"Baikal" alado: o que deveria ser um veículo de lançamento reutilizável

Os sucessos da SpaceX geraram um interesse particular em foguetes reutilizáveis ​​e forçaram muitos a tirar projetos do passado de caixas empoeiradas. Ao mesmo tempo, as pessoas nem sempre estão interessadas nos motivos pelos quais eles (esses projetos) não foram implementados. Mas as razões para isso podem ser as mais graves.





Vamos falar sobre transportadoras "aladas". Aqui, no entanto, alguma distinção precisa ser feita. O uso de uma asa de elevação na indústria espacial tem uma longa história. Em primeiro lugar, trata-se do vaivém americano que não se justificou em termos de relação preço / eficiência, concluído em 2011, assim como o Buran soviético, seu parente próximo. Em segundo lugar, o chamado conceito de lançamento aéreo, em que uma aeronave que se eleva ao céu é utilizada para lançar o veículo lançador, atuando como uma espécie de primeira etapa. Por fim, em terceiro lugar, estamos falando sobre o retorno do primeiro estágio da operadora em modo avião. Em termos simples, imagine se o estágio reutilizável "Falcon 9" no caminho de volta pousasse no campo de aviação, da mesma forma que o "Ônibus Espacial" fez uma vez. Ou apenas qualquer máquina alada.


O conceito é muito tentador, já que pousar a aeronave em modo avião parece uma tarefa mais fácil do que retornar ao primeiro estágio no espírito do SpaceX. No entanto, esse esquema é justificado? De acordo com Alexei Rogozin, filho de Dmitry Rogozin, sim. Lembre-se de que agora Rogozin Jr. chefia o Complexo de Aviação Ilyushin e, aparentemente, vê a organização como um dos principais (senão o principal) projetista de mísseis reutilizáveis ​​russos. É o princípio de retorno "avião" que agora está sendo promovido na empresa IL. “Esta é a solução que estamos implementando ao nível do projeto preliminar. Entregamos esse trabalho para a Roscosmos ”, disse Alexei Rogozin em agosto do ano passado. Existem várias coisas importantes a serem observadas aqui. Primeiro, essa afirmação foi feita há relativamente muito tempo pelos padrões da indústria de foguetes russa, onde os planos mudam na velocidade da sonda Voyager. Porém, por outro lado, não esqueçamos que Dmitry Rogozin já dominou o posto de chefe da Roscosmos - podemos dizer que é ele quem determina o desenvolvimento de toda a indústria espacial da Federação Russa.

"Para" e "contra"

Tentaremos entender se vale a pena desenvolver essa direção. Baikal-Angara se tornou um dos sistemas de mísseis russos mais incomuns nas últimas décadas. A rigor, trata-se apenas de um conceito: nada desse tipo ainda foi implementado. Como você pode imaginar pelo nome, tratava-se de uma das versões do foguete Angara, em que a primeira etapa era receber o booster reutilizável Baikal. Este produto, após se separar da transportadora, teve que retornar ao local de lançamento e pousar em uma pista normal, como um avião. Dependendo da classe do veículo de lançamento Angara, eles queriam usar um número diferente de boosters reutilizáveis: um (classe leve), dois (médio) e quatro (pesado). A massa seca do propulsor, ao usar um veículo de lançamento de classe leve, deveria ser de quase 18 toneladas. Eles queriam usar o RD-191M como motor.


O alcance do acelerador poderia ser de aproximadamente 380 km: bastaria para chegar ao campo de aviação operacional. No entanto, no geral, como você pode ver, o sistema parecia complicado e pesado, especialmente quando se trata da versão pesada da operadora com quatro aceleradores. Também vale a pena acrescentar a isso a conhecida tese de que o Angara, por si só, é um míssil bastante caro e tecnicamente complexo, composto por vários módulos.


E o que o Ocidente pensa sobre isso? Vale dizer que muitos cientistas de foguetes da Europa e dos Estados Unidos, após os sucessos da SpaceX, se encontraram aproximadamente na mesma situação dos russos. Ou seja, eles tinham mísseis antigos e "planos distantes para um futuro brilhante". O Airbus se destaca, oferecendo o retorno do primeiro estágio do foguete em modo "avião". O módulo Adeline (Advanced Expendable Launcher com INnovative engine Economy) prevê a reutilização dos motores de primeiro estágio do lançador Ariane 6, que ainda não está disponível. Apenas o compartimento do motor será reutilizável: eles querem equipá-lo com duas asas e hélices dobráveis, que serão acionadas no pouso. Adeline poderá se sentar na pista de costume.


Infelizmente, Notícia não há quase nada sobre o desenvolvimento do Airbus: talvez tenham decidido abandoná-lo por motivos que são claramente visíveis no exemplo do Baikal, que desempenha funções um tanto diferentes.

Vamos tentar descobrir com mais detalhes. O foguete Falcon 9 percorreu um longo caminho rumo à reutilização, no entanto, não há tantas alterações em comparação com um foguete descartável convencional, e o primeiro estágio pode pousar em quase todos os lugares: mesmo em uma plataforma terrestre, mesmo no mar O pouso de um foguete no ar requer um trabalho em uma direção ligeiramente diferente: é necessário levar em consideração não apenas as características aerodinâmicas do foguete durante a subida / descida horizontal, mas também o trabalho da asa, que cria uma elevação quando o estágio reutilizável entra na atmosfera da Terra. Porém, ainda mais importante, neste caso, o componente reutilizável do foguete terá que transportar equipamentos de "aeronaves": asas ocultas, elementos de trem de pouso, uma complexa usina de energia (como no Adeline). Tudo isso aumenta a massa da transportadora e aumenta seu preço. Não estamos falando sobre as dificuldades de reutilização de componentes que a SpaceX está resolvendo agora. Parece que deu certo.


Ou seja, até o momento, o conceito de Elon Musk com o retorno horizontal do primeiro estágio parece mais preferível do que pousar o porta-aviões em modo avião. Isso também é apoiado pelo fato de que a Blue Origin - de fato o principal concorrente da SpaceX no futuro previsível - escolheu o mesmo esquema. Em termos gerais, o novo foguete da Blue Origin, chamado New Glenn, será uma interpretação do Falcon 9, embora com motores diferentes e recursos diferentes para entregar carga em órbita.

Quanto aos projetistas de foguetes russos, eles provavelmente precisam primeiro decidir o que desejam, identificando vários projetos importantes que desenvolverão nas próximas décadas. É óbvio que o país simplesmente não vai "puxar" todas as ideias veiculadas nos últimos anos, como o foguete Yenisei superpesado ou a criação de uma estação orbital nacional em vez de internacional.