러시아에서 재사용 가능한 발사체 프로젝트 : 미래가 있습니까?

우주 산업은 가장 첨단 기술 중 하나이며, 그 조건은 국가의 산업 및 기술 개발의 전반적인 수준을 크게 특징 짓습니다. 러시아의 기존 우주 성과는 대부분 소련의 성과를 기반으로합니다. 소비에트 연방 붕괴 당시 소련과 미국의 우주 능력은 거의 비슷했다. 앞으로 러시아 연방에 공간이있는 상황은 점차 악화되기 시작했습니다.



미국 우주 비행사 (ISS)에 미국 우주 비행사를 제공하는 서비스 외에도 미국의 값 비싼 우주 왕복선 프로그램 거부로 인해 러시아는 미국보다 열등합니다. 로버를 보내고 망원경을 배치하는 것과 비교할만한 대규모 과학 프로젝트는 실제로 거의 없습니다. 또는 태양계의 먼 물체에 우주선을 보내는 것. 민간 기업의 급속한 발전으로 우주 발사 시장에서 Roscosmos의 점유율이 크게 감소했습니다. 미국에서 러시아 제공 RD-180 엔진은 곧 Blue Origin의 미국 BE-4를 대체 할 것입니다.



메탄 + 산소 연료 쌍을 다루는 러시아 RD-180 엔진 및 미국 BE-4


내년에는 미국이 자체 유인 우주선 (한 번에 3 대의 유인 우주선이 개발되고 있음) 테스트를 완료함으로써 러시아의 서비스를“우주 택시”로 거부 할 가능성이 높습니다.


유망한 미국 유인 우주선 SpaceX Dragon V2, Boeing CST-100 및 Sierra Nevada Dream Chaser (후자는 NASA 경쟁에서 제외되었지만 이니셔티브 기반으로 잘 구현 될 수 있음)


미국과 러시아 사이의 마지막 접촉 지점은 ISS로 남아 있으며 수명이 거의 다되었습니다. 러시아가 참여하는 국내 또는 국제 프로젝트가 이행되지 않으면 궤도에 러시아 우주 비행사가 머무르는 것은 극단이 될 것입니다.

가까운 장래에 페이로드를 궤도에 올리는 비용을 크게 줄이게 될 주요 확립 추세는 재사용 가능한 로켓을 만드는 것입니다. SpaceX의 목표는 제품을 궤도에 올리는 데 드는 비용을 10 배 줄이고 현재 가격을 1.5 배 정도 낮추는 것입니다.

재사용 가능한 로켓 과학은 현재 형태 (1 단계로 돌아옴)가 개발 초기 단계에 있음을 이해해야합니다. 이 지역의 다른 상업용 회사가 보여준 관심에 따라이 지역은 매우 유망한 것으로 간주 될 수 있습니다. 이 방향으로의 돌파구는 두 단계의 완전히 재사용 가능한 현대식 여객기 수준에서 비행의 예상 신뢰성을 갖춘 2 단계 발사체 (LV) BFR의 출현 일 수 있습니다.

러시아 우주 산업에는 다양한 정교함을 가진 재사용 가능한 발사 차량에 대한 여러 프로젝트가 있습니다.

바이칼


가장 적극적으로 추진되는 재사용 가능한 미사일 프로젝트 중 하나는 Baikal-Angara입니다. 유망한 모듈 인 "Baikal"은 GKNPC에서 개발 된 Angara 발사 차량의 첫 단계의 재사용 가능한 가속기 (MRU)입니다. 크루 니체 바.


MRU "바이칼"



로켓 종류 (경량, 중형, 중형)에 따라 재사용 가능한 바이칼 부스터 1 개, 2 개 또는 4 개를 사용해야합니다. 라이트 버전에서 Baikal 가속기는 실제로 첫 번째 단계이며,이 버전의 Angara 로켓 개념을 SpaceX Falcon-9 개념에 더 가깝게 만듭니다.

러시아에서 재사용 가능한 발사체 프로젝트 : 미래가 있습니까?

Baikal MRU 기반 LV Angara A1-V


재사용 가능한 바이칼 가속기의 특징은 비행기로 돌아 오는 것입니다. 도킹 해제 후, 바이칼은 선체의 상단에 회전 날개를 펼치고 비행장에 착륙하며 약 400km 거리에서 조종 할 수 있습니다.


바이칼 프로젝트 발표

이 프로젝트는 외국 프로젝트에 사용되는 수직 착륙과 비교할 때 더 복잡하고 잠재적으로 효율성이 낮기 때문에 비판을 받고 있습니다. Roscosmos에 따르면 발사 장소로 돌아올 가능성을 보장하기 위해 수평 착륙 패턴이 필요하지만 BFR에도 동일한 가능성이 명시되어 있습니다. Falcon-9 LV의 첫 단계는 발사 지점에서 600km 이상 떨어져 있지 않습니다. 즉, 착륙 지점은 발사 지점에서 비교적 가까운 거리에 장비 할 수 있습니다.

Baikal MRU + Angara 발사체 개념의 또 다른 단점은 중형 및 중형 버전의 가속기 만 복귀하면 LV의 첫 단계 (중앙 장치)가 손실된다는 것입니다. 그리고 출시 차량의 무거운 버전을 시작할 때 동시에 4 개의 MRU에 착륙하면 어려움이 발생할 수 있습니다.

Baikal-Angara 프로젝트의 개발 배경에 대해 Angara 로켓 패밀리 Alexander Medvedev의 일반 디자이너의 진술은 이상하게 보입니다. 그에 따르면, 로켓은 팔콘 -9와 같은 개폐식 지지대에 제트 엔진을 사용하여 착륙 할 수 있습니다. 랜딩 서포트, 랜딩 제어 시스템, 추가 열 보호 시스템 및 추가 연료로 Angara-A5В 및 Angara-A3В LV의 첫 번째 단계를 개조하면 중량이 약 19 % 증가합니다. 개선 후 Angara-A5B는 일회성 버전과 같이 26 톤이 아닌 Vostochny Cosmodrome에서 27-37 톤을 제거 할 수 있습니다. 이 프로젝트를 수행하는 경우, "Hangar"를 사용한화물 제거 비용은 22-37 % 감소해야하지만 발사 차량의 첫 단계에서 허용되는 최대 발사 횟수는 표시되지 않습니다.

재사용 가능한 버전의 S7 Space 회사와 협력하여 Soyuz-7 발사 차량을 만들 가능성에 대한 Roscosmos 담당자의 진술을 고려하면 러시아에서 재사용 가능한 발사 차량의 최종 디자인이 아직 결정되지 않았다는 결론을 내릴 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 바이칼 스위치 기어 프로젝트는 점차 개발되고 있습니다. 그 개발은 V. M. Myasishchev의 이름을 딴 실험 기계 제작 공장에서 수행됩니다. 2020에서 시연 기의 수평 시험 비행이 계획된 후 6,5 M의 속도를 달성해야하며 향후 48km의 고도에서 풍선으로 MRU가 발사 될 것입니다.


테스트 장치 MRU "Baikal"의 개념


소유즈 -7


2018 9 월, Energia 로켓 및 우주 기업의 발사 차량의 첫 번째 부 총괄 디자이너이자 최고 책임자 인 Igor Radugin은 새로운 러시아 Soyuz-5 발사 차량과 Yenisei 초 중형 로켓의 개발을 주도한 사임하고 일하기 시작했습니다. 개인 회사 S7 Space에. 그에 따르면 S7 Space 회사는 Roscosmos가 개발 한 Soyuz-7 일회용 로켓을 기반으로 Soyuz-5 로켓을 만들 계획이며, 이는 성공적으로 소비에트 제니트 로켓의 이념적 상속자입니다.


Soyuz-5 발사체


Falcon-9 로켓에서와 마찬가지로, Soyuz-7 로켓에서는 로켓-동적 기동 및 로켓 엔진을 사용한 수직 착륙을 사용하여 첫 번째 단계로 돌아갈 계획입니다. Sea Launch 플랫폼 용 Soyuz-7SL 버전을 개발할 계획입니다. 입증 된 RD-7 엔진 (대부분 수정 RD-171МВ)을 Soyuz-171 LV 엔진으로 최대 20 회 (10 항공편 및 10 화상) 재사용 할 수있는 것으로 입증되었습니다. S7 Space는 5-6 년 동안 개발을 구현할 계획입니다. 현재 Soyuz-7 발사체는 러시아에서 가장 현실적인 재사용 가능한 발사체 프로젝트로 간주 될 수 있습니다.



테아


Lin Industrial 회사는 Teiya 초소형 궤도 궤도 로켓을 설계하고 있으며 조건부 100 km의 우주 경계로 이륙 할 수 있도록 설계되었습니다.


재사용 가능한 궤도 궤도 발사 차량 Teia


프로젝트의 겸손한 특성에도 불구하고, Lin Industrial이 Taimyr 일회성 초소형 발사체 용 프로젝트를 동시에 개발함에 따라 향후 고성능 발사체 제작에 필요한 기술을 제공 할 수 있습니다.


타이 미르 차량 발사


크라운


가장 흥미롭고 혁신적인 프로젝트 중 하나는 수직 이륙 및 착륙 "Corona"를 갖춘 재사용 가능한 단일 스테이지 발사 차량으로 간주 될 수 있습니다. 1992에서 2012 년까지의 기간 동안 Makeev. 프로젝트가 개발됨에 따라 가장 최적의 최종 버전이 형성 될 때까지 Korona LV의 많은 옵션이 고려되었습니다.


Korona 발사체의 개발 된 버전


Korona 로켓의 최종 버전은 약 6-12 km 높이의 낮은 지구 궤도에 200-500 톤의 질량을 탑재하도록 설계되었습니다. 280-290 톤의 지역에서 발사체의 발사 질량이 예상됩니다. 엔진으로서, 수소 + 산소 연료 쌍을 사용하는 쐐기-공기 액체 로켓 엔진 (LRE)을 사용하는 것이 제안되었다. 열 보호로서 Buran 궤도 우주선의 향상된 열 보호를 사용해야합니다.

선체의 축 대칭 원뿔 모양은 고속 주행시 공기 역학이 우수하여 Korona 발사 차량이 발사 지점에 착륙 할 수 있습니다. 이를 통해 육상 및 해외 플랫폼에서 Korona 발사 차량을 발사 할 수 있습니다. 상부 대기 하강시 차량은 공기 역학적 제동 및 기동을 수행하며, 최종 단계에서 착륙 지점에 접근하면 내장 충격 흡수 장치의 로켓 엔진을 사용하여 후방으로 내려 가고 착륙합니다. 아마도 100 비행마다 개별 구조 요소를 교체 할 때 Korona LV는 최대 25 배까지 사용될 수 있습니다.


재사용 가능한 코로나 발사체의 개념


개발자에 따르면, 시험 운영 단계에 들어가려면 그러한 혁신적인 단지를 얻을 가능성이 크지 않은데 약 7 년과 2 억 달러가 소요될 것입니다.

현재는 GRTS입니다. Makeev는 로켓 과학 분야에서 가장 유능한 기업 중 하나로 간주되며 소련 붕괴 이후 최대 잠재력을 유지합니다. 가장 효과적인 Sineva 대륙간 탄도 미사일 (ICBM) 중 하나를 만든 것은 유명한 사탄을 대체하는 Sarmat ICBM의 생성을 맡은 사람들이었습니다. 2020-2021 연도에 Sarmat ICBM 생성이 완료되면이를 유치 할 수있는 기회가 열립니다. 우주 프로젝트를 위해 Makeeva.

코로나 프로젝트의 단점에 대해 말하면, 이것이 주로 액체 수소의 공급 및 저장을위한 인프라와 그 사용과 관련된 모든 문제와 위험을 만들 필요가 있다고 가정 할 수 있습니다. 최상의 해결책은 Korona LV의 1 단계 계획을 포기하고 완전히 재사용 가능한 2 단계 메탄 연료 단지를 구현하는 것입니다. 예를 들어, 개발중인 RD-169 산소-메탄 엔진 또는 그 변형을 기반으로합니다. 이 경우 첫 번째 단계를 별도로 사용하여 특정 페이로드를 100 km 정도의 높이로 출력 할 수 있습니다.

반면에 로켓 연료와 같은 액체 수소는 어디에도 없을 가능성이 높습니다. 많은 프로젝트에서 메탄이 1 단계인지 등유인지에 따라 2 단계에서 수소-산소 엔진이 사용됩니다. 이러한 맥락에서, 예를 들어 KBHA (Design Bureau of Chemical Automation)에 의해 개발 된 2- 모드 3- 성분 RD0750 엔진과 같은 3- 성분 엔진을 리콜하는 것이 적절하다. 첫 번째 모드에서 RD0750 엔진은 6 % 수소를 추가하여 산소와 등유에서 작동합니다. 두 번째는 산소와 수소입니다. 이러한 엔진은 또한 수소 + 메탄 + 산소 결합을 위해 구현 될 수 있으며 이는 등유의 경우보다 훨씬 간단 할 수있다.


RD0750 이중 모드 3 성분 엔진


"Baikal-Angara", "Soyuz-7"또는 "Crown"?


이 중 어떤 프로젝트가 최초의 러시아 재사용 미사일이 될 수 있습니까? "Baikal-Angara"프로젝트는 홍보에도 불구하고 가장 흥미롭지 않은 것으로 간주 될 수 있습니다. 첫째, Angara 가족 발사 차량 자체에 대한 오랜 소란이 이미 그 흔적을 남기고 있으며, 둘째, 항공기로 MRS를 반환한다는 개념에도 많은 의문이 제기됩니다. 쉬운 버전에 대해 이야기하면 MDI가 실제로 첫 번째 단계 일 때 어디로가더라도 MRI가 2 / 4 인 MRI와 첫 번째 및 두 번째 단계의 손실로 중형 및 중형 변형에 대해 이야기하면 아이디어가 매우 이상하게 보입니다. Angara 발사 차량의 수직 착륙에 대한 이야기는 계속 남아있을 가능성이 있거나 다른 국가가 이미 중력 또는 반물질로 비행 할 때 실현 될 것입니다.

Roscosmos와 협력하여 개인 회사 S7 Space가 재사용 가능한 Soyuz-7 LV 버전을 생성하는 것은 특히 낙관적 인 것처럼 보입니다. 특히 설계된 초강력 Yenisei LV가 동일한 엔진에서 생성되므로 재사용 가능한 기술을 전송할 수 있습니다. . 그럼에도 불구하고, "E-mobile"으로 서사시를 회상하면이 프로젝트는 매립지로 갈 수 있습니다 역사. 또 다른 문제는 Soyuz-5, Soyuz-7 및 Yenisei LV 프로젝트에서 산소 등유 엔진의 초기 사용입니다. 로켓 연료로서의 메탄의 장점과 전망은 분명하며,이 기술로의 전환에 노력을 기울여야합니다. 스로틀 리필용 메탄 로켓 엔진을 생성하는 대신, "세계에서 가장 강력한"산소 등유 엔진을 만드는 대신 5-10 년 동안 관련성이 없어 질 것입니다 .


KBHA가 개발 한 RD0162 메탄 LPRE (RD-169 생성 계획)


이 상황에서“Crown”프로젝트는“dark horse”로 간주 될 수 있습니다. 위에서 언급했듯이, GRC는 그것들을 말합니다. Makeeva는 높은 역량을 보유하고 있으며 적절한 자금으로 Sarmat ICBM에 대한 작업이 완료된 후 2021에서 2030까지 재사용 가능한 단일 스테이지 또는 2 단계 런칭 차량을 만들 수있었습니다. 가능한 모든 옵션 중에서 코로나 프로젝트는 잠재적으로 가장 혁신적인 제품이 될 수 있으며 차세대 발사 차량을위한 예비품을 만들 수 있습니다.

재사용 가능한 Falcon-9 부스터 로켓이 등장하면서 우주를위한 새로운 전투가 시작되었고이 전투에서 우리는 빠르게 뒤쳐지기 시작했습니다. 의심 할 여지없이 미국 우주에서 일방적 우위를 점했다는 것은 의심 할 여지가 없으며, 중국이 그를 따라 빠른 군사화를 시작할 가능성도 있습니다. 재사용 가능한 발사체 차량에 의해 제공되는 페이로드를 궤도에 넣는 낮은 비용은 상업 부문 투자에 공간을 매력적으로 만들어 우주 경쟁을 더욱 촉진시킬 것입니다.

위와 관련하여, 우리나라의 지도자가 민간인이 아니라면 최소한 군사용이라는 맥락에서 우주 기술 개발의 중요성을 깨닫고 다른 경기장이나 유원지 건설이 아닌 선진 우주 기술 개발에 필요한 자금을 투자하고 싶습니다. 사용 목적에 대한 적절한 통제.
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