June 28, 2023 Clive Simpson
Европа успешно завершила первое огневое испытание своей многоразовой ракеты - двигателя"Прометей" (Prometheus) и его 12-секундное горение, интегрированное с демонстратором первой ступени "Фемида"(Themis) на площадке ArianeGroup в Верноне, Франция.
Prometheus и Themis являются компонентами новой европейской программы запусков Ariane Next, которая направлена на разработку парка многоразовых ракет, которые будут введены в эксплуатацию в 2030-х годах.
Эта программа является совместным проектом Европейского космического агентства (ЕКА) и Французского космического агентства (CNES) с ArianeGroup в качестве генерального подрядчика.
Двигатель Prometheus с тягой 100 тонн работает на кислороде и метане, но в соответствии с экологическими усилиями ArianeGroup первое огневое испытание 22 июня 2023 года включало в себя биометановое топливо.
«Наш запуск стал важной вехой на пути к рабочему продукту, когда были достигнуты все цели испытаний с точки зрения рабочих точек и продолжительности», — сказал Жером Брето, руководитель отдела будущих космических транспортных систем в ЕКА.
«Планируются дальнейшие мероприятия по улучшению и доработке двигателя. Например, конфигурация двигателя не включала удлинение сопла, а некоторые технологии изготовления элементов сгорания, разрабатываемые параллельно, еще не завершены», — добавил он.
Ariane Next формирует план разработки блоков для европейских амбиций по разработке многоразовых ракет-носителей помимо Ariane 5, Ariane 6 и Vega, причем Prometheus и Themis входят в число первых компонентов, которые будут разработаны и испытаны.
Ключевое различие между Prometheus и двигателем Vulcain, работающим на кислороде и водороде, который питает Ariane 5 и двигателем Vulcain 2.1, который будет питать Ariane 6, заключается в том, что Prometheus будет сжигать кислород и метан.
Метан, который является жидким при той же температуре, что и кислород, считается более дешевым и более простым в обращении вариантом, чем водород.
По данным CNES, новый двигатель можно будет использовать до пяти раз и он сможет развивать тягу до 100 тонн.
Хотя он будет обеспечивать меньшую тягу, чем Vulcain 2.1, который развивает 130 тонн в вакууме, компонент метанового топлива в шесть раз плотнее водорода и позволит использовать более «компактные» ступени ракеты, которые легче восстановить.
Базовая конструкция Prometheus с возможностью повторного воспламенения делает его пригодным для применения в центральном ускорителе и верхних ступенях.
Согласно CNES, Prometheus обеспечит значительную экономию за счет снижения производственных затрат в десять раз по сравнению с двигателем Vulcain, стоимость единицы которого составляет один миллион евро, благодаря новой архитектуре, широкому использованию 3D-печати и производительности 50 двигателей в год.
Испытания двигателя Prometheus планируется продолжить в конце этого года на испытательном стенде Немецкого аэрокосмического центра (DLR) в Лампольдсхаузене, Германия.
Позже в графике комбинированных испытаний двигатель Prometheus и ступень Themis попытаются провести серию «прыжковых испытаний», поднявшись на несколько метров над землей, чтобы проверить возможности полета и посадки.
ЕКА начало разработку своей многоразовой ракетной ступени Themis в декабре 2020 года по контракту с ArianeGroup на 33 миллиона евро и заявляет, что его цель — завершить испытания на раннем этапе цикла разработки с помощью «гибкого и экономичного подхода».
По данным EКA, «начальная фаза Themis» соответствует графику проекта с 2020 по 2025 год, но, хотя Themis завершила испытания в декабре 2021 года, последнее огневое испытание немного отстало от запланированного графика.
Следующая испытательная кампания для Themis пройдет в Швеции и станет частью программы Европейского союза (ЕС) Horizon Europe под названием SALTO (технологии и операции многоразовых стратегических космических ракет-носителей).
ArianeGroup была выбрана ЕС в июле 2022 года для наблюдения как за проектом SALTO, так и за проектом ENLIGHTEN (Европейская инициатива по созданию недорогих, инновационных и экологичных двигателей большой тяги), которые предназначены для разработки и производства многоразовых двигателей, следующих за Prometheus.
ЕКА рассматривает повторное использование ступеней ракеты как ключевой метод снижения воздействия индустрии запусков на окружающую среду, и, хотя до ввода в эксплуатацию ракет Ariane Next осталось почти десять лет, ожидается, что эта технология обеспечит Европе конкурентное преимущество в многоразовых вариантах.