A indústria espacial é uma das mais de alta tecnologia, e seu estado caracteriza em grande parte o nível geral de desenvolvimento da indústria e da tecnologia no país. As conquistas espaciais existentes da Rússia são principalmente baseadas nas conquistas da URSS. Na época do colapso da União Soviética, as capacidades da URSS e dos Estados Unidos no espaço eram aproximadamente comparáveis. Posteriormente, a situação com a astronáutica na Federação Russa começou a se deteriorar gradualmente.
Além dos serviços de entrega de astronautas americanos à Estação Espacial Internacional (ISS), surgidos por conta da recusa dos Estados Unidos ao caro programa do Ônibus Espacial, a Rússia é inferior aos Estados Unidos em tudo: praticamente não há grandes projetos científicos bem-sucedidos comparáveis ao envio de rovers, a implantação de telescópios orbitais ou o envio de espaçonaves para objetos distantes no sistema solar. O rápido desenvolvimento de empresas comerciais privadas levou a uma diminuição significativa da participação da Roskosmos no mercado de lançamentos espaciais. Os motores russos RD-180 fornecidos aos Estados Unidos substituirão em breve o americano BE-4 da Blue Origin.
Com grande probabilidade, no próximo ano, os Estados Unidos recusarão os serviços da Rússia como um "táxi espacial", tendo concluído os testes de sua própria espaçonave tripulada (três espaçonaves tripuladas estão sendo desenvolvidas simultaneamente).
O último ponto de contato entre os Estados Unidos e a Rússia é a ISS, que está chegando ao fim. Se algum projeto nacional ou internacional com participação russa não for implementado, a permanência dos cosmonautas russos em órbita se tornará extremamente episódica.
A principal tendência estabelecida, que em um futuro próximo deve levar a uma redução significativa no custo de lançamento de uma carga útil em órbita, é a criação de foguetes reutilizáveis. Até certo ponto, isso já está acontecendo: o objetivo declarado da SpaceX é reduzir o custo de lançamento de carga em órbita em dez vezes e, no momento, foi possível reduzir o preço em cerca de uma vez e meia.
Deve-se entender que os foguetes reutilizáveis em sua forma atual (com o retorno do primeiro estágio) estão em estágio inicial de desenvolvimento. A julgar pelo interesse de outras empresas comerciais neste sentido, o rumo pode ser considerado extremamente promissor. Um avanço nessa direção poderia ser o surgimento de um veículo de lançamento de dois estágios (LV) BFR com capacidade de reutilização total de ambos os estágios e a confiabilidade de vôo esperada no nível dos aviões modernos.
A indústria espacial russa também tem vários projetos de veículos lançadores reutilizáveis de vários graus de sofisticação.
Baikal
Um dos projetos mais ativamente promovidos de foguetes reutilizáveis é o Baikal-Angara. O promissor módulo "Baikal" é um acelerador reutilizável (MRU) da primeira fase do lançador Angara, desenvolvido no GKNPTs im. Khrunichev.
Dependendo da classe do foguete (leve, médio, pesado), um, dois ou quatro propulsores Baikal reutilizáveis devem ser usados. Em sua versão light, o acelerador Baikal é, na verdade, a primeira etapa, que aproxima o conceito do foguete Angara nesta versão do conceito Falcon-9 da SpaceX.
Uma característica do acelerador reutilizável "Baikal" é o retorno realizado por aeronave. Após o desencaixe, "Baikal" desdobra uma asa rotativa na parte superior do casco e pousa no campo de aviação, enquanto manobra a uma distância de cerca de 400 km pode ser realizada.
O projeto foi criticado por ser mais complexo e potencialmente menos eficiente em comparação com o plantio vertical usado em projetos no exterior. De acordo com Roskosmos, um padrão de pouso horizontal é necessário para garantir a possibilidade de retorno ao local de lançamento, mas a mesma possibilidade foi declarada para o veículo lançador BFR. E os primeiros estágios do veículo de lançamento Falcon-9 não estão a mais de 600 km de distância do local de lançamento, ou seja, os locais de pouso para eles podem ser facilmente equipados a uma distância relativamente curta do cosmódromo.
Outra desvantagem do conceito do lançador Baikal MRU + Angara pode ser considerado que na versão médio e pesado apenas retornam os aceleradores, o primeiro estágio (unidade central) do lançador é perdido. E o pouso de quatro MRUs ao mesmo tempo ao lançar uma versão pesada do veículo lançador pode causar dificuldades.
No contexto da elaboração do projeto Baikal-Angara, as declarações do projetista geral dos mísseis Angara, Alexander Medvedev, parecem estranhas. Em sua opinião, o foguete pode pousar com o auxílio de motores a jato em suportes retráteis, como o lançador Falcon-9. A adaptação dos primeiros estágios dos veículos de lançamento Angara-A5V e Angara-A3V com apoios de pouso, um sistema de controle de pouso, sistemas de proteção térmica adicionais e combustível adicional aumentará seu peso em cerca de 19 por cento. Após a revisão, o Angara-A5V poderá retirar 26-27 toneladas do cosmódromo de Vostochny, e não 37 toneladas, como em uma versão única. Se este projeto for implementado, o custo de içamento de carga usando o "Angara" deve diminuir em 22-37%, enquanto o número máximo permitido de lançamentos das primeiras fases do veículo lançador não é indicado.
Tendo em conta as declarações dos representantes da Roscosmos sobre a possibilidade de criar um lançador Soyuz-7 em cooperação com o S7 Space em versão reutilizável, pode-se concluir que o projecto de um lançador reutilizável ainda não foi definitivamente decidido na Rússia. No entanto, o projeto Baikal MRU está gradualmente sendo elaborado. A planta experimental de construção de máquinas em homenagem a V. M. Myasishchev está empenhada em seu desenvolvimento. Está previsto um voo horizontal de teste do demonstrador para 2020, devendo então ser alcançada uma velocidade de cerca de 6,5 m. No futuro, o MRU será lançado a partir de um balão, a uma altitude de 48 km.
Soyuz-7
Em setembro de 2018, Igor Radugin, primeiro vice-designer geral - designer-chefe de veículos de lançamento da Energia Rocket and Space Corporation, que liderou o desenvolvimento do novo veículo de lançamento russo Soyuz-5 e do foguete superpesado Yenisei, deixou seu posto e foi trabalhar para a empresa privada S7 Space. Segundo ele, a S7 Space planeja criar um foguete Soyuz-7 baseado no foguete Soyuz-5 de uso único que está sendo desenvolvido pela Roscosmos, que, por sua vez, é o sucessor ideológico do bem-sucedido foguete soviético Zenit.
Como no foguete Falcon-9, o veículo de lançamento Soyuz-7 está planejado para retornar ao primeiro estágio usando manobra dinâmica de foguete e pouso vertical usando motores de foguete. Prevê-se o desenvolvimento de uma versão Soyuz-7SL para a plataforma Sea Launch. Está planejado o uso do comprovado motor RD-171 (provavelmente sua modificação RD-171MV) como o motor Soyuz-7 LV, que pode ser reutilizado até vinte vezes (10 voos e 10 queimaduras). O S7 Space planeja implementar seu desenvolvimento dentro de 5 a 6 anos. No momento, o veículo de lançamento Soyuz-7 pode ser considerado o projeto mais realista de um veículo de lançamento reutilizável na Rússia.
Teia
A empresa "Lin Industrial" está projetando um foguete suborbital ultrapequeno "Teia", projetado para decolar até o limite espacial condicional de 100 km e depois retornar.
Apesar das características modestas do projeto, ele pode fornecer as tecnologias necessárias para criar no futuro um veículo lançador com características superiores, especialmente porque a Lin Industrial está trabalhando simultaneamente no projeto de um lançador Taimyr ultrapequeno descartável.
Coroa
Um dos projetos mais interessantes e inovadores pode ser considerado o foguete reutilizável de decolagem e pouso vertical de estágio único "Korona", que foi desenvolvido pelo Centro de Mísseis do Estado (GRTs) em homenagem a V. I. Makeev entre 1992 e 2012. À medida que o projeto se desenvolvia, muitas variantes do veículo de lançamento Korona foram consideradas até que a versão final ideal fosse formada.
A versão final do veículo de lançamento Korona foi projetada para lançar uma carga útil pesando 6-12 toneladas em uma órbita terrestre baixa com uma altitude de cerca de 200-500 km. Presume-se que a massa de lançamento do veículo de lançamento seja em torno de 280-290 toneladas. O motor deveria usar um motor de foguete de propelente líquido (LRE) em um par de combustível hidrogênio + oxigênio. A proteção térmica aprimorada da espaçonave em órbita "Buran" deve ser usada como proteção térmica.
A forma cônica axissimétrica do casco tem boa aerodinâmica ao se mover em altas velocidades, o que permite que o veículo de lançamento Korona pouse no ponto de lançamento. Isso, por sua vez, possibilita o lançamento do Korona LV tanto em plataformas terrestres quanto offshore. Ao descer nas camadas superiores da atmosfera, o veículo lançador realiza frenagens e manobras aerodinâmicas e, na fase final, ao se aproximar do local de pouso, vira para trás e pousa com motor de foguete sobre amortecedores embutidos. Presumivelmente, o veículo de lançamento Korona pode ser usado até 100 vezes, com a substituição de elementos estruturais individuais a cada 25 voos.
Segundo a incorporadora, serão necessários cerca de 7 anos e US $ 2 bilhões para entrar na fase de operação experimental, nem tanto para a possibilidade de obtenção de um complexo tão revolucionário.
No momento, o GRT os controla. A Makeev pode ser considerada uma das empresas mais competentes na área de foguetes, que manteve seu potencial tanto quanto possível após o colapso da URSS. Foram eles que criaram um dos mais eficazes mísseis balísticos intercontinentais (ICBMs), o Sineva, e foram encarregados da criação do Sarmat ICBM, que substituirá o famoso Satã. A conclusão da criação do Sarmat ICBM em 2020-2021 abre uma oportunidade para atrair o SRC com o nome Makeev para projetos espaciais.
Falando sobre as deficiências do projeto Korona, pode-se supor que estas serão principalmente a necessidade de criar uma infraestrutura para o fornecimento e armazenamento de hidrogênio líquido, bem como todos os problemas e riscos associados ao seu uso. É possível que a melhor solução seja abandonar o esquema de estágio único do veículo de lançamento Korona e implementar um complexo movido a metano totalmente reutilizável de dois estágios. Por exemplo, com base no motor de oxigênio-metano desenvolvido RD-169 ou suas modificações. Nesse caso, o primeiro estágio poderia ser usado separadamente para trazer uma carga útil específica a uma altitude de cerca de 100 km.
Por outro lado, o hidrogênio líquido, como combustível de foguete, provavelmente não pode ser evitado. Em muitos projetos, dependendo se o primeiro estágio é metano ou querosene, motores de hidrogênio-oxigênio são usados no segundo estágio. Neste contexto, convém relembrar os motores de três componentes, que, por exemplo, é o motor de dois modos e três componentes RD0750 desenvolvido pelo Chemical Automation Design Bureau (KBKhA). No primeiro modo, o motor RD0750 funciona com oxigênio e querosene com a adição de 6% de hidrogênio, no segundo - com oxigênio e hidrogênio. Tal motor também pode ser implementado para a combinação hidrogênio + metano + oxigênio, e é possível que isso se torne ainda mais simples do que na versão com querosene.
Baikal-Angara, Soyuz-7 ou Korona?
Qual desses projetos poderia ser o primeiro foguete reutilizável da Rússia? O projeto Baikal-Angara, apesar de sua popularidade, pode ser considerado o menos interessante. Em primeiro lugar, a agitação de muito longo prazo com os veículos de lançamento "Angara" já está deixando sua marca e, em segundo lugar, o conceito de devolução do MRU por via aérea também levanta muitas questões. Se falarmos sobre a opção fácil, quando o MRU é na verdade o primeiro estágio, então para onde ele foi, mas se falarmos sobre opções médias e pesadas com dois / quatro MRU e a perda do primeiro e do segundo estágios, então a ideia parece muito estranho. As conversas sobre a aterrissagem vertical do lançador "Angara" provavelmente continuarão, ou serão realizadas quando o resto do mundo já estiver voando em antigravidade ou antimatéria.
A criação de uma versão reutilizável do veículo de lançamento Soyuz-7 por uma empresa privada S7 Space em cooperação com a Roskosmos parece mais otimista, especialmente porque o veículo de lançamento superpesado projetado Yenisei será construído nos mesmos motores, o que potencialmente permitirá a transferência as tecnologias “reutilizáveis” para ele. … No entanto, relembrar o épico com "Yo-mobile", e este projeto pode ir para a lata de lixo da história. Outro problema é o uso inicial de motores a querosene a oxigênio nos projetos dos veículos de lançamento Soyuz-5, Soyuz-7 e Yenisei. As vantagens e perspectivas do metano como combustível de foguete são óbvias, e é necessário concentrar esforços na transição para essa tecnologia - a criação de um motor de foguete de metano reutilizável estrangulado, em vez de criar o próximo oxigênio "mais poderoso do mundo" -motor de querosene, que deixará de ser relevante em 5-10 anos …
Projeto "Coroa" nesta situação pode ser visto como um "azarão". Conforme mencionado acima, o SRC deles. A Makeeva possui altas competências e, com o financiamento adequado, poderia muito bem ter criado um lançador reutilizável de um ou dois estágios no período de 2021 a 2030, após a conclusão das obras do ICBM Sarmat. De todas as opções possíveis, o projeto Korona pode se tornar potencialmente o mais inovador, capaz de criar uma base para as próximas gerações de veículos de lançamento.
O aparecimento do veículo de lançamento Falcon-9 reutilizável mostrou que uma nova batalha pelo espaço havia começado e que estávamos rapidamente ficando para trás nessa batalha. Não há dúvida de que, tendo recebido vantagens unilaterais no espaço, os Estados Unidos, e possivelmente a China as seguirão, iniciarão sua rápida militarização. O baixo custo de lançamento de cargas úteis em órbita, fornecido por veículos de lançamento reutilizáveis, tornará o espaço um investimento atraente para o setor comercial, alimentando ainda mais a corrida espacial.
Em conexão com o acima, gostaria de esperar que a liderança de nosso país perceba a importância de desenvolver tecnologia espacial no contexto, se não civil, pelo menos em aplicações militares, e invista os fundos necessários no desenvolvimento de um espaço promissor tecnologias, e não na construção de outro estádio ou parque de diversões, garantindo o controle adequado sobre o uso pretendido.
