Перспективная структура системы

                 средств выведения космических аппаратов

1. Технологический ряд носителей на основе унифицированных ракетных блоков, включающий компоновки от моноблочной до семиблочной.
2. Средство доставки компонентов топлива или сырья для их производства.
3. Орбитальный заправочный комплекс.
4. Средства выведения, содержащие универсальный разгонный блок.

           Несистемные средства выведения

1. Средство выведения пилотируемых аппаратов.
2. Средства выведения полезных нагрузок массой менее ~4 т.

    Существование несистемных СВ обусловлено спецификой пилотируемых полётов и технологической зависимостью СВ лёгкого класса.

                 Компоненты структуры СВ:

      1. Технологический ряд носителей

Требования и решаемые задачи:

Технологический ряд носителей должен обеспечить выведение на низкие орбиты всей номенклатуры отечественных космических аппаратов при минимальных затратах на разработку носителей, создание производственных мощностей, развёртывание наземной инфраструктуры, умеренных производственных и эксплуатационных расходах. Дополнительными свойствами носителей должна быть экологичность и географическая адаптивность к различным районам старта.

Пути достижения требований:

- обеспечить стабильную работу предприятий - изготовителей основных компонентов;
- максимально  использовать  имеющийся  научно-технический и технологический задел, допускается освоение технологий высокой степени готовности или не требующих больших затрат.

Концептуальные решения:

- использовать в своей основе ракетные блоки, унифицированные по диаметру топливных баков и маршевой ДУ, имеющие один маршевый двигатель на блоке;
- реализовать многомодульные схемы носителей до семимодульной включительно;
- использовать плотные, простые в обращении и экологически относительно безвредные компоненты топлива: окислитель - жидкий кислород, горючее – керосин.

Технические решения:

- использовать РД-191 в качестве базового двигателя блоков;
- реализовать перелив компонентов между блоками;
- использовать центральный двухбаковый блок и однобаковые боковые модули;
- использовать выдвижной сопловой насадок на центральном блоке.

Технологический задел:

- освоена технология производства кислородно-керосиновых ЖРД замкнутой схемы;
- уникальный опыт разработки и эксплуатации пакетных схем РН.

      2. Средство доставки компонентов топлива или сырья для их производства

Назначение:

снабжение орбитального заправочного комплекса компонентами топлива или сырьём для их производства.

Основные свойства:

- умеренная общая надёжность;
- умеренная стоимость разработки;
- низкая стоимость пуска;
- высокое энергетическое и оптимальное массовое совершенство;
- низкая удельная стоимость доставки груза.

Предполагаемые свойства:

- воздушный старт;
- беспилотный многоразовый орбитальный аппарат;
- низкая  относительно  многоразовых  аппаратов  стоимость изготовления экземпляра.

Основной параметр:

низкая удельная стоимость доставки компонентов топлива или сырья для их производства на НКО.

Предлагаемое решение: Многоразовый космический танкер

Задачи:

- снабжение технической водой орбитального заправочного комплекса и других орбитальных объектов;
- возвращение на Землю ценных деталей обслуживаемых разгонных блоков, не используемых во втором перелёте.

Состав предлагаемого варианта системы:

- одноразовый двухсекционный внешний топливный бак (ВТБ);
- многоразовый космический танкер (МКТ) - орбитальный аппарат самолётного типа, включающий бак двойного использования и трёхкомпонентный энергообменный ракетный двигатель (ЭоРД);
- дозвуковой самолёт-носитель (СН).

Параметры системы:

- масса ракетного блока (МКТ+ВТБ): 70-140 т;
- масса ПГ на базовой орбите (Н=200 км, i=51°): не более 5-7 т;
- тип СН: АН-124 или специальный СН;
- количество пусков в год: 20-50.

Технологический задел:

- самолёт-носитель требует производства специальной модификации серийного самолёта АН-124 или разработки специального СН;
- для МКТ отработаны  ключевые технологии,  за исключением ЭоРД.

3. Орбитальный заправочный комплекс (ОЗК)

Назначение:

- приём и хранение компонентов топлива;
- приём на хранение воды и переработка её в компоненты топлива;
- обслуживание и дозаправка разгонных блоков, обслуживание полезных нагрузок и МКТ;
- проведение энергоёмких экспериментов и работ, обслуживание автономных технологических платформ.

Основной параметр:
      рабочий ресурс.
Состав:

- стандартный набор систем;
- специальное причально-захватное устройство;
- блок электролизного разложения воды;
- криогенный блок;
- ёмкости для хранения компонентов;
- заправочный комплекс;
- площадка (ферма) обслуживания разгонных блоков, ПГ и МКТ.

Стоимость эксплуатации в режиме поддержания пилотируемого полёта:
      1/2 от аналогичного показателя для ОК «Мир».
Технологический задел: многолетний опыт эксплуатации орбитальных станций.

      4. Средства выведения, содержащие универсальный разгонный блок

    Ряд средств выведения, существенно отличающихся грузоподъёмностью и имеющих в своём составе ускоритель и использующих в качестве верхней ступени универсальный разгонный блок (УРБ).
Состав: унитарный или составной ускоритель + УРБ.
Основной параметр:
      надёжность.
Технологический задел:
    отработаны и готовы к применению следующие элементы и технологии:

- двигатели первой ступени, в том числе - многоразовые;
- кислородно-водородные двигатели с тягой до 8-10 тс для разгонных блоков;
- техника межорбитального перелёта, поиск, сближение и причаливание к орбитальной станции.

Универсальный разгонный блок.

Универсальный разгонный блок - ракетный блок, приспособленный для дозаправки в условиях орбитального полёта и совмещающий в себе функции и свойства последней ступени РН и разгонного блока.
Назначение:

доставка полезного груза к ОЗК с последующим выведением на геостационарную орбиту или другую высокоэнергетическую траекторию.

Свойства:

характеристическая скорость при выведении на НКО – от 2,8 до 6,0 км/с.

Состав:

- разгонный блок, включающий ЖРД, топливные баки и стандартный набор систем;
- система запуска маршевой ДУ в невесомости, обеспечивающая требуемое число включений после дозаправки блока;
- корректирующая ДУ для выведения к ОЗК и сближения с ней;
- аппаратура поиска, сближения и причаливания;
- устройства, обеспечивающие дозаправку блока в условиях ОЗК.

Компоненты топлива:
      окислитель – жидкий кислород;
      горючее – жидкий водород или жидкий метан.

Ускоритель.

Назначение:

достижение базовых параметров полёта при выведении на НКО, требуемых для запуска УРБ. Может оснащаться обычной ракетной ступенью для выведения спутников на низкие орбиты.

Компоненты топлива:
    плотные компоненты, варианты:

- керосин + жидкий кислород;
- жидкий метан + жидкий кислород;
- трёхкомпонентные топлива.

Кратность использования:

Нужно стремиться к многоразовому использованию часто востребованных ускорителей, даже если это приводит к некоторому возрастанию стоимости пуска.

               Преимущества структуры СВ

    Предлагаемая структура обладает следующими свойствами:

1) При относительно небольших затратах на создание и опоре на имеющийся технологический задел позволит значительно расширить возможности СВ.
2) Наиболее полно задействует структуру отечественной авиакосмической промышленности и использует её научно-технический задел.
3) Позволит получить существенный экономический эффект при увеличении грузопотока в космос и даст заметный эффект при его сохранении.
4) Обесценивает преимущества приэкваториальных космодромов перед среднеширотными при запусках спутников на ГСО.
5) Является развивающим фактором для космической деятельности, системно консолидирует ракетно-космическую промышленность России.
6) Движение к структуре может осуществляться поэтапно, с получением определённого эффекта на каждом этапе, в случае необходимости можно ограничиться частичным достижением цели.

    Предложенная структура СВ отличается ярко выраженными системными свойствами. То, что в настоящее время именуется российской системой СВ, скорее является набором СВ.

                 Возможности системы

    Предлагаемая система СВ способна не только обеспечить решение всех задач обозримой перспективы в околоземном пространстве, но и будет незаменима в таких почти фантастических миссиях, как:

- изучение Меркурия напланетным аппаратом;
- пилотируемые полёты на Луну;
- пилотируемая экспедиция на Марс;
- контактное изучение океанов Европы, Урана, Нептуна;
- исследование поверхности Титана передвижным аппаратом.

                 Продвижение концепции системы

    Желательно, чтобы предложенная концепция системы СВ рассматривалась в конкуренции с другими идеями и разработками. Концепция МКТ выявила огромные преимущества в деле обеспечения топливом орбитальных аппаратов, применение ЭоРД позволило продвинуться в область эффективности СВ дальше границы имевшихся представлений. Но это не значит, что не может быть ещё более лучших решений. Пока же наши предложения являются ориентиром для будущих разработок.