Здравствуйте мои дорогие друзья.
Космический корабль Starship и его первая ступени Super Heavy, в настоящее время является крупнейшим, когда-либо созданным ракетоносителем. Он выше чем знаменитый Сатурн-5.
Общая масса корабля при запуске составит около 4,5 тыс. тонн. SpaceX привлекла огромное внимание к этому проекту. Но на самом деле дизайн этой ракеты намного меньше, чем проекты прошлых десятилетий, которые изучались, но так и не были построены. Поэтому сегодня я решила поговорить о нескольких таких проектах, которые были намного больше чем Старшип, и причинах, почему разработчики мыслили столь масштабно, и какие задачи стояли перед ними. Все ракеты в этом списке, прошли серьезный инженерный анализ при разработке, и это не были просто наброски на бумаге или какие либо концепты.
Ракета Вернера фон Брауна
Начнем мы с далеких 1950-х годов, с проекта массивной ракеты Вернера фон Брауна, которая предназначалась для запуска космических станций и создания флота космических кораблей для полета на Марс. Фон Браун начал с написания научно-фантастической книги о миссии на Марс в 1948 году, которая была опубликована на немецком языке в 1952 году, а затем переведена на английский язык под названием - Projekt Mars. A Technical tale. И попутно идеи фон Брауна были опубликованы в журнале Collier's, вместе с рисунками космической ракеты.
Ракета фон Брауна была 20 метров в ширину и 100 метров в высоту, она сужалась кверху, наверху у нее были плавники и крылья для аэродинамики. Ракета должна была быть очень большой, ее масса составляла около 6400 тонн, имела три ступени и должна была выводить массу 25 тонн на орбиту высотой 1700 км. На самом деле ее возможности были приблизительно равны таким ракетам как Falcon Heavy или разрабатывающейся New Glenn. Ранние проекты фон Брауна должны были быть огромными, потому как характеристики двигателей той эпохи, были далеки от возможности современных. В двигателях которые он разрабатывал, должен был использоваться гидрозин. Их удельный импульс должен был составлять 257 секунд, а это примерно 85% от характеристик тех двигателей, которые были на первом Титане, использующего такое же топливо но десятилетие спустя. Так же предусматривалось что ракета будет многоразовой. Первая и вторая ступени должны были спускаться на парашютах, а третья ступень представляла собой космический самолет, который мог садиться обратно на Землю.
Ракета Sea Dragon
В 1962 году Роберт Труакс (Robert C. Truax), предложил возможно самую известную гигантскую ракету, но на самом деле не самую большую из когда-либо прорабатываемых. Вы наверное видели этот проект под названием Sea Dragon или что то слышали о нем.
После работы над многими проектами ракет, такими как Викинг и Полярис, Роберт Труакс пришел к выводу что большой вклад в стоимость ракет вносят затраты на ресурсы, которые используют новые технологий. Вместо этого он предложил проект огромной ракеты, считая что если убрать из конструкции все эти новые высокотехнологичные материалы и новые технологии, то можно снизить стоимость такой ракеты в разы, а большой размер снизит затраты на вывод полезной нагрузки на орбиту. Морской Дракон был огромен, масса конструкции составляла 18000 тонн, а по проекту она должна была выводить рекордные 550 тонн на орбиту. Ракета должна была быть 150 метров в высоту, 23 метра диаметром и состоять из 2-х ступеней и иметь однокамерный двигатель с огромным соплом. Двигатель первой ступень должен работать на керосине и жидком кислороде, и развивать при этом колоссальную тягу в 36000 тонн. Двигатель второй ступени должен работать на жидком водороде и кислороде и развивает тягу 6000 тонн. Причина по которой ракета называлась "Морской Дракон", заключается в том, что она была разработана для запуска в море. Она запускалась прямо из воды, с помощью устройства, которое удерживало ракету вертикально при старте под водой. Оно использовало балластные цистерны, под водой двигатель запускался и ракета стартовала.
Проект Нексус
Выше я сказала что "Морской дракон" не был самой большой прорабатываемой ракетой, это звание принадлежит ракете которая носила название "Нексус". Нексус прорабатывался примерно в то же самое время что и "Морской дракон". Ее разрабатывал Крафт Арнольд Эрик, инженер который работал с Вернером фон Брауном в Пенемюнде, а потом работал над верхней ступенью ракеты Кентавр.
Масса ракеты составляла 22000 тонн, конструкция была короткой и толстой, диаметр составлял 61 метр (большая версия). На ракеты были массивные топливные баки с жидким кислородом и водородом, и что важно, она была спроектирована как одноступенчатая ракета. Она была способна поднять 900 тонн полезной нагрузки на НОО, затем она возвращалась на Землю, то есть была многоразовой. Конструкция кормового двигателя включала в себя так называемое плунжерное сопло, а сам двигатели должны были создавать 29 килотонн тяги. Передняя часть ракеты представляла собой тепловозащитный экран, и после доставки полезной нагрузки в космос, она выполняла спуск с орбиты, входя в атмосферу развернувшись вперед теплозащитным экраном.
На боковых поверхностях имелись воздушные тормоза, которые разворачиваются при спуске, после замедления ракеты до дозвуковых скоростей, раскрывались парашюты, но они замедляли ступень до 80 км/ч, поэтому для окончательного приземления, а точнее приводнения, должны были использоваться твердотопливные двигатели которые окончательно замедляли ступень.
Проект Ithacus
Инженер Филип Боно был ответственным за ряд новаторских идей и проектов. Ему нравилась идея одноступенчатых ракет и полетов на них из одной точки Земли в другую. И Министерство обороны США было заинтересованна в возможности быстрой доставку войск и техники из одной точки в другую с их использованием.
Масса ракеты Итакус должна была составлять 6400 тонн, что гораздо меньше чем у предыдущих ракет, но она и не планировалась как орбитальная ракета. Она должна была перевозить 450 тонн полезной нагрузки. Боно так же разрабатывал проект ракеты Ромбус (Rombus), которая была такой же массивной.
Существовало много перспективных проектов ракет на замену Сатурна-5. Все они подразумевали, что будут лунные базы, пилотируемые полеты на Марс и тд. Еще до разработки Спейс Шаттла, был целый ряд концепций ракетоносителей, и кораблей которые рассматривали идеи вывода на орбиту сотен тонн полезной нагрузки. При этом сами корабли имели массу тысячи тонн. В середине 1970-х годов, серьезно задумывались о том, чтобы чтобы обеспечивать США электроэнергией которая бы вырабатывалась на орбитальных электростанциях.
И такие амбициозные планы требовали бы использование ракетоносителей которые бы были намного функциональней, чем разрабатываемый Спейс Щаттл.
Космический грузовой корабль Boeing
Наиболее интересным проектом был Космический грузовой корабль Boeing.
Это двухступенчатая полностью многоразовая система, с метан-кислородными ускорителем и грузоподъемностью 420 тонн. Она чем то похожа на пару массивных космических челноков, сопряженных друг с другом, массой 11000 тонн, диаметром 18,5 метров и высотой 160 метров. Размах крыльев первой ступени был равен 80-ти метрам, это почти как у Аэробуса А-380. На ней так же были реактивные двигатели для возвращения ступени на стартовую площадку. Вторая ступень была поменьше, она использовала водородное топливо, имела отсек полезной нагрузки и вспомогательное оборудование.
Все это было необходимо для масштабного проекта строительства солнечных электростанций на орбите. Предполагалось что такие станции будут размером с город, и будут строится в течении длительного времени.
Советские проекты мегаракет.
Хочу так же остановится на советских проектах мегаракет .
УР-100 была баллистической межконтинентальной ракетой, которая затем превратилась в ракеты Стрела и Рокот. Ракета УР-500 стала Протоном, а УР-700 была предложена для Советской лунной программы, но она проиграла ракете Н-1. Но УР-900 должна была уже доставить первого советского человека на Марс. Она весила 8000 тонн, выполнена по пакетной схеме с 12-15-ю блоками на которых стояли двигатели РД-270, могла поднять 240 тонн на орбиту. Ее ширина составляла 28 метров, высота 90 метров. Она выглядела как Протон, к которому добавили дополнительные боковые блоки.
Но также был проект ракеты УР-700М, которая была еще больше, имела массу 16000 тонн и на ней должен был использоваться керосин в качестве топлива и жидкий кислород в качестве окислителя на первой ступени, и водород с кислородом на верхних ступенях. Высота ракеты должна была быть 175 метров при ширине 31 метр и могла поднимать 750 тонн на орбиту.
И конечно ни у одного проекта советской ракеты, в отличие от американских, не было и намека на многоразовость.
Это была подборка самых больших мегаракет в истории, но было еще много разных интересных проектов, о которых не расскажешь в одной статье. Был проект ракеты с вертикальным взлетом и посадкой Боинг LEO, которая взлетала и приземлялась на искусственное озеро.
У упоминавшегося мной Филипа Боно было много проектов, та же ракета Ромбус и другие идеи. Крафт Эрик участвовал в разработке ракеты "Орион" с ядерным импульсным двигателем и тд. Надеюсь напишу о них подробно в следующих статьях.
Ну а на этом пока все. Спасибо за внимание! Надеюсь Вам было интересно.