу американской космической программы рано или поздно появляется комментатор заявляющий что-то вроде «Да они даже двигатели делать не умеют, до сих пор наши покупают!!!».
Как так получилось?
Как вообще так получилось, что на американской ракете был установлен российский двигатель? C 80-х годов основными ракетами для выведения спутников на орбиту в США были ракеты семейства Atlas, в частности Atlas-Centaur, а с начала 90-х — Atlas-I и Atlas-II. Эти ракеты основывались на межконтинентальной баллистической ракете SM-65 Atlas разработки еще 1957-го года.
В этих ракетах использовались устаревшие технические решения, которые хоть и обеспечивали превосходное соотношение массы и производительности, создавали много головной боли при эксплуатации. Поэтому в NASA хотели отправить эти ракеты на свалку и разработать новую, современную ракету «с нуля» избавившись от накопившегося «технического долга».
Разработку новой ракеты поручили компании General Dynamics (разработчику Atals I и Atlas II). Но GD сами не занимаются разработкой двигателей и эту задачу делегировали другой компании — Rocketdyne. Те запросили за разработку нового двигателя непомерные деньги и в GD начали искать альтернативу.
И тут подвернулись российские двигатели РД-180, которые как раз были разработаны в НПО Энергомаш и использовать их было намного дешевле, чем разрабатывать свои. Дело, напомню, было в первой половине 90-х. Отношения между Россией и США в пору правления Ельцина были теплыми, поэтому идея использовать российские двигатели в новой ракете большого сопротивления в НАСА и Пентагоне не вызвала.
Помимо политических реверансов, двигатель РД-180 действительно впечатлил американцев, так как по производительности на 10-15% превосходил любые аналоги использующие тот же тип топлива.
Американцы получили полную техническую документацию и право на использование и производство двигателей, но производство двигателей РД-180 в США так и не было начато. Оказалось, что покупать готовые движки у Энергомаша дешевле, чем налаживать производство у себя.
Первый запуск ракеты с РД-180 состоялся в 2000-м году, когда ракета Atlas-III вывела коммуникационный спутник Eutelsat W4 на геостационарную орбиту. Всего с 2000-го года по сегодняшний день американцами было запущено 90 ракет с РД-180, т.е. около 20% всех запусков совершенных в США с тех пор.
Со временем отношения между нашими странами испортились и в NASA вновь заговорили о том, чтобы либо отказаться от РД-180, либо начать производить их на территории США.
И действительно — доля запусков ракет с РД-180 начала стремительно сокращаться. Правда это не столько следствие ухудшения отношений между странами, сколько совпадение — Atlas V проигрывает конкуренцию Falcon-ам производства SpaceX, запуски которых просто дешевле. Так за пошлый год из 27 запусков ракет в США только на 2-х использовались российские двигатели.
В настоящее время ракеты Falcon полностью вытеснили ракету Atlas V с коммерческих запусков спутников на низкую околоземную орбиту и сильно потеснили в других сегментах. Сейчас Atlas V используется для:
- запуска спутников ВВС США на геостационарную орбиту из-за действующего до 2021-го года контракта с ULA;
- отправки аппаратов за пределы орбиты Земли, так с помощью Atlas V совсем недавно на Марс был отправлен марсоход Perseverance;
- прямыми конкурентами SpaceX, которым пользоваться услугами конкурентов не с руки, так Atlas V используется компанией Boeing для запуска космического корабля Starliner.
Помимо проигрывания конкурентной борьбы Atlas V устаревает и чисто в техническом плане и ей уже готовят замену. На смену Atlas V должна прийти ракета Vulcan-Centaur использующая новый американский двигатель BE-4, разработанный компанией Blue Origin. Первый запуск намечен на апрель 2021-го года. Она должна будет вывести на орбиту новый многоразовый космический корабль Dream Chaser.
Так могут ли американцы создать свой двигатель?
Возвращаясь к исходному посылу, который звучит во многих комментариях, говорить о том, что американцы не могут создать свой двигатель не приходится. В конце концов параллельно с ракетами на РД-180 они запускали много ракет со своими двигателями.
При этом на американских двигателях летают ракеты равных которым по грузоподъемности у нас, на данный момент, нет, к примеру: Falcon Heavy (63 тонны на НОО) и Delta IV Heavy (29 тонн на НОО), плюс не сегодня-завтра полетят находящиеся на финальных стадиях разработки SLS (130 тонн на НОО) и Starship (100 тонн на НОО).
Для сравнения у нас сейчас на ходу из аналогов только «Протон-М», который может забросить на НОО 24 тонны полезной нагрузки и «Ангара», с массой полезной нагрузки на НОО 24.5 тонны. Разумеется не только двигатель определяет грузоподъемность ракеты, но и он тоже.
Заключение
Причиной по которой американцы покупают двигатели РД-180 является то, что под них спроектирована ракета Atlas V. Это решение было обусловлено тем, что:
- РД-180 это отличный двигатель, который на тот момент существенно превосходил все существующие аналоги;
- Двигатель был уже готов и под него можно было спокойно делать ракету. Лицензировать готовый двигатель гораздо дешевле, чем заказывать разработку с нуля;
- Само производство двигателей в России было также гораздо дешевле;
- Кроме того использование готового двигателя существенно экономит время, благодаря чему разработка ракет Atlas III и Atlas V была закончена в очень короткие сроки;
- Улучшение взаимоотношений между странами после распада СССР и политические реверансы в сторону Ельцина, который очень хотел дружить с США