Современная космическая гонка, как полумифическое создание, — появляется, когда это выгодно одной из сторон. В другое время — «Мир, Труд, жвачка». Нас в первую очередь интересует развитие отечественной отрасли, которое зависит как от государственного финансирования, так и от частных заказов. К сожалению, проблемы намечаются по обоим пунктам.
Сегодняшний разбор не о причинах этих проблем, а о том, действительно ли ракетный двигатель BE-4 приведёт к отказу американцев от закупки РД-180?
Начну с того, что из себя представляет BE-4 (Blue Engine 4).
Основной его «фишкой» и отличием от РД-180 является, само собой, используемая топливная пара, метан-кислород, которая, во-первых, позволяет исключить из конструкции ряд сложных и дорогостоящих узлов, во-вторых, повысить удельный импульс, а, в-третьих, — исключить нагар на стенках камер сгорания, влияющий на прочностные характеристики металла, что и позволяет перейти к многоразовому использованию.
Температура кипения сжиженного метана выше, чем, скажем, такого же «экологичного» водорода, что позволяет сохранять метан в жидком состоянии с помощью пассивной теплоизоляции, без использования активных холодильных установок. Кроме того, метан более плотный, чем водород, благодаря чему, для него подходят топливные баки меньшего размера.
Есть тут, как мне кажется, и ещё одна причина использования метана, вместо, скажем, водорода. Это у нас продолжаются смеяться над планами американцев и, в частности, Илона Маска по освоению Марса, в то время как в США эта цель породила конкурентный рынок. Именно метан считается основным источником энергии, как минимум, на первых этапах освоения Красной планеты, так как его атмосфера состоит преимущественно из углекислого газа.
К примеру, сегодня на МКС уже используется двухэтапный процесс создания топлива на основе метана, который можно без особых проблем адаптировать для Марса. С помощью солнечных батарей будет вырабатываться электроэнергия, которая, в свою очередь, будет использоваться для реакции углекислого газа и водорода, полученного путём электролиза воды из льда, обнаруженного на Марсе.
Помимо этого, есть процесс, который позволяет обойти необходимость превращения воды в водород, преобразовывая CO2 в метан с высокой селективностью.
Но это я в сторону ушёл. Повторюсь, считаю, что одной из причин разработки метанового двигателя командой Безоса является то, что он не хочет отдавать SpaceX монополию на освоение Марса, насколько отдалённой бы не звучала эта перспектива — технологии надо осваивать уже сегодня.
Многоразовость
На сегодняшний день заявлено о 25-ти пусках с увеличением этого числа до 100. Помнится, года полтора назад в СМИ разлетелась новость о том, что в НПО «Энергомаш» собираются модернизировать РД-180 для многоразового использования (до 10-ти пусков). Непонятно, о чём была речь.
Модернизация ракеты-носителя
РД-180 устанавливаются на первые ступени РН «Атлас-5». Замена российских двигателей на американские подразумевает глубокую модернизацию ракеты, из-за чего проще было разработать новую. Так и сделано — вместе с РД-180 в историю уйдут и «Атласы», на замену которым создаётся РН «Вулкан» (Vulcan) с повторно используемой первой ступенью.
Экономика
Один из важнейших показателей. Очень часто можно встретить мнение о том, что американцам невыгодно переходить на собственные двигатели (те же люди, видимо, рассказывали о невыгодности повторно используемых ступеней РН). Тут вступает в дело манипулирование цифрами.
Начинают сравнивать с какого-то перепуга стоимость разработки со стоимостью закупки. Точно так же эти гении делали с первым запуском астронавтов на Crew Dragon.
Что по фактам?
Тяга, развиваемая BE-4, почти в два раза меньше тяги РД-180, из-за чего на первую ступень РН «Вулкан» будут установлены два двигателя BE-4, в то время, как на первых ступенях «Атласов» устанавливается один РД-180. Казалось бы, ну вот — невыгодно.
Дело в том, что суммарная тяга РН «Вулкан» будет примерно на 30% выше, чем у РН «Атлас-5», а стоимость двух BE-4 меньше одного РД-180 — $23 млн. То есть, при увеличении тяги (читай, массы выводимой нагрузки), США получают снижение себестоимости одного килограмма ПН. К слову, в США ещё в середине 2010-х прогремел скандал с коррупционной схемой, основанной на поставках РД-180.
В итоге, чтобы с уверенностью говорить об экономической выгоде BE-4 перед РД-180, нужно дождаться выхода первого в серию, но об одном можно точно сказать — от РД-180 американцы откажутся, лишив российскую космическую отрасль ещё одного источника дохода.
Помимо прочего, надо понимать, что нагрузка на РН «Атлас-5» и без этого сегодня минимальна. За весь прошлый год в США было осуществлено всего 5 пусков этой РН при 34-х успешных запусков — менее 15%. В этом году из 33-х пусков только 3 пришлось на РН «Атлас-5» (9%). Все пуски кораблей Starliner, которые планировались на этот год, точно перенесены, так что, в лучшем случае, состоится ещё пара пусков.
2. О коррупционном скандале с поставками РД-180.
3. Производитель РД-180 признал отставание России от США в ракетных двигателях.
Подписывайтесь на S&F, канал в Telegram и чат для дискуссий на научные темы.