«Амур-СПГ»: ракета с метановыми двигателями стартует через 2 года

Появлению проекта ракеты «Амур СПГ» с метановой силовой установкой РД-0177 предшествовала исследовательская работа, продолжавшаяся на протяжении пары десятилетий. Новый носитель должен заменить стремительно устаревающие «Союзы». Одно из основных отличий их от «Амур СПГ» – используемое топливо. Если в старой ракете это керосин, то в новой – метан, получаемый из недорого природного газа.


Помимо экологической безопасности, новый двигатель обладает еще и большей энергоемкостью, лучше охлаждается и мало оставляет сажи на внутренних элементах при сгорании. К тому же агрегат, работающий на кислородно-метановой смеси, имеет меньшие габариты.


Все это дает возможность снизить стоимость пуска. Ну, и главное – ракета «Амур-СПГ» будет иметь многоразовую первую ступень (всего их две). Хотя предусматривается и расходная версия.

Старт проекта

Техзадание на эскиз нового носителя утверждено «Роскосмосом» летом 2020-го. Изначально ракета называлась «Союз-5», позже – «Союз-СПГ». Осенью этого же года ведомство подписало соглашение с производителем – предприятием «Прогресс» о разработке проекта (теперь уже «Амур-СПГ»).


Пуск новой ракеты запланирован на 2026-й год, с космодрома «Восточный». Для «Амур-СПГ» будет построена «своя» стартовая площадка, а по сути – целый комплекс. Подобный, но для носителя «Ангара», уже существует.

О конструкции

Впервые некоторые подробности о ракете были озвучены в начале 2021-го года. Носитель оснащается автоматической системой, подготавливающей его к старту. Корпус сделают в основном из композитов, которые частично заменят металл. Баки под горючее и окислитель объединят (оставят лишь тонкую перегородку), т. к. метан и кислород закачиваются в одинаковых криогенных условиях. Все это делает конструкцию ракеты менее сложной и снижает ее вес.


Что касается обтекателя (верхняя часть), то рассматривается два варианта. Первый – применение конструкции под индексом «81КС», устанавливаемой на «Союз-2». Второй – использование нового, более широкого обтекателя, рассчитанного на полезную нагрузку, имеющую большие габариты. Диаметр конструкции составляет пять метров. Сотрудники «Прогресса» исследуют возможность оборудования «Амур-СПГ» системой мягкой посадки. Если она будет создана, появится возможность повторного использования обтекателя.

Посадочные опоры

От их конфигурации зависит, как опустится на землю первая ступень ракеты, какой будет посадка – жесткой или мягкой. Российские инженеры рассматривают три варианта. Один из них, по версии журналистов, имеет сходство с Falcon SpaceX. Второй представляет собой раскладываемые опоры, которые короче и шире американских. Третий вариант подразумевает обустройство конструкции, жестко интегрированной в моторный отсек.


Как будет происходить приземление первой ступени? Посадка состоится в вертикальном положении на заранее подготовленное место с помощью рулей решетчатого типа и штанг-опор. Местонахождение площадок пока не озвучивается. Возможно, одна из них будет находиться на космодроме «Восточный», другие – на берегу Охотского моря.


После приземления ступени проводится ее предварительный осмотр. Если все в порядке, технику подготовят к перевозке на космодром. Для этого используют ж/д платформу или Ми-26. Уже на «Восточном» ступень протестируют более подробно.

Двигатели

На ракете будет устанавливаться РД-0177, начало разработки которого относится к 2016-му году. «Роскосмос» заключил договор о создании агрегата с Воронежским бюро химавтоматики (КБХА) еще 29.09.2019. На это были выделены деньги в сумме 765,78 млн руб. В мае следующего года с этим же предприятием было достигнуто соглашение о производстве двигателя РД-0169 (тоже метановый и многоразовый). Изначально именно его хотели ставить на «Амур-СПГ». Тяга составляет 100 т, однако в агрегат заложена возможность модернизации, что увеличит данный параметр до 200 т.


Этот двигатель создается на базе предшественника РД-0165. Интересно, что РД-0177 является промежуточным вариантом. Однако проект РД-0169 оказался достаточно сложным и очень дорогим: стоимость составила 6,3 млрд руб. Тем не менее работы над его созданием продолжаются. А на «Амур-СПГ» решили ставить РД-0177 с тягой в 85 т. Предполагается, что его многоразовую версию можно будет использовать для 10-50 пусков (оптимисты утверждают, что до 100).


А что в итоге со сроками изготовления двигателя? Согласно последней информации от Роскосмоса (июнь 2023), первый прототип РД-0177 должен был появиться еще в декабре минувшего года. Все работы над двигателем планируется завершить к концу 2025-го. При этом ожидается, что тяга агрегата поднимется до ста тонн.

Две ступени ракеты

Многоразовый вариант первой из них разработан в 2020-м. При запуске и в полете на ней будут функционировать пять двигателей. Главный из них получит возможность перезапуска. Это необходимо, чтобы совершать маневр при отделении первой ступени от носителя (имеется в виду торможение). Еще раз двигатель перезапускается для обеспечения мягкой посадки.


Одноразовый вариант первой ступени предполагает установку четырех двигателей. Это даст возможность разместить больше груза и меньше топлива. Также предусмотрен режим дросселирования, позволяющей ракете продолжать полет при отказе одного из агрегатов. В таком случае работающие исправные двигатели автоматически увеличивают тягу.


Что касается второй ступени, то первоначально на нее хотели установить метановый РД-0169 (его вакуумную версию). Но в 2021-м специалисты стали рассматривать обычный керосиновый агрегат. Скорее всего, это обусловлено необходимостью использования второй ступени для выполнения маневров на орбите.

О полезной нагрузке и ценах

Сначала о стоимости старта: «Роскосмос» утверждает, что она не превысит 22 млн долларов (1 928 898 400 руб.). Например, пуск «Союз-2.1» (2018-й год) обошелся в 48,5 млн «зеленых» (4 252 344 200 руб.), а Falcon 9 (правда, это тяжелый класс) – 67 млн в той же валюте (5 874 372 400 руб.). Цены указаны приблизительные. «Амур-СПГ» (его полная масса 360 т) сможет выводить на околоземную орбиту грузы массой до 10,5 тонн (в одноразовой версии до 12,5 т). «Союз» «осиливает» только восемь.


Исполнительный глава «Роскосмоса» по перспективным проектам А. Блошенко сообщает: в будущем первая ступень «Амур-СПГ» может быть использована при постройке ракеты-«супертяжеловеса» массой 440 т, которая сумеет вывести на орбиту более 17 т полезных грузов.

Испытания двигателя

Летом 2020-го объединение «Энергомаш» закончило огневое тестирование макета газогенератора. В ходе проведенных работ проверялось несколько вариантов конструкций форсунок. На следующем этапе создавалась камера сгорания. В августе этого же года смесительное устройство и газовый генератор были окончательно испытаны и переданы для производства.

Состояние на сегодня

Предполагали, что прототип «в металле» РД-0177 появится к концу 2023-го года. Однако пока об этом информации нет. Техническое проектирование ракеты-носителя с метановым двигателем должно окончиться в следующем году. Старт «Амур-СПГ» с космодрома «Восточный» намечен на 2026-й.