👋🏽 🔬 📀 El nuevo amanecer de los gigantes. 🧛🏻 🎏 🧓🏿

Vivimos en un momento interesante cuando el número de proyectos activos de vehículos de lanzamiento superpesados ya ha excedido el número de dedos en una mano. Las agencias espaciales estatales y las empresas privadas están anunciando sus planes para la creación de cohetes superpesados, y aunque la mayoría tendrá que volar en la década de 2020, tenemos la oportunidad de ver el primer lanzamiento de uno de ellos el próximo año. Pero en la historia de la astronáutica, los cohetes superpesados perdieron repetidamente, y estos proyectos se cerraron. ¿Qué les espera ahora?

Definición formal

Ahora se considera un cohete superpesado, que puede llevar a la órbita terrestre baja más de 50 toneladas.

Todo para la luna

Los primeros cohetes superpesados tenían un objetivo: la luna, y fueron desarrollados para los programas lunares estadounidenses y soviéticos. El uso de soluciones técnicas similares con un módulo lunar separado y el acoplamiento en la órbita lunar condujo al hecho de que los cohetes resultaron ser bastante similares.

"Saturno V" y "N-1"

Con un diámetro de más de 10 m ("Saturno V" 10.1 "N-1" - un cono con una base de 16.9 m) y una masa de lanzamiento de tres mil toneladas ("Saturno V" 2970 t, "N-1" 2735 t) estos misiles eran tan grandes que ahora incluso hay personas que dudan de su existencia real.

En los Estados Unidos, lograron desarrollar motores de oxígeno-hidrógeno y ponerlos en la segunda y tercera etapa, por lo que la carga útil del Saturn V fue aproximadamente una vez y media mayor que la del N-1 (~ 140 toneladas versus ~ 90). Saturno V estaba tan especializado en misiones lunares que incluso es difícil decir cuántas toneladas traería a la órbita terrestre baja: la tercera etapa se encendió dos veces, primero se puso a sí misma y la carga útil en órbita baja, y luego se encendió por segunda vez y se aceleró Apolo a la luna. Sin la tercera etapa, la capacidad de carga del Saturn V resultó ser más modesta: la masa de la estación SkyLab lanzada a la órbita terrestre baja es de aproximadamente 77 toneladas.

"N-1" en la versión lunar ya era un cohete de cinco etapas. Tres etapas llevaron alrededor de 90 toneladas a la órbita terrestre baja. La cuarta etapa se gastó en una aceleración de aproximadamente 40 toneladas hacia la luna, y la quinta redujo la velocidad de ~ 15 toneladas de las naves orbitales y de aterrizaje en la órbita de la luna.

¿Nada para la tierra?

El programa de misiles superpesados N-1 se cerró en 1974 después de cuatro lanzamientos fallidos. Además de los problemas técnicos, el cohete también fue asesinado por un político que se convirtió en vicepresidente. Glushko no podía relacionarse bien con un cohete, por el cual se negó a hacer motores diez años antes. S.P. Korolev se vio obligado a recurrir a Nikolai Kuznetsov, y las relaciones con Glushko se deterioraron para siempre. Cuando se le preguntó si era posible usar con éxito el misil N-1, si había voluntad política, ahora es imposible dar una respuesta. Por un lado, los motores NK-33 fueron finalizados y probados de acuerdo con los documentos con bastante éxito, por otro lado, el accidente de Antares 2014, en el que se ubicaron los NK-33 de las reservas "lunares", fue de acuerdo con el escenario del accidente N-1, y ahora No puede decir que el diseño del motor no tiene éxito o que no se pueden almacenar por mucho tiempo. Pero si los motores no tienen la culpa,y en la década de los 70, la URSS tendría la voluntad política de dar una respuesta asimétrica a la victoria estadounidense en la carrera lunar, "N-1" podría lanzar estaciones orbitales pesadas, vehículos científicos o interplanetarios.

La política de "Saturno V" fue asesinada además del éxito. La idea de lanzar una estación orbital cerró el Apollo-20, y en 71, sucedió el mismo destino -19 y -18. El recorte presupuestario fue tan fuerte que los cohetes y barcos ya construidos no tenían nada que lanzar, y en lugar de espacio, fueron a museos. En el contexto de la idea de una lanzadera reutilizable que se veía tan bien en el papel, Saturno V probablemente no tenía ninguna posibilidad real de sobrevivir. "Saturno V" realizó 13 vuelos: dos de prueba, diez con personas a la luna y uno con una estación orbital en órbita terrestre baja.

Oh otra vez

La segunda generación convencional de misiles superpesados gira en torno a la idea de la reutilización. Y si el transbordador espacial puede poner en órbita solo 27 toneladas de carga útil, entonces el orbitador con alas, protección contra el calor y siete astronautas con comida, agua y oxígeno pesa menos de cien toneladas: la masa máxima del transbordador y la carga útil fue de 122.5 toneladas. Sería lógico crear un módulo de carga único para cargas extra pesadas, y nació el proyecto Shuttle-C. En lugar de un transbordador grande y pesado, se lanzaría un módulo no tripulado más pequeño y más ligero, que, sin embargo, permitiría lanzar cientos de toneladas en la región.

El proyecto iba bien, incluso logró hacer un diseño de tamaño completo, pero luego, en 1986, ocurrió el desastre del Challenger. Después de eso, las ambiciones del programa del transbordador se desvanecieron drásticamente: el programa de lanzamiento del transbordador se cerró desde el cosmódromo de Vanderberg a la órbita polar, y se cancelaron algunas mejoras técnicas. El proyecto Shuttle-C logró sobrevivir a esto, y en los años 90, la NASA planeó lanzar módulos de 80 toneladas de la nave marciana en él. Pero luego ocurrió el desastre de Columbia, y el programa del transbordador espacial perdió todo futuro. El hecho de que los vuelos planeados se llevaran a cabo durante otros ocho años ya no importaba. En principio, Shuttle-C tenía una probabilidad distinta de cero de convertirse en un reemplazo para los barcos tripulados: una versión no tripulada podría haberse producido en las mismas plantas y no corría el riesgo de perder la tripulación, pero parece que los políticos no querían meterse con nada,eso tendría el nombre de "lanzadera".

En la URSS, nuevamente hicieron una opción más universal: el vehículo de lanzamiento de Energia, normalmente, sin modificaciones, podría transportar una carga útil única o un barco Buran reutilizable.

Pero aquí no funcionará encontrar oportunidades para un desarrollo alternativo de eventos. La energía y muchos otros sistemas técnicos complejos estaban cubiertos por los restos de la Unión Soviética, y dos vuelos exitosos (uno con la plataforma Polyus, el otro con el Buran no tripulado) no pudieron continuar, y el hardware creado para el programa ni siquiera fue a museos - Dos cohetes ensamblados en Baikonur de repente resultaron ser propiedad de Kazajstán, permanecieron nueve años en un hangar y murieron sin gloria bajo un techo derrumbado.

Los zombis no serán

¿Es posible revivir Saturno V o Energía? Si piensas un poco, la respuesta se vuelve clara. Las personas que diseñaron e hicieron estos cohetes conocían algunas características técnicas, retiradas o en una tumba. La documentación se pierde principalmente. El equipo de las fábricas en las que se fabricaron cientos de miles de componentes diferentes estaba roto o irremediablemente desactualizado y desechado. Y las fábricas mismas ya no son las que estaban en los años 60 u 80. Nosotros, como humanidad, a ambos lados del océano, no hemos olvidado cómo fabricar cohetes, pero si queremos construir un vehículo de lanzamiento súper pesado, incluso con el uso de proyectos antiguos, todavía obtendremos algo nuevo. Aprendimos cómo hacer otros materiales, incluso dispositivos electrónicos más avanzados, y repetir ciegamente decisiones viejas es una estupidez, se puede mejorar mucho.Por lo tanto, algunos nuevos misiles superpesados pueden usar componentes antiguos modernizados, y en cierto sentido serán descendientes de un pasado glorioso.

La curva sacará

Cuando, después del desastre de Columbia, quedó claro que el proyecto del Transbordador espacial se cerraría, surgió la pregunta de qué hacer con las fábricas, empresas y trabajadores que participaron en el proyecto. Además, surgió la idea de regresar a la luna con el objetivo final: una expedición a Marte. Y por todo esto, es deseable un cohete extra pesado para no lanzar muchas veces partes de la nave y no atracarlas en la órbita de la Tierra. Entonces, el proyecto Constellation ("Constellation") nació con un cohete superpesado Ares V de 188 toneladas en órbita baja.

En el diseño del cohete, puede reconocer fácilmente el legado del transbordador espacial: refuerzos laterales de combustible sólido y un revestimiento resistente al calor característico del tanque de la primera etapa en naranja. Los motores RS-25 del transbordador iban a estar en la primera etapa y en la segunda etapa, una versión actualizada de los motores del programa lunar J-2, J-2X.

El programa se estaba moviendo bastante bien, pero después de las próximas elecciones republicanas, Bush fue reemplazado por el demócrata Obama. Y el programa Constellation se cerró en 2009. Pero el problema del cierre de fábricas y las pérdidas de empresas no desaparecieron, por lo que el proyecto en realidad se abrió en 2010, pero con un nombre diferente. Ahora se le conoce como Space Launch System, SLS. En las imágenes de conspiración, incluso repintaron el tanque de la primera etapa en blanco.

Pero pasó el tiempo, el programa se desarrolló y se hizo posible no observar la conspiración: el tanque en las imágenes fue repintado.

En general, el SLS es muy similar al Ares V: los mismos propulsores de combustible sólido en los laterales, los mismos motores RS-25 del transbordador en la primera etapa. Sin embargo, en los escalones superiores, el motor J-2X fue reemplazado por un RL-10 de la unidad de refuerzo Centaur.

Por un lado, SLS se encuentra en uno de los estados más preparados de todos los proyectos. El trabajo está en marcha, se está asignando dinero, el próximo lanzamiento está programado para noviembre de 2018, e incluso si él, como suele ser el caso con la tecnología, avanza un año o dos, todavía puede ser el primero entre los competidores. Por otro lado, en los EE. UU. Las nuevas elecciones están al borde, y se desconoce por completo cómo el nuevo presidente desarrollará el programa espacial. Además, el SLS puede verse afectado negativamente únicamente por la motivación política del proyecto: este cohete no se puede reducir y usar para lanzamientos comerciales, solo es adecuado para misiones grandes y costosas a un asteroide o luna. Y el segundo lanzamiento se espera solo en 2022, y cuanto mayor sea la distancia entre los lanzamientos, mayores serán los problemas y riesgos adicionales que las próximas noticias afectarán negativamente al programa.

Dos escriben, tres en mente

La compañía privada SpaceX ya tiene dos proyectos para cohetes superpesados y, según consideraciones obvias de ingeniería, puede haber tres. El proyecto Falcon Heavy está en el más alto grado de preparación. El vehículo de lanzamiento ensamblado desde las tres primeras etapas del Falcon 9 debería poder lanzar, según las estimaciones de SpaceX, 54 toneladas en órbita baja.

La gran ventaja del Falcon Heavy es que contiene un mínimo de piezas nuevas: los primeros pasos del Falcon 9, incluso con modificaciones, no diferirán mucho de los regulares que ya están volando. La segunda ventaja es que los lanzamientos de Falcon Heavy ya han anunciado pedidos comerciales. Sin embargo, aquí hay una situación muy interesante: un vehículo de lanzamiento extra pesado, que, como escribe SpaceX, podrá lanzar hasta 22 toneladas en una órbita de transición geográfica, contratado por satélites bastante ordinarios, a juzgar por la información abierta, comenzará a las 6 toneladas, es decir, se lanzará desde Gran baja carga. El beneficio económico de tal lanzamiento es una pregunta que solo SpaceX puede responder, pero aún no han querido hacerlo.

El principal problema del Falcon Heavy se puede llamar aplazamientos constantes, inicialmente su primer lanzamiento ya estaba planeado en 2013. Había alguna esperanza para un primer lanzamiento en 2016, pero el reciente accidente de Falcon 9 puso fin a estos planes. Uno solo puede esperar que el lanzamiento no avance hasta 2018.

Pero Musk no se detuvo en un proyecto de un cohete superpesado totalmente realizable. En el reciente Congreso Internacional de Astronáutica, anunció un proyecto completamente monstruoso del vehículo de lanzamiento marciano para 550 toneladas de carga útil en una versión única y 300 toneladas en una reutilizable.

La viabilidad de tal proyecto está más allá del alcance de las capacidades actuales de la Máscara: es demasiado costosa y no tiene escenarios reales para uso comercial (la entrega de bienes por cohetes es el sueño de los pioneros de la ciencia de cohetes, que no se combinan con la economía de la logística). Pero al mismo tiempo, SpaceX recientemente probó con éxito el nuevo motor de metano Raptor con trescientas toneladas de empuje. Aunque no se puede simplemente colocar en el Falcon 9 en lugar del Merlin queroseno-oxígeno, otros componentes dictan diferentes tamaños de tanque, y un motor de 2.7 metros no se levanta en un cohete con un diámetro de 3.7 metros. Y aquí para Musk se está empantanando una opción muy racional: con cuatro motores en la primera etapa y un diámetro de, digamos, 4.5 metros, obtenemos un excelente vehículo de lanzamiento con una masa de lanzamiento en la región de 1000 toneladas y una carga útil de aproximadamente 30-40 toneladas en una órbita baja.Un misil de tres de estos bloques retirará 70-100 toneladas, y de cinco, en la región de 150-200 toneladas. Todas las cifras se dan de manera aproximada, porque hay muchas incógnitas, pero los parámetros resultantes son impresionantes. En un monobloque, será posible ganar mucho dinero mediante el lanzamiento de cualquier satélite en órbita geoestacionaria, y las opciones más pesadas son adecuadas para las ambiciones o contratos de Mask con la NASA. Pero por alguna razón, Musk decidió anunciar en lugar de un cohete realista.Pero por alguna razón, Musk decidió anunciar en lugar de un cohete realista.Pero por alguna razón, Musk decidió anunciar en lugar de un cohete realista.Impresionante, pero poco realista .

Caballo oscuro

Otra empresa privada, Blue Origin, que está desarrollando con éxito un cohete y un barco para turismo suborbital, también se sorprendió por el anuncio del desarrollo de un vehículo de lanzamiento ultra pesado de New Glenn. Su capacidad de carga oficial aún no se ha anunciado, así que tengo que adivinar. Con un diámetro de 7 metros y un empuje de motores de primera etapa de 1.700 toneladas, dicho vehículo de lanzamiento puede ponerse en una órbita baja en la región de 100 toneladas de carga. La pregunta principal es por qué y por qué Bezos eligió un cohete tan grande, porque no está claro cómo va a ganar dinero con él.

Ale es este

Otro caballo oscuro es China. Se sabe que se está trabajando allí en un programa lunar tripulado y, en consecuencia, necesitarán un cohete superpesado. Se sabe que su nombre de trabajo es "Gran 9 de marzo", se espera el primer vuelo en la década de 2020, y la capacidad de carga debería ser de aproximadamente 130 toneladas. Hacer un vehículo de lanzamiento para China, que probablemente sea la primera economía del mundo, es fundamentalmente posible, la cuestión está en el deseo político.

Penates Nativos

Estamos trabajando en la creación de un vehículo de lanzamiento extra pesado con nosotros. Desde el cohete superpesado "Angara" no funcionará de ninguna manera: el tamaño de los módulos es pequeño. Por lo tanto, un posible programa lunar requeriría al menos 4 lanzamientos. Esto no es muy efectivo, por lo tanto, el proyecto del vehículo de lanzamiento en módulos universales más pesados ha estado suspendido en el aire durante mucho tiempo. Además, las tecnologías del motor de cohete de propulsión líquida más potente RD-170 están bastante activas en el RD-171 para el cohete Zenit. Durante los últimos veinticinco años, la vida de Zenit ha sido envenenada por problemas políticos, y lo más probable es que haya terminado. Pero los cohetes de una dimensión similar, ahora llamados Phoenix y Sunkar, parecen muy interesantes. Una tonelada a las 17,La versión de tres bloques de 40 toneladas y la versión de cinco bloques con un gran paso de hidrógeno de 100 toneladas, en principio, permitirán realizar un vuelo a la Luna con un lanzamiento de la versión superpesada.

Por qué

¿Se necesitan misiles súper pesados? Tienen una ventaja única: la falta de la necesidad de ensamblar la nave en la Luna o Marte con una gran cantidad de lanzamientos. Pero históricamente, todos los vehículos de lanzamiento superpesados se perdieron y sus proyectos se cerraron. Por qué, es fácil de entender. Si tiene un camión de minería, por supuesto, puede transportar cientos de toneladas de tierra en un solo viaje, pero no será conveniente que lo conduzca al trabajo todos los días. No funcionará ganar dinero en un cohete superpesado: los satélites en una órbita geoestacionaria, aunque están creciendo, no lo hacen tan rápido.

Sí, usted dice, si aparece un cohete extra pesado, entonces podemos lanzar enormes satélites a decenas de toneladas en la OSG. Pero los misiles superpesados volaron antes, y durante su, una vida bastante larga, por alguna razón ninguno de ellos sobrevivió al contrato de tal satélite. Me parece que habrá un desarrollo lento en lugar de espasmódico. Y esto significa que el cohete superpesado debe ser universal y poder ganar dinero en una versión más ligera.

El nuevo amanecer de los gigantes.