Найти в Дзене
КОСМОИНЖЕНЕР

Многоразовая ступень: как мы будем делать бриллиант в короне российской космонавтики. Инженерный разбор. Часть 2

Продолжение. В этой части — о российских проектах, критических технологиях и том, что нужно сделать, чтобы догнать. Начало — тут. Глава 4. Что мы пытаемся сделать Пытаемся. И это важно. «Амур-СПГ» — главная надежда. Многоразовая ракета-носитель среднего класса с метановым двигателем РД-0162. Что известно о двигателе Двигатель для «Амур-СПГ» — РД-0169 (также в документации встречаются обозначения РД-0162 и РД-0177). По состоянию на 2024 год в КБХА изготавливался двигатель-образец РД-0177 для проведения испытаний. Испытания планировалось начать в октябре 2024 года. На 2026 год публичного подтверждения их результатов нет. Изготовление двигателя ведётся с использованием аддитивных технологий (3D-печать), что определяет новые подходы к технологическим процессам и испытаниям. Как отмечал Игорь Пшеничников, трудности возникают — дефекты форсуночных блоков, корпусных элементов систем подачи. Но они решаемы, хотя и требуют времени. Почему метан? Метан — компромисс, который оказался оптимальным

Продолжение. В этой части — о российских проектах, критических технологиях и том, что нужно сделать, чтобы догнать.

Начало — тут.

Глава 4. Что мы пытаемся сделать

Пытаемся. И это важно.

«Амур-СПГ» — главная надежда. Многоразовая ракета-носитель среднего класса с метановым двигателем РД-0162.

Характеристики многоразовой ракеты-носителя «Амур-СПГ». Источник: Космоинженер
Характеристики многоразовой ракеты-носителя «Амур-СПГ». Источник: Космоинженер
Схема компоновки «Амура-СПГ» — расположение двигателей, посадочные опоры, решётчатые рули. Источник: Роскосмос
Схема компоновки «Амура-СПГ» — расположение двигателей, посадочные опоры, решётчатые рули. Источник: Роскосмос

Что известно о двигателе

Двигатель для «Амур-СПГ» — РД-0169 (также в документации встречаются обозначения РД-0162 и РД-0177). По состоянию на 2024 год в КБХА изготавливался двигатель-образец РД-0177 для проведения испытаний. Испытания планировалось начать в октябре 2024 года. На 2026 год публичного подтверждения их результатов нет.

Изготовление двигателя ведётся с использованием аддитивных технологий (3D-печать), что определяет новые подходы к технологическим процессам и испытаниям. Как отмечал Игорь Пшеничников, трудности возникают — дефекты форсуночных блоков, корпусных элементов систем подачи. Но они решаемы, хотя и требуют времени.

Почему метан?

Сравнение видов топлива. Источник: Космоинженер
Сравнение видов топлива. Источник: Космоинженер

Метан — компромисс, который оказался оптимальным для многоразовости. Он не образует нагар на стенках камеры, что упрощает обслуживание. Он дешевле керосина. И его можно производить на Марсе из местных ресурсов (реакция Сабатье), что важно для дальних полётов.

«Кузнечик» — учиться садиться

Для отработки режима посадки предполагается использовать натурные испытания «кузнечика» (хоппера) — тестовой ступени с двигателем, которую будут «учить» подпрыгивать, зависать, взлетать и садиться.

Это нехарактерный для российской школы подход — мы привыкли всё просчитывать на бумаге. Но SpaceX показал: без десятков экспериментальных пусков многоразовость не освоить. И мы, кажется, начинаем это понимать.

Рассматривались две площадки для тестирования: полигон Капустин Яр и Плесецк. Для ускорения работ планировалось использовать ступень от «Союза-2.1в» (конструкторская документация уже готова), интегрировав в неё посадочные опоры, двигатели и системы управления от «Амур-СПГ». На 2026 год публичного подтверждения реализации этих планов нет.

Где сажать?

В США Falcon 9 садится на баржу в Атлантике, откуда ступень быстро доставляют в порт. У нас при запусках с Восточного ступень будет падать в Якутии, в районе Нерюнгри. Летом — грунтовка, зимой — дорог нет, только зимники.

Рассматривались разные варианты: вертолётами (нужны два, ступень придётся разбирать на месте), автомобильным транспортом, железной дорогой. Один из вариантов — протянуть железнодорожную ветку, чтобы подвозить всё необходимое перед пуском и вывозить ступень после посадки [12].

Это сложная логистическая задача, которую тоже предстоит решить. И она уникальна для России.

Другие проекты

Space Energy — частная компания, работающая над своей многоразовой ракетой «Галактика». Планирует первый запуск после 2027 года.

МАИ — разработал стенд для моделирования посадки. Работают над системами управления.

Серийное производство — в 2025 году АО «Решетнев» запустило первую поточную линию сборки спутников. Это пример движения к серийности, который может быть масштабирован на ракетное производство.

Но пока всё это — на стадии проектов, стендов, макетов. До лётных испытаний возвращаемой ступени в России не дошло. Ни разу.

Глава 5. Критические технологии, которые нужно освоить

Чтобы сделать многоразовую ступень, нужно освоить пять ключевых технологий - глубокое дросселирование, многократное включение в полёте, решётчатые рули, посадочные опоры и система управления спуском.

Орешек знаний тверд. Придется расколоть. Иначе расколят нас. Источник: Космоинженер
Орешек знаний тверд. Придется расколоть. Иначе расколят нас. Источник: Космоинженер

Оценка статуса: из пяти технологий только по трём есть подтверждённые разработки в России. Но ключевая — лётная отработка — отсутствует.

Глава 6. Что нужно сделать, чтобы догнать

Я не буду говорить «дать денег». Это слишком просто. Деньги дают, а результата нет.

Нужно другое.

1. Признать, что отставание есть.

Как я писал в главе 3, признание прозвучало на уровне ректора Бауманки и главы «Роскосмоса». Но этого мало. Нужна системная работа, а не разовые заявления.

2. Сконцентрироваться на ОДНОЙ программе.

У нас сейчас несколько проектов: «Амур-СПГ» (государственный), «Галактика» (частный), разработки МАИ (университетские). Это хорошо для диверсификации, но плохо для концентрации ресурсов.

В США была одна программа — Falcon 9. Все усилия SpaceX были брошены на неё. И это сработало.

3. Решить проблему глубокого дросселирования.

Merlin 1D может работать на 40% от максимальной тяги. Это позволяет гасить скорость точно в момент касания. Наши двигатели (даже новые) на такое не способны.

Нужен двигатель, который умеет:

  • глубоко дросселироваться (до 30–40%)
  • многократно включаться в полёте
  • работать в широком диапазоне высот (от вакуума до плотной атмосферы)

4. Отработать алгоритмы управления спуском.

Посадка ступени — это не «двигатели + решётчатые рули». Это сложнейшая система управления с обратной связью. Тысячи параметров в секунду, десятки датчиков, алгоритмы, которые адаптируются к ветру, крену, остаткам топлива.

Это можно сделать только через десятки экспериментальных пусков. Сначала — прыжки на полигоне. Потом — суборбитальные запуски. Потом — орбитальные с попыткой посадки.

SpaceX прошла этот путь за 5 лет (2010–2015). Мы можем быстрее? Можем. Если начнём.

5. Вернуть инженеров в отрасль.

По открытым оценкам, из пяти выпускников профильных вузов только один остаётся в отрасли. Остальные уходят в IT, банки, консалтинг.

Чтобы делать ракеты, нужны люди. Молодые, талантливые, амбициозные. Их надо не «удерживать» — их надо заманивать. Деньгами. Задачами. Возможностью делать то, что никто в мире ещё не делал.

Глава 7. Вместо заключения

Я не верю, что мы не можем сделать многоразовую ступень.

У нас есть двигатели, есть школы, есть традиции. У нас есть «Амур-СПГ» — проект, который может стать нашим бриллиантом.

Но для этого нужно перестать имитировать бурную деятельность.

Нужно признать: мы отстали. Не навсегда, но отстали.

Нужно выбрать один (один) проект и дать ему всё — деньги, людей, время, свободу.

Нужно разрешить ошибаться. Потому что без ошибок нет инженерии. SpaceX взорвал десятки ступеней, прежде чем научился сажать.

Нужно дать молодым инженерам возможность делать то, что они хотят. И платить им так, чтобы они не уходили в IT и пр. (Назовем это «Битва за космомолодежь», планирую посвятить этому не одну статью).

Подвиньтесь. Дайте нам точку опоры, и мы перевернем космос. Источник: Космоинженер
Подвиньтесь. Дайте нам точку опоры, и мы перевернем космос. Источник: Космоинженер

И тогда через 5–7 лет мы увидим, как первая российская многоразовая ступень аккуратно опускается на платформу в Охотском море. Или на полигоне в Амурской области. Или на Восточном.

И тогда можно будет сказать: «А помните, был пепелац? Теперь — бриллиант».

А пока — пальцы крестиком, держим кулачки. И работаем.

Ваш Космоинженер

-7