Зачем возвращать космический аппарат с орбиты обратно на землю? Чтобы сохранить двигатель!
Действительно, ракетный двигатель - сложный и очень дорогой узел. Для изготовления ракетных двигателей используются специальные технологии и материалы. При запусках ракет двигатели обычно работают один раз и безвозвратно теряются. Разумно вернуть двигатель обратно для последующего использования.
Стоимость возвращения двигателей
Но давайте прикинем. Для того, чтобы доставить в космос аппарат массой 20 тонн, Шаттлу нужно поднять на орбиту примерно 100 тонн. Потому что сам челнок весит около 80 тонн.
Один двигатель не сможет вывести такой вес. Получается, нужно ставить ещё двигатели. На Шаттле их три. Для трёх двигателей нужно в три раза больше топлива. Что ещё больше увеличивает полётный вес.
Полная масса заправленного Space Shuttle с баком и ускорителями - 2040 тонн. На низкую орбиту челнок выведет 24 тонны.
Ракета Титан 4 весит на старте 943 тонны. Поднимает на низкую орбиту 21 тонну.
Ощущаете разницу веса с Шаттлом? В два с лишним раза. А это не шуточки. Чем больше вес, тем сложнее вывести его на орбиту.
Может, проще поднять 20 тонн на одном двигателе? Пусть он пропадёт безвозвратно, но двигатель потребуется один. А не три.
На трёх ракетах с одноразовыми двигателями можно забросить 60 тонн. Для вывода такого веса потребуется три полёта Шаттла.
Получается глупая ситуация. Для того, чтобы вернуть двигатель из космоса и на этом сэкономить, нужно сделать ещё два двигателя и потратить больше топлива на подъём существенно увеличившейся массы. Вы здесь усматриваете сокращение расходов?
Бывший в употреблении
Многие обыватели думают, что ракетный двигатель мало чем отличается от автомобильного или авиационного. На самом деле отличия огромные. Двигатель в автомобиле и самолёте рассчитан на длительную многочасовую работу в нормальных условиях, множественные остановки и запуски.
Реактивные двигатели для ракет работают в течение минут, а иногда секунд - на пределе возможности материалов и технологий. Большинство ракетных двигателей одноразовые. Потому что за короткое время использования двигатель сильно изнашивается. Даже если вернуть его невредимым - запускать второй раз такой двигатель опасно. Он может взорваться или не сработать.
Что было выяснено ещё на старте космической эпохи. Летать в космос не потребовалось. Двигатели всегда испытываются на стендах. Включили раз, затем включили два - не сработал или разнёс стенд. Хотите такой же эффект получить с ракетой?
Чтобы вторично использовать ракетный двигатель, его нужно частично разобрать и тщательно проверить. Возможно, придётся заменить некоторые детали и обновить покрытия. Проверка необходима, иначе при следующем запуске получится не выход в космос, а взрыв или отказ. Но такая проверка двигателя занимает время, требует специалистов, оборудование, детали и материалы. Что стоит денег.
Где экономия?
Получается, что для многоразового использования одного двигателя нужно сделать ещё два, и тщательно ремонтировать все после каждого полёта. В чём выгода и дешевизна? Никакой экономии на возврате двигателей.
На что обычно говорят, что эта дороговизна стала причиной закрытия программы Шаттлов. Но про бессмысленность и отсутствие экономии было известно заранее. Один двигатель всегда дешевле трёх. Не надо делать челнок и запускать его в космос, чтобы потом обнаружить высокую стоимость запусков и обслуживания.