Въпрос намали разходите за ракети-носители, винаги е била. В дните на СССР и САЩ космическа надпревара малко мисъл за разходите - престиж на страната си заслужава безкрайно повече. Днес, съкращението "по всички фронтове" разходи се превърне в глобална тенденция. Гориво е само 0,2 ... 0,3% от цялата ракета, но с изключение на разходите за гориво също е важен параметър като неговата достъпност. И тук вече има въпроси. През последните 50 години, списъкът на течни горива, широко използван в космическата индустрия се е променила малко. Нека да се изброят техните керосин, водород и хептил. Всеки от тях има свои собствени характеристики и собствен интерес, но всички те имат най-малко един сериозен недостатък. Кратък поглед към всеки от тях.
Започнах да се използва повече от 50-те години и все още е в търсенето, и до днес - това е върху него и лети ни Ангара от Falcon 9 SpaceX. Той има много предимства, сред които са: висока плътност, ниска токсичност, осигурява високо специфичен импулс, но разумна цена. Но производството на керосин днес е много трудно. Например, ракетата Союз които правят Самара, сега лети на изкуствен гориво, тъй като първоначално за създаване на керосин за тези ракети са били използвани само някои сортове петрол от специални кладенци. Това са най-вече на петрола Anastasievsko Trinity депозити в региона Краснодар. Но петролни кладенци се изчерпват, а сега се използва чрез смесване на керосин състави, които са извлечени от няколко ямки. Мила марка RG-1 се получава чрез скъпо дестилация. Според експерти, проблемът с недостига на керосин ще се влоши.
"Ангара 1.1" на керосин RD-193
Днес, водород, заедно с метан, е един от най-обещаващите ракетно гориво. На какъвто и няколко модерни ракети и бустери. Заедно с кислорода него (след флуор) дава най-висока специфична импулс и за използване в горния етап на ракетата (или бустери) е идеално. Но изключително ниска плътност не позволява пълно използване на това през първите етапи на старта. Той има още един недостатък - висока криогенно. Ако ракетата пълни с водород, е при температура от около 15 Келвина (-258 по Целзий). Това води до допълнителни разходи. В сравнение с керосин, наличието на водород е достатъчно висока и неговото получаване не са проблем.
Той NDMG или несиметрично диметил хидразин. Това гориво остава обхват, но постепенно избледнява на заден план. И причината за това високата си токсичност. Той има почти същите енергийните характеристики като керосин и компонент с висока точка на кипене (съхранение при стайна температура) и поради това е бил използван в Съветския време активно. Например, ракетата лети Протон силно токсичен двойка хептил + амил, всеки от които е в състояние да убива човек вдишва от небрежност на двойката. Използването на такива горива в днешно време не е оправдано и неприемливо. Горивни находки използват в спътници и междупланетни сонди, къде е, за съжаление, е задължително.
Метан като алтернатива
Но ако е налично гориво, които ще задоволят всеки и ще бъде по-евтино от всички? Може би това е метан. Същият син газ, който някои от вас са днес приготвяне на храна. Предложеното гориво е гледна точка, се разработва активно и в други отрасли, има по-широк суровини в сравнение с керосин и ниска цена - това е важен въпрос, като се има предвид очакваните производствени керосин проблеми. Метан както плътност и изпълнение е между керосин и водород. Методи за получаване на метан многобройни. Основният източник на природен газ е метан, който се състои за 80..96% от метан. Останалата част - това е пропан, бутан и други газове от същата серия, които никога не могат да бъдат отстранени, те са много сходни по техните свойства с метан. С други думи, това е възможно само за втечняване на природен газ и да го използвате като моторно гориво. Метанът може също да бъде получен от други източници, като обработката на животински отпадъци. Възможността за използване на метан като гориво, се смята вече в продължение на десетилетия, но сега има само опции пейка и експериментални образци на такива двигатели. Така например, в NPO проучванията на Химки "Energomash" по отношение на използването на втечнен природен газ в двигателите са били направени през 1981. Сега работи в концепцията "Energomash" е свързана с развитието на тягата двумоторен от 200 тона на гориво "пушена сьомга - втечнен метан" за първи етап на бъдещия лек клас превозвача. Космически технологии на близкото бъдеще обещава да се използва повторно. И след това друго нещо, отваря метан предимство. Той криогенно и, следователно, достатъчно за нагряване на двигателя най-малко до температура от -160 Целзий (за предпочитане по-горе) и самия двигателя освободен от компонентите на гориво. Според експерти това е най-подходящ за създаване на ракети-носители, за многократна употреба. Това е, което за метан мисли главния дизайнер на НПО "Energomash" Владимир Chvanov:
- Специфичният импулс на двигателя при висока LNG, но това предимство се компенсира от факта, че горивото метана е по-малка плътност, така че количеството енергия, получена чрез леко предимство. От структурна гледна точка, метан е привлекателна. За да освободите мотор кухина, само трябва да премине цикъла изпаряване - това е двигателят е по-лесно да бъдат освободени от хранителните остатъци. Поради това, горивото метан е по-приемливи от гледна точка на създаването на многократна употреба двигател и устройство въздухоплавателно средство за многократна употреба.
Друг аргумент в полза на използването на метан - способността да го представя при астероиди, планети и техните спътници, осигуряване на мисия за връщане на гориво. Има много по-лесно да се извлече метан от керосин. Разбира се, възможността да донесе гориво от консерва не може да става. Перспективата за такива с далечен обсег на мисии, много далечни, но някои вече се работи.
Едно бъдеще, което никога не дойде
Така че, защо метан в Русия не се е превърнал почти използва гориво? Отговорът е много прост. От началото на 80-те години в Съветския съюз, а след това в Русия е създал нито една нова ракетен двигател. Всички руски "новини" - се надстройва и преименуване на Съветския наследство. Единственият честен създаден комплекса - "Ангара" - от планираното като керосина транспорт начало. Неговата адаптация ще струва доста пари. Като цяло, Роскосмос постоянно отхвърля метан проекти, защото тя е свързана "добра" за най-малко един подобен проект с "добра" за цялостен ремонт на индустрията с керосин и хептил метан, който се счита за дълго и скъпо.
В момента има няколко компании, които твърдят, че за предстоящото използване на метан в своите ракети. Двигатели, които се създават:
Правилният начин да се използва метан, е създаването на нова система за противоракетна (т.е. нова ракета), който просто не намирам използването на "старите" двигатели. В момента има системи на метан гориво, но това е само на етапа на предварителни дизайни.
Очаква се, че новата ракета ще замени тежките бустери Atlas V и Delta IV, произведени от ULA. Съобщава се, че Вулкан ще бъде по-евтино да работи от предшествениците си. В допълнение, тя ще бъде инсталирана изключително американски двигатели, а не на руския RD-180, както и в ракетата Atlas V. Новият ракета ULA ще използва в първия етап звена Blue Двигател 4 Blue Origin компанията. Очаква се също така, че тези двигатели могат да се използват повторно след кацане с помощта на защитни екрани (за да се предотврати прегряване чрез триене, когато попадне в атмосферата) и парашути. Вулкан ще се сглобява с модулен, и ще включва 12 ракети на средно тежки и тежки класове с различни възможности в края на полезния товар в орбита.
Ракета и пространството комплекс "рикша" е проектиран в KB акад VP Makeyev през 90-те, когато всички от бившия Съветски KB оцелели по най-добрия могат. За тази ракета, има три вида старт: фиксирана (основна версия), мобилни, морски, базирани. комплекс "рикша" включва семейството на двустепенни ракети лек клас криогенни преопелант. Ракетни двигатели са снабдени с блокове (по един за всеки блок) RD-182 (RD-модификация на двигателя 120 променя гориво - LNG). Вторият етап с множествена включването на двигателя РД-185 е единен за всички ракети.
В момента проектът е почти забравена.
В момента има слухове за предстоящото начало на развитието на нов клас свръхтежък руската ракета, която ще работи на метан. Съответните проекти бяха представени няколко компании, включително RSC "Energia", която се е развила по време на ракетата "Енергия" и Самара космическия център "Прогрес", разработчиците на ракетата "Союз-2".
Ракета Лин индустриална компания. Развитието на ракета-носител, която е в състояние да изход ниска околоземна орбита около 90 кг товар и се използва като гориво втечнен природен газ, Lin Industrial започна по искане KBHM тях. A.M.Isaeva. В допълнение, тя не се интересува от създаването на възможност за повдигане, които могат да доведат до ниска околоземна орбита 710-715 кг. По този начин, на ракети, на името на залива и града на Сахалин, където построява първата руска централа за втечнен природен газ, има големи перспективи за развитие постепенно в светлината на ултра-леки и по този начин да се затвори една значителна част от пазарния старт на леки спътници.
Falcon X / XX Falcon
Компанията SpaceX. формирали преди малко повече от 10 години, се подготвя нов транспорт за своите марсиански амбиции. Никой не твърди, че това ще се случи през следващите няколко години, но след 10 години компанията Елон Мъск точно открие нещо подобно. Това не следва да бъдат подготвяни в недрата на SpaceX, тя ще работи на метан. Проблемът с този проект, който все още не е изчерпана възможността за усъвършенстване на основната ракета на компанията - Falcon 9. Очевидно е, че страничните ускорители може да не са две, като в Falcon тежък, но шест. Тогава превозвач полезен товар се увеличава от 53 тона, като Falcon Heavy, до 130 и повече от достатъчно за изпълнението на амбиция.
Метан в момента - един от най-обещаващите горивата за ракетна техника. Има всички основания да вярваме, че бъдещето ще бъде безоблачно, но глобалната си експанзия няма да се случи веднага, но само след известно време.