Исследователи космоса

Raptor 2(слева) и Be-4

Eric Berger:
— При испытании первого лётного двигателя BE-4 для ракеты Vulcan была обнаружена небольшая (и исправимая) проблема. Это может отодвинуть график тестирования на неделю или около того. ULA, скорее всего, получит оба лётных двигателя в течение следующих 4-х или 6-и недель. Это означает, что дебютный запуск ракеты стоит ждать в первой половине 2023 года.

Источник

На фото ракеты, создаваемые АО «РКЦ "Прогресс"», в одном масштабе. Напомним, что высота ракет серии «Союз-2» (справа) около 46 метров. Заметно, насколько масштабнее будет «Союз-5».

«Союз-5» — это перспективная ракета Роскосмоса. Её грузоподъёмность планируется в 17 тонн на НОО (у «Союз-2.1б» — около 8 тонн). В отличие от собратьев (сестёр), ещё предстоит определиться со стартовыми площадками для неё. На Байконуре под неё планировалось переоборудовать старт «Зенита» по проекту «Байтерек». Но там за сроки (и финансирование) создания стартового комплекса отвечает Казахстан. В качестве возможного варианта— переделать стартовый стол на «Морском старте». Но похоже это тот случай, когда со стартовой площадкой больше вопросов, чем с ракетой, для которой уже созданы и тестируются отдельные элементы: двигатели, баки и т.п.

В центре — лёгкая РН «Союз-2.1в». В отличие от средних собратьев семейства «Союз-2» с индексами «а» и «б» она без боковых блоков («морковок»). В центральном блоке 4-камерный РД-108А заменён на однокамерный маршевый двигатель НК‑33А. Он создан на базе НК-33, использовавшихся для Лунной программы СССР. Ракета будет выпускаться до исчерпания запасов двигателей.

Центр Келдыша на объединенной экспозиции госкорпорации «Роскосмос» на форуме «Армия-2022» показал первый отечественный ионный двигатель для дальнего космоса ИД-200КР.

Традиционно российские (и советские) разработки базировались на плазменных (холловских) двигателях. Они проще в исполнении и легче по массе. Однако ионные двигатели обладают заметно большим КПД (70% против 55% у холловских) и удельным импульсом. Кроме того хорошее понимание процессов в них обеспечивает длительное время активного существования. При тяге 85 мН он обладает удельным импульсом 4500 с. Для сравнения у холловского КМ-75 тяга 95 мН и импульс 2680 с.

Ранее одним из ограничивающих факторов был износ сетки (электрода), через который испускаются ионы. Но в ИД-200КР используется карбоновый композит, что позволяет делать на нём космические аппараты с активным существованием более 10 лет. На фото ниже — та самая сетка. На самом деле это катод, который разгоняет ионы и отбрасывает их в космос, разгоняя аппарат.

На третьем фото — система управления для ИД-200КР (создана АО НПЦ «Полюс»).

На четвёртом фото — блок подачи ксенона. Сохраняет одинаковые характеристики газа перед подачей в двигатель, независимо от условий в баке с рабочим телом.

Двигатель ИД-200КР проходит наземные испытания, пока космические аппараты под него не проектировались. Его использование имеет смысл для коррекции орбиты тяжёлых аппаратов на ГСО и в зондах для дальнего космоса. Кроме того, разрабатывается более мощная модификация ИД-500 как потенциальные двигатели для ядерного буксира «Зевс».

Понятно, что это перспективные разработки, которые еще требуют космических аппаратов для своей апробации. Но это уже не бумажные, а реальные устройства, близкие к завершению наземных испытаний.

Центр Келдыша на объединенной экспозиции Госкорпорации «Роскосмос» на форуме «Армия-2022» впервые показывает системы коррекции геостационарных космических аппаратов на базе двигателей КМ-60 и КМ-75, а также маршевый КМ-10.

Система на базе двигателя холловского типа КМ-75 — первая в мире с ускоряющим напряжением 810 В, по заявлению производителя. Это почти в 3 раза выше показателей зарубежных аналогов, что обеспечивает экономию до 40% рабочего тела (ксенон).

Мы проверили: на соседнем стенде ОКБ Факел ионные двигатели работают на 300 В. Благодаря более высокому рабочему напряжению, КМ-75 обеспечивает наивысший удельный импульс среди холловских двигателей такого класса. Он прошел полный цикл наземной экспериментальной отработки с полным подтверждением ресурса. Тут справедливости ради, стоит отметить, что ОКБ «Факел» представлял серийные движки.

Из уже использующихся на спутниках движков был представлен КМ-60. Он работает на напряжении 500 В, что обеспечивает 25%-ную экономию рабочего тела.

КМ-10 может использоваться уже как маршевый двигатель для спутников, межорбитальных буксиров и орбитальных станций — тяга составляет 575 мН (для сравнения, у КМ-60 — 42 мН). Он прошёл большую часть наземных лётных испытаний.

На фото рядом с двигателями — их системы управления. А бак в обрешётке для рабочего тела — позволяет запасти 350 кг ксенона.

В связи с высокой стоимостью ксенона на мировом рынке, компания также ведёт исследования по возможностям использования других газов и их смесей.