Одни из главных критиков проекта Союз 5 в 2025 году являются конечно же американский эстемближмент и пресса. Как например космический обозреватель Ars Technica Эрик Бергер написал на в своем журнале статью о российской ракете (ссылка в описании): "Как Союз 5 поможет избавится России от зависимости Украины". И дальше подпись: "То ты Зенит, то нет". Рассмотрим самые интересные абзацы из этой статьи и разберем все по детально на сколько это все правда.
Бергер пишет:" С точки зрения инноваций ракета «Союз-5» ничем не выделяется. Её разработка длилась десять лет, и она полностью одноразовая, в отличие от многих новых ракет средней грузоподъёмности, которые поступят в эксплуатацию в ближайшие несколько лет. Однако для России это важный шаг вперёд, поскольку она стремится частично ослабить зависимость страны от Украины в плане пусковых технологий."
За 10 лет прошел просто массив статей о том, что союз 5 имеет даже выше характеристики, чем в тех источниках, что предъявлялось населению в различных информационных сообщениях и статьях об этой ракете. Их умышленно занижали. Не буду вдаваться в подробности каждой статьи. Приведу лишь очевидный факт того, что боковушки ракеты Энергия 1980-х были нижними ступенями ракеты Зенит и разрабатывались как многоразовые ускорители с возможностью повторного использования. Так и здесь нижнюю ступень ракеты Союз-5 планируется также в будущем сделать многоразовой. И использовать тот же принцип.
Конечно же это не правильно сравнивать Зенит с Союзом-5. Но если пошла такая тема. Дело в том, что в 80-х годах нижняя ступень ракеты Зенит задумывалась возвращаться на парашютном спуске в горизонтальном положении при пустых баках (см. рис.1. в середине). То есть по идее маршевые двигатели 80-х запланированы были и не включаться при спуске. В одном из интервью научный сотрудник института космических исследований РАН Натан Эйсмонт говорил. Что особого здравого смысла во включении двигателей перед приземлением ракеты на землю нет. Посадка в вертикальном положении удорожает конструкцию самой ракеты: опоры, другой маршевый двигатель, другая система авионики и пневматики. В частности моторного отсека. Легче приделать просто дополнительный парашют для выравнивания ракеты на спуске. А топливо -20-30% тратить НЕ на спуск а на увеличение веса полезной нагрузки, которую отправляют в космос.
Вот даже сравнить. Что делает компания SpaceX сейчас со своей сверхтяжелой "ракетой". Она отказывается от опор у своей центральной сверхтяжелой ракеты и ловит ее роботизированными руками башни в воздухе. Все видели эти кадры. Как у сверхтяжелой ракеты SpaceX "взрывались" двигатели на подъеме. И многие американские журналисты писали, что нужно даже заменить эту "вереницу" двигателей на 5-7 больших двигателей вместо 36 шт. И уйти от Королевского принципа с маленькими двигателями при подъеме. И очевидный аргумент в ракетном двигателестроении выдвигается следующий. Что никто и никогда не разрабатывал двигатели таких огромных габаритов с возможностью многократного использования и включения для центральных ступеней сверхтяжелых ракет. И да. Очевидным образом выдвигается здесь следующий и повторный аргумент. Что разрабатывался двигатель подобных огромных габаритов в 60-х годах с возможностью дросселирования тяги-F1. Но только без повторного включения. C понижением тяги только на этапе горячего разделения (для 2 частей S5). Поскольку предыдущие экспериментальные модели РД F1 на стендах просто взрывались из-за высоких частот и пульсаций во время пониженных режимов.
Но что если принять все эти аргументы и обратиться опять к ракете Союз 5. И к статье Эрика Бергера. Пропустим. Тут несколько абзацев. И перейдем к следующим абзацам: Бергер пишет: "Примечательно, что российская космическая программа, финансирование которой было урезано в связи с войной против Украины, сумела вывести «Союз-5» на стартовую площадку. Однако гораздо более значимым достижением была бы доставка ещё одной разрабатываемой ракеты «Союз» — «Союз-7», также известной как «Амур». Это связано с тем, что ракета «Амур» знаменует собой существенный прорыв в развитии традиционных российских разработок" .
Дело в том, что Амур-СПГ можно с полной достоверностью считать первой российской экспериментальной моделью для вертикального контролируемого снижения нижней ступени.
Направление возвращаемой ракеты в определенную точку для посадки . Делается это при помощи двигателей ориентации малой тяги и плавниковых (решетчатых) рулей во время спуска. Часть скорости ракеты может быть уменьшена как при помощи парашюта-в начале, так и без его использования-в конце. И конечно же экономический интерес приводит читателя к вопросу. Что легче? Вес жидкости в баке (РГ1-800 кг/м3, ЖК-1140кг/м3) для посадки или вес парашютной системы (капрон -1100 кг/м3)? Ответ: Общий объем всего затраченного топлива на посадку 25-30% от общего объема бака возвращаемой ракеты - falcon 9 FT компании SpaceX. А общий объем бака керосина 119 т., а жидкого кислорода 276 т в целом по процентам веса жидкостей для спусков-30 т и 70 т cоотвественно. Для примера для спуска КА Орион весом 15 тонн каждая линия подвески вытяжных парашютов -3 шт. для снижения скорости рассчитана на нагрузку не менее 5000 фунтов (2,5 т при 3 ->7.5 т.). Каждый парашют имеет вес 80 фунтов или 37 кг. В целом 111 кг парашютов для снижения скорости. Ну вот и сравните: 110-160 кг парашютной системы для снижения скорости и 100 000 кг жидкости для торможения ступени falcon 9 FT сухим весом всего 25 тонн. Чувствуете разницу?
Много разовость нужна для того чтобы сохранить основные работающие агрегаты летной машины для их повторного использования, а не для демонстрации вертикальной посадки с огромным количеством затраченного топлива. Вертикальная посадка лишь нужна для отработки системы контроля горизонтальной ориентации ракеты во время падения и попадания в нужную точку посадки. Снижать скорость можно и с парашютами определенной конфигурации. И тут при этом необходимо лишь незначительного количества топлива для того чтобы замедлить ее в конце спуска. Так как боковой ветер при парашютным спуске тут будет только мешать. Но иногда должна иметься возможность применить контролируемый спуск и с парашютом почти до конца, пользуясь лишь минимальными корректировками от боковых двигателей ориентации.
Приведу пример проектов по посадке ступеней при помощи парашютов с минимальными затратами топлива. Американской компанией RocketPlane Kistler разрабатывалась небольшая многоразовая ракета с двумя ступенями. Предполагалось, что 1 и 2 ступень будут производить ориентацию ступеней боковыми двигателями в начале спуска и гашение скорости основным маршевым двигателем до входа в плотные слои атмосферы ( см рис. 2)
В этом примере мы видим. Что американская компания RocketPlane решила усовершенствовать способ посадки ступеней РН Энергия и внедрить несколько простых решений. Вместо тяжелых стальных опор как у боковых ступеней Энергии применяется inflatable airbags-надувные подушки безопасности, как у автомобилей (см. внизу). А вместо многочисленных тросов парашютов применяется -1 маленький парашют с небольшим электронным натяжным устройством для изменения положения ступени по уровням -stabilizer - стабилизатор. Причем stabilizer может сориентировать отработанный носитель как в горизонтальном так и в вертикальном положении, в зависимости от представленных задач.
По поводу спуска. Вертикальная посадка нужна для минимизации времени подготовки ступени между двумя повторными пусками при сохранении частей ракеты в вертикальном положении. Это может быть сделано при правильно разработанной наземной архитектуре стартового комплекса. Поэтому и необходимо использовать двигатели с возможностью многократного использования но с количеством затраченного топлива объемом до 10 % от общего объема в баках при использовании парашютной системы и отсутствии опор. Для снижения вероятности и минимизации образования дефектов в маршевых двигателях во время снижения.
Вывод: Использование парашютной системы для союза 5. Много разовость заключается не в снижении и вертикальной посадке в нужную точку как у ступеней Falcon 9, а в сохранении основных работающих агрегатов летной машины для их повторного использования.
Источники:
1) Ars Technica Эрик Бергер. Статья о ракете Союз 5.