Вперед, к Луне и Марсу!
Молодые ученые КБ «Южное» разработали самый экономичный двигатель в мире для доставки космических грузов на Марс и Луну.
Проект «Двигатель РД860L взлетно-посадочного модуля для доставки научно-исследовательской аппаратуры на поверхность Луны и Марса», разработанный на государственном предприятии «Конструкторское бюро «Южное» имени М.К. Янгеля» (КБ «Южное»), в этом году вошел в десятку лучших на международном конкурсе научно-инновационных работ молодых исследователей «Полет в будущее» (Москва, РФ).
Будут ли на Марсе «яблони цвести», станет известно после того, как туда доставят необходимую исследовательскую аппаратуру. Каким образом осуществить такую доставку, знают инженер-конструктор первой категории Николай Ковальчук, инженер-конструктор третьей категории Андрей Кухта и начальник отдела системного проектирования и отработки ракетных двигателей Владимир Шульга (КБ «Южное», Днепропетровск).
В проекте, представленном в этом году на конкурс «Полет в будущее», они предложили вариант двигателя, способного обеспечить мягкую посадку на поверхность далеких планет и небесных тел, последующий взлет с поверхности и выведение аппарата на заданную орбиту.
В своей работе Н.Ковальчук и А.Кухта использовали опыт разработки двигателей «Блока Е» ракетного комплекса Н-1, который в «Лунной программе» СССР (1964—1972 гг.) предназначался для пилотируемой мягкой посадки на Луну и взлета с ее поверхности. «Блок Е» был оснащен жидкостными ракетными двигателями — основным РД858 и резервным РД859, которые прошли все виды испытаний, включая на орбите искусственного спутника Земли, показали высокую надежность и соответствие заданным требованиям. Опыт разработки двигателей «Блока Е» украинские специалисты впоследствии использовали для создания уникальных по функциональному назначению и характеристикам двигателей РД864, РД866, РД869, предназначенных для верхних ступеней баллистических ракет.
Для автономного космического буксира «Кречет» (российский проект) в КБ «Южное» в 2003 году разработали новую модификацию жидкостной двигательной установки ДУ802. Оснащение таким буксиром РН «Днепр» позволит повысить энергетические возможности ракеты-носителя. Это, в свою очередь, поможет обеспечить выполнение дальних миссий по исследованию Луны и Марса, а также выведение спутников на геостационарные орбиты.
В конструкции ДУ802 применена принципиально новая пневмонасосная система подачи топлива, обеспечивающая повышение не только энергетических характеристик двигательной установки, но и ее надежности.
Аналогичные подходы использованы в конкурсном проекте двигателя РД860L. Экспертное жюри, возглавляемое академиком РАН Ю.А.Рыжовым, за данный проект присудило днепропетровской команде III место. Кстати, в этом году жюри ориентировало всех участников не просто на хорошие свежие идеи, а еще и на реальность исполнения предложенных проектов и быструю их окупаемость с учетом привлечения частных инвестиций.
Владимир Шульга, научный руководитель проекта:
— КБ «Южное» в 70-е годы ХХ столетия занималось двигателем для пилотируемой программы СССР, которая осуществлялась параллельно с программой США «Аполлон». Поэтому наши молодые конструкторы при разработке нового двигателя смогли опереться на достижения КБ, а также учли возможности использования существующей элементной базы. Практически все основные детали, узлы, системы можно изготавливать в Днепропетровске, на ГП «Южный машиностроительный завод им. А.М.Макарова». Я не исключаю, что в недалеком будущем мы сможем разрабатывать такие двигатели для украинских космических проектов. Наверняка они будут востребованы и в других государствах, принявших соответствующие программы на 20—40 лет вперед.
Например, Россия планирует после 2015 года провести непилотируемые полеты на Луну, чтобы отобрать пробы грунта и отправить их затем обратно на Землю. Исследования Марса состоятся в 2019—2022 годах. Пилотируемые полеты на Луну намечены в 2025—2030 годах, на Марс — в 2035—2040-х. США заявили о подготовке к пилотируемым полетам на Луну в середине 20-х, а на Марс — в середине 30-х годов. Добраться до Марса и Луны стремятся также европейские государства, Индия и Китай, у которых составлены собственные исследовательские программы.
Все прекрасно понимают, что для выполнения подобных миссий необходимы взлетно-посадочные модули, способные обеспечить как спуск космического корабля на поверхность небесного тела, так и его возврат на заданную орбиту. Двигатели этих модулей должны обладать высокой надежностью, возможностями глубокого дросселирования и многократных запусков. С учетом этих требований и был разработан двигатель нового поколения РД860L.
Оптимистический сценарий развития событий и выход на реальные задачи позволит создать первый рабочий двигатель РД860L в течение четырех лет. Начиная с пятого года от момента старта данной программы объемы производства в соответствии с проектом постепенно возрастают с 2 до 10 единиц в год и к концу 10-летнего периода составят в целом 38 двигателей. При этом единовременные затраты на создание первого двигателя, а также на проведение технологических испытаний, менеджмент и маркетинг ограничиваются 4-миллионным «потолком». Максимум в 2410 тысяч долларов приходится на первый из трех инвестиционных лет. Ничего подобного при разработке аналогичных двигателей в ведущих американских, европейских или азиатских компаниях до сих пор не наблюдалось.
Справка «УТГ»
H-1(носитель-1) — советская ракета-носитель сверхтяжелого класса. Разрабатывалась с середины 1960-х в СКБ-1 под руководством Сергея Королева, а после его смерти — под руководством Василия Мишина. Первоначально предназначалась для вывода на околоземную орбиту 75-тонной орбитальной станции с перспективой обеспечения сборки тяжелого межпланетного корабля для полетов к Венере и Марсу.
Вся пилотируемая лунная программа, включая носитель Н-1, была строго засекречена и стала достоянием гласности только в 1990 году.
Справка «УТГ»
Конкурс «Полет в будущее» (Flight into the Future) учрежден Фондом премии Роберта и Виргинии Хайнлайн (Robert A. Heinlein and Virginia Heinlein Prize Trust) и организован Российским учебно-научным комплексом авиакосмической промышленности (РУНИКАП). В 2011 году он был посвящен памяти известного американского писателя, одного из основоположников современной научной фантастики Роберта А.Хайнлайна, а также пятидесятилетию со дня полета в космос Юрия Гагарина.
Конкурс стартовал в 2004 году, проводится каждые два года. Первоначально его участниками были молодые ученые стран СНГ, сегодня он вышел на более широкий международный уровень.
В этом году в конкурсе участвовали 10 команд (27 проектов) из России, Украины, Казахстана, Индии, Италии. Лучшими были признаны следующие проекты: «Установка аппаратно-программного комплекса по распознаванию микробиологических объектов на борту обитаемого космического аппарата» (Московский авиационный институт), «Концепция создания на околоземной орбите автоматизированного индустриального производства новых материалов и сверхчистых веществ» (Калужский филиал НПО им. С.А.Лавочкина) и ряд других.
