В России появится многоразовый космический корабль
18.06.2020 07:01
Российская частная компания «Международные транспортные космические системы» (МТКС) приступила к созданию прототипа многоразового транспортного космического корабля «Арго». Корабль будет доставлять грузы на Международную космическую станцию (МКС). «Арго» придет на смену кораблю «Прогресс» и станет вторым в мире многоразовым космическим грузовиком после Dragon SpaceX Илона Маска. Это открывает возможности производства в космосе, поделился с журналом «Компания» деталями проекта основной владелец МТКС Сергей Сопов. Однако производители космических ракет сомневаются, что полетов на МКС будет достаточно, чтобы проект окупился.
Сопов и «Буран»
У России и США уже были многоразовые транспортные космические системы. Речь идет о корабле «Буран» и ракете-носителе «Энергия», совершившим одну экспедицию в 1988 году, и американских Space Shuttle. «Энергия — Буран» создавалась как ответ американской программе «звездных войн» (СОИ). Сергей Сопов (63 года) — тот человек, который руководил запуском многоразовой космической системы «Энергия — Буран». СССР распался, проект «Буран» был закрыт.
И вот спустя 31 год Сопов решился сам сделать многоразовый транспортный корабль. В мае он вместе с Дмитрием Кахно, гендиректором «Энергия-Логистикс» («дочка» принадлежащей «Роскосмосу» РКК «Энергия») учредили ООО «Многоразовые транспортные космические системы»; по данным «Контур.Фокус», их доли — 76 и 24 % соответственно.
Генеральным конструктором МТКС «Арго» стал Николай Брюханов, до 2018 года он работал в РКК «Энергия», возглавлял разработку российского многоразового корабля «Федерация» (сегодняшний «Орёл»). МТКС базируется в подмосковном Королёве, где находится «Центр управления космическими полетами». Вся эта команда хотела реализовать проект в компании S7 Space семьи Филевых, но «Роскосмос» выставил S7 Space такие финансовые условия, что Вячеслав Филёв вынужден был отказаться, как он рассказал «Коммерсанту».
Как рождалась идея «Арго»
Про «Буран» Сергей Сопов говорить не стал, проект был военным, но сказал, что идея МТКС зародилась во времена работы над «Бураном». Главного конструктора «Энергия — Буран» Бориса Губанова, имя которого было долго засекречено, Сопов называет своим учителем. Губанов (умер в 1999 году) под руководством Михаила Янгеля создавал боевую ракету SS-18, самую мощную из всех межконтинентальных баллистических ракет, прозванную в НАТО «Сатаной».
«Идея многоразовой транспортной космической системы родилась еще в 1993 году, в долгих разговорах с Борисом Ивановичем. Основное — это простой, надежный и дешевый способ спасения первой ступени ракеты-носителя. Парашютная система спасения не обеспечивала точности, а при скоростях входа в атмосферу больше 2 км/сек подвергалась очень высокому нагреву. Применение крыльев существенно усложняло систему. Рассматривался вариант авторотации (как на вертолете) — складывающиеся лопасти раскрывались при посадке. Для ракетнодинамической посадки (как реализовано Илоном Маском) не было нужного нам двигателя. Сегодня мы считаем возможным создать в России многоразовый носитель, в котором может быть реализована такая схема посадки первой ступени, для этого нужен новый ракетный двигатель тягой 95–100 тонн, многоразовый, до 10 полетов, и многократного включения, до трех раз, с глубоким дросселированием по тяге в пределах 105–149 %».
Но для нового корабля «Арго» «Буран» не стал прототипом. «Скорее наш корабль — это эволюционное развитие советского многоразового транспортер-пилотируемого корабля "Заря" 14Ф70», — поясняет Сопов. Корабль «Заря» был спроектирован в конце 80-х, но так и не был сделан. По виду и некоторым параметрам напоминает «Арго», но тяжелее его на 4 тонны. Но главное отличие «Зари» от существующих космических кораблей — не парашютный, а ракетный вертикальный способ посадки, который использует и «Арго».
Вперед, к промпроизводству в космосе
Новый многоразовый транспортный корабль «Арго» назван в честь судна, на котором на поиски золотого руна отправились аргонавты по древнегреческому мифу. Корабль имеет форму конуса (диаметр — 4,1 м, высота — 5,6 м, полная масса корабля — 11,5 тонны, объем отсека полезного груза — 11 куб. м) и напоминает Dragon SpaceX Илона Маска. Его запуск планируется на 2024 год.
«Арго» будет летать в космос на ракете-носителе «Союз 2.1в». Свою ракету-носитель МТКС создавать не будет, в России ее может сделать только РКЦ «Прогресс», говорит Сергей Сопов.
По планам «Арго» сможет доставлять грузы на МКС весом до 2 т (у Dragon — 6 т). А также сможет вернуть до 1 т груза на Землю, Dragon — 3 т.
Несмотря на более низкие показатели полезной нагрузки, чем у Dragon SpaceX, «Арго» позволит развивать промышленное производство в космосе и возвращать ценное оборудование на Землю. Сопов приводит примеры. «Россия — пока единственная страна, которая изготавливает космические корабли для изучения поведения животных в космосе. Это аппараты «Бион». Но для каждого запуска нужен новый корабль. Срок изготовления — два-три года. Мы же можем сделать один корабль и использовать его для 10 полетов, а в перспективе и для 20. Американцы спускают свои скафандры для выходов в открытый космос на Землю для ремонта, а потом отвозят обратно. А как у нас? Мы просто выкидываем старые скафандры в открытый космос. Даже если не с точки зрения ремонта, а как исторический артефакт для музеев скафандры можно было бы вернуть на планету. Но такой возможности физически нет. Я не говорю, как сильно можно было бы увеличить количество научных экспериментов на российском сегменте МКС, если бы была возможность спуска полученных результатов обратно».
Есть еще очень много направлений космического производства — например, выращивание биокристаллов, очистка лекарств (инсулин), 3D-печать человеческих органов, создание новых материалов и пр. Так и запуск орбитального корабля «Буран» в начале 90-х, как пишет Борис Губанов в своей книге «Триумф и трагедия "Энергии"», планировался для получения лекарственных препаратов и новых материалов.
Начиная с 2025 года пуски «Арго» будут совершаться не менее 2-3 раз в год. Этого достаточно, чтобы обеспечить МКС всем необходимым, включая топливо. В составе МКС корабль «Арго» может находиться до 300 суток (Dragon — 720 суток), в автономном полете — до 30 суток. В это время корабль можно использовать для научных экспериментов и промышленного производства.
Сегодняшние цены запуска в среднем классе ракет — 62–65 млн долларов за пуск, а в 2014 была 102 млн долларов, по словам Сергея Сопова. «Арго» будет стремиться не выйти за сложившиеся уровни. Но за счет того, что корабль «Арго» будет использоваться много раз, цена может стать вдвое ниже текущей. «При этом ракета должна действительно быть двухступенчатой, а не трехступенчатой с добавлением четвертой степени — разгонного блока, как у нас любят делать. Вторая ступень должна иметь возможность многократного включения двигателей. Только в этом случае мы не то что догоним Маска, но хотя бы сделаем шаг в его сторону», — настаивает Сопов. Данных по стоимости полета Dragon SpaceX по нашему запросу не предоставила. Руководитель Института космической политики Иван Моисеев подсчитал, что стоимость полета Dragon по контракту — свыше 400 млн долларов и она будет снижаться. Эксперт основывается на данных контракта от NASA на сумму 2,6 млрд долларов за шесть кораблей.
С 2000 года и до сих пор грузы в российский сегмент МКС доставлялись на грузовом корабле «Прогресс» при помощи ракеты-носителя «Союз». «Прогресс» состыковывался с МКС, играл какое-то время роль склада, лаборатории и пр., а потом отстыковывался, сводился с орбиты и затапливался в Тихом океане. А две ступени ракеты «Союз» сгорали в атмосфере и космосе. «Союзы» помимо трех космонавтов могут вернуть на Землю всего 50–100 кг груза. Поэтому полеты очень дорогие. Многоразовые транспортные космические системы, как Dragon Space X и российская МТКС, могут сделать полеты в космос более дешевыми. На вопрос «Ко», заместит ли «Арго» «Прогресс» для доставки грузов на МКС и другие, в «Роскосмосе» не ответили.
«После 5–8 полетов на "Арго" полетят и космонавты, — рассказывает основатель МТКС. — Нужно будет добавлять средства жизнеобеспечения и многое другое. Но в основном корабль будет тот же. В нем уже сейчас заложена система аварийного спасения на любом участке траектории вывода». Но на Луну и на Марс «Арго» полететь не сможет: нужны другие скорость, системы теплозащиты, вес и пр.
Многоразовый пилотируемый транспортный корабль «Орёл» (прежнее название «Федерация») планирует создать и РКК «Энергия». Он задуман для доставки людей и грузов за пределы околоземной орбиты, в том числе к Луне. Работа над ним идет уже 11 лет.
Новый завод для «Арго»
«Главная проблема многоразового космического корабля — его вес, — говорит Сергей Сопов. — Для снижения веса корпус корабля будет изготовлен из высокомодульных композитных материалов. Кроме того, корабль должен выдерживать тепловые нагрузки при посадке с первой космической скорости. В России нет таких материалов и технологий».
Поэтому МТКС стали строить завод композитных материалов в Воронеже, в особой экономической зоне. В августе 2019 года компания создала ООО «Аэрокосмические композитные технологии» и заключила контракт на приобретение оборудования и технологий у немецкой Aerospace Composites GmbH. Основным инвестором завода стоимостью более 5 млрд руб. стал председатель совета директоров ГК «Черноземье», владелец клиник «Диагностика-Экстра», депутат Воронежской областной думы Андрей Благов. Благов сообщил «Ко», что инвестировал в завод 2,5 млрд руб., оставшуюся часть профинансирует банк. «У меня большой интерес ко всему, что летает, — самолеты, вертолеты. У меня есть два вертолета. Я служил в авиации, в армии. Кроме того, мне хочется заниматься производством композитных материалов, которых нет в России. Не только для космоса, мы собираемся делать самолеты и легкие вертолеты», — рассказывает предприниматель.
На сегодняшний день уже построена первая очередь завода, что позволит начать серийное изготовление элементов корпуса корабля в конце 2022 года. Первый корпус корабля для наземных испытаний, которые намечены на 2021 год, уже производится в Германии. «Арго» на 58 % будет состоять из сверхпрочных композитных материалов. «Даже корпус инновационного корабля Илона Маска Dragon создан из алюминия», — отмечает основатель МТКС. Все остальное у «Арго» — двигатель, системы управления и пр. — будут делать предприятия «Роскосмоса».
МТКС пока финансирует «Арго» за счет инвесторов, но рассчитывает на концессию с государством и проектное финансирование от крупных банков.
«Я очень сомневаюсь, что даже если все звезды сложатся и им удастся сделать корабль, то они найдут достаточный рынок здесь, — комментирует ситуацию основатель американской компании Momentus Михаил Кокорич. — Ну, если они сделают полет дешевле чем 10 млн долларов, возможно, рынка туристов хватит». (Компания Dauria Aerospace Кокорича с «Роскосмосом» запускала спутники, но после неудачного запуска Кокорич уехал в США и там стал строить ракеты. — Ред.). 10 млн долларов — это себестоимость запуска и посадки «Арго» на МКС без стоимости полета ракеты-носителя.
«К тому времени, как МТКС построят этот корабль, я думаю, МКС не будет. Или у России не будет к ней доступа. И необходимости в этой системе не будет. Надо ориентироваться на лунную программу НАСА, там шансов тоже нет, но их больше, чем с МКС. Что касается космического туризма, то это просто утопия. Люди плохо переносят условия ракетного полета. Единичные примеры космических туристов об этом и говорят», — считает основатель компании «Новые Ракетные Технологии» Алексей Калтушкин. Калтушкин конструирует небольшую ракету для доставки грузов на Луну и ищет инвесторов для ее производства.
«"Арго" нет в Федеральной программе "Роскосмоса" до 25-го года, и нет никаких шансов, что такой проект там появится», — категоричен Иван Моисеев.
