Gunoi de energie

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

Întreprinderile din industria spațială rusă vor simți deja în 2020 consecințele negative cauzate de refuzul SUA de a achiziționa motoarele RD-180 și RD-181, se arată în nota explicativă a raportului anual 2017 al NPO Energomash. De ce motoarele de rachete, binecunoscute în întreaga lume, s-au dovedit a fi nerevendicate astăzi nu numai în străinătate, ci și în Rusia?

Dacă sari pe o trambulină mult timp

În mod oficial, refuzul SUA de a cumpăra RD-180 și RD-181 se explică prin cerințele legislației americane. Nota explicativă notează că la 12 decembrie 2017, Congresul Statelor Unite a adoptat Legea Autorității Naționale de Apărare pentru anul fiscal 2018, care introduce modificări importante în procedurile de achiziții publice ale Departamentului de Apărare al țării.

„În secțiunea din 1603 a legii luate în considerare, se indică separat că Rusia se numără și printre țările care intră sub interdicția luată în considerare. Restricțiile nu se vor aplica lansărilor înainte de 31 decembrie 2022. Cu toate acestea, ținând cont de momentul producției de vehicule de lansare, întreprinderile rusești vor începe să experimenteze consecințe negative deja în 2020.”

- notat în notă.

Roscosmos discută de multă vreme despre posibilitatea ca SUA să refuze să cumpere motoare de rachete rusești și consecințele viitoare, mai ales după evenimentele din 2014 din Ucraina. În același timp, unii oficiali au declarat în mod direct despre dependența acută a Energomash de partenerii americani, în timp ce alții au ignorat în orice mod posibil acest fapt.

„Astăzi, contractele străine asigură mai mult de jumătate din încasări, restul sunt comenzi guvernamentale. Cea mai mare parte a veniturilor este formată din furnizarea de motoare de rachetă către SUA - RD-180 pentru United Launch Alliance și RD-181 pentru Orbital ATK ,

- a declarat Igor Arbuzov, CEO Energomash, în ianuarie 2018.

Desigur, Statele Unite sunt, de asemenea, familiarizate cu perspectivele de neinvidiat ale industriei spațiale rusești. „Oficialii ruși continuă să bată toba”, vorbind despre lansările americane de motoare de rachete RD-180 pentru Atlas 5 și despre faptul că Soyuzul rusesc rămâne singurul mijloc de a ajunge la ISS, a scris jurnalistul american Matthew Bodner pentru SpaceNews la o săptămână după declarațiile lui Arbuzov., „nu există deloc discuții publice despre ce ar însemna sfârșitul acestei stări de lucruri pentru industria spațială rusă”.

În publicația sa, jurnalistul a remarcat că în 2014 NASA și Roscosmos au reușit să mențină relații de afaceri, în ciuda declarațiilor politicienilor ruși, în special a propunerii SUA de a folosi o trambulină pentru zborurile pe orbită, făcută de Dmitri Rogozin, care era atunci viceprim. ministru al guvernului. Rusia.

Rogozin a reacționat imediat la nota lui Bodner, considerând publicația prostească.

„Rachetele noastre și industria spațială nu au depins niciodată de americani. A fost exact invers”

- a asigurat Rogozin. Totodată, oficialul, referindu-se la un secret comercial, a refuzat să numească sumele pe care Energomash le primește din Statele Unite pentru vânzarea motoarelor rachete.

Venituri și costuri

Gradul real de „independență” al rachetelor și industriei spațiale rusești față de americani este dezvăluit în aceeași notă explicativă la raportul anual al Energomash. În 2018, compania intenționează să furnizeze clienților trei tipuri de unități de putere - 11 motoare RD-180, două motoare RD-191 și șase motoare RD-181. Adică, din 19 motoare de rachetă, 17 sunt destinate Statelor Unite și doar 2 Rusiei. Nu este surprinzător, în document, Energomash se autointitulează „un exportator de produse de înaltă tehnologie și științifice intensive, cu o parte semnificativă din veniturile sale exprimate în dolari SUA și cea mai mare parte a costurilor exprimate în ruble”.

Motoarele RD-180 furnizate de Energomash SUA sunt utilizate în prezent în rachetele Atlas V, iar RD-181 în Antares. Acordurile actuale prevăd livrări până la sfârșitul anului 2019. Acordul din 1997 prevedea furnizarea a 101 motoare RD-180 pentru o sumă totală de aproximativ 1 miliard de dolari. În 2016, Statele Unite au comandat alte 18 motoare RD-180 de la NPO. Valoarea opțiunii de furnizare a 60 de motoare RD-181, semnată în 2014, nu depășește 1 miliard de dolari.

Nu este greu de estimat că un RD-180 costă partea americană cel puțin 10 milioane de dolari, în timp ce un RD-181 costă cel puțin 15 milioane de dolari. De asemenea, este evident că RD-180 livrat în baza contractului din 2016 nu poate fi mai ieftin decât RD-181, fie doar pentru că prima unitate de putere este mai complexă și de două ori mai puternică decât a doua.

Timp pierdut

Statele Unite au început să cumpere RD-180 din Rusia din două motive principale. În primul rând, americanii au fost atrași de caracteristicile și prețul motorului rusesc. În al doilea rând, în acest fel, partenerii occidentali au evitat vânzarea tehnologiei de rachete sovietice către China pentru o miză. Dacă Statele Unite nu ar fi fost de acord să cumpere RD-180 de la Federația Rusă în urmă cu douăzeci de ani, nu există nicio îndoială că astăzi RPC ar avea unități de putere similare. Situația cu vânzarea tehnologiilor spațiale cu echipaj sovietic demonstrează clar acest lucru.

Cu toate acestea, situația de astăzi este fundamental diferită de cea de acum 20 de ani. În ianuarie 2018, Arbuzov a recunoscut că, deși China „creează un motor similar în caracteristicile sale cu RD-180 rusesc”, Energomash permite cooperarea cu Imperiul Celest „în domeniul cercetării, schimbului de specialiști și consultărilor în rezolvarea problemelor emergente. … Dacă Rusia își vinde tehnologia de rachete Chinei, atunci condițiile acordului nu vor fi cu siguranță la fel de favorabile ca în cazul Statelor Unite.

Refuzul SUA de la RD-180 și RD-181 poate fi explicat prin mai multe motive.

În primul rând, nu este nevoie urgentă de racheta Atlas 5, care acum este înlocuită cu succes de Falcon 9 și Falcon Heavy ieftine. Acesta din urmă transportator, apropo, a primit recent certificarea Pentagonului pentru lansarea imediată a navelor spațiale în toate orbitele de sprijin de care au nevoie armatele.

În al doilea rând, în 2020, ar trebui să zboare racheta Vulcan, care este creată pentru a înlocui Atlas 5. În același timp, vehiculul de lansare New Glenn al Blue Origin ar trebui să decoleze. În al treilea rând, și poate cel mai important, rachetele grele americane aflate în curs de dezvoltare vor primi noi motoare metan-oxigen. Astăzi, unitățile de putere care folosesc kerosen trec în fundal și, dacă cineva este implicat în crearea lor, atunci micile startup-uri aerospațiale care lucrează pe propriile lor vehicule ușoare.

Apare o întrebare firească: unde s-au dus sutele de milioane de dolari pe care Rusia le-a primit de la Statele Unite pentru motoare de rachetă? În prezent, este clar că aceste fonduri nu au fost direcționate în mod clar către crearea de unități de putere promițătoare pentru rachete. În ultimii 20 de ani, Regiunea Moscova Energomash a fost angajată exclusiv în simplificarea și rafinarea RD-170, rămasă de la racheta super-grea sovietică Energia. În același timp, în Rusia, nevoia de produse Energomash este nesemnificativă: RD-171 a fost instalat pe racheta ucraineană Zenit-2 și RD-191 - pe Angara rusă.

De la kerosen la metan

În iunie 2018, directorul general al Energomash, Igor Arbuzov, a declarat că motoarele de rachete alimentate cu metan sunt mai promițătoare decât unitățile de putere alimentate cu kerosen, iar Statele Unite sunt înaintea Rusiei în crearea unor astfel de instalații.

„Compania americană Blue Origin are cel mai mare grad de pregătire astăzi, lucrând activ la crearea motorului BE-4, care ar trebui să înlocuiască motorul RD-180 furnizat de noi pentru compania americană ULA”, – spuse Arbuzov.

Noul proiect Glenn Heavy Rocket Imagine: NASASpaceFlight.com

El a menționat că piața modernă necesită ieftine, precum și „cele mai simple și fiabile soluții”.

„Metanul îndeplinește aceste cerințe în cea mai mare măsură, deoarece are cea mai dezvoltată bază de materie primă și depășește kerosenul ca energie”, – spuse Arbuzov.

Potrivit acestuia, „metanul este cel mai versatil instrument care permite, folosind mai puține resurse și investiții, refacerea unității pentru a reutiliza scena”, întrucât „gazul practic nu dă depozite de carbon, unitățile nu suferă astfel de sarcini ca atunci când folosind alte tipuri de combustibil, de exemplu, amestecuri de oxigen cu kerosen sau combustibil oxigen-hidrogen”.

Directorul general a mai adăugat că Energomash, împreună cu KBKhA (Biroul de proiectare al automatelor chimice), lucrează la un motor cu metan, care este planificat să fie creat „în metal” până în 2020.

„Astăzi, aceasta este în mare măsură o bază științifică și tehnică, deoarece nu există un vehicul de lansare pe care să poată fi instalat un astfel de motor. Cel puțin în versiunea programului spațial federal care există astăzi”, – a explicat Arbuzov.

Ulterior, cuvintele lui Arbuzov au fost confirmate de proiectantul șef al Energomash, Pyotr Lyovochkin, care a spus că „a fost lansat un proiect preliminar, în care sunt luate în considerare toate tipurile de scheme” pentru unitățile de putere care funcționează pe metan. De fapt, în afară de motoarele alimentate cu kerosen și heptil, Rusia nu are nimic.

Potrivit șefului consiliului științific și tehnic din Roscosmos, Yuri Koptev, Rusia este singura țară spațială care nu folosește hidrogenul ca combustibil în motoarele de rachete (deși o astfel de unitate de putere a fost folosită în racheta Energia). De exemplu, Atlas 5 are motoare cu hidrogen RL-10A-4-2 în a doua etapă, iar toate unitățile de putere ale American Delta 4 funcționează cu hidrogen.

Industria spațială rusă este cunoscută pentru numeroasele sale proiecte care există exclusiv pe hârtie. Dacă Energomash nu a reușit să creeze o unitate de putere pe metan, vânzând RD-180 partenerilor americani, atunci este extrem de îndoielnic că un astfel de motor va apărea atunci când cooperarea cu Statele Unite va fi redusă.

Am exagerat

De fapt, situația cu Energomash este și mai rea. Întreprinderea, declarând despre utilizarea reutilizabilă a unităților sale de putere, ignoră în orice mod posibil imposibilitatea reală de a crea o rachetă cu o treaptă reutilizabilă bazată pe motoarele din familia RD-170. Motivul este că oricare dintre unitățile produse de uzina din Regiunea Moscova se dovedește a fi prea puternică pentru a oferi o aterizare verticală a primei etape, așa cum face SpaceX.

Cu o aterizare verticală moale a primei trepte a lui Falcon 9, dintre cele nouă motoare ale sale Merlin 1D +, o singură unitate centrală de putere funcționează, în plus, în secțiunea finală a traiectoriei - la puterea minimă admisă. Produsele Energomash pur și simplu nu sunt capabile de acest lucru - oricare dintre unitățile produse de întreprinderea din Regiunea Moscova, care funcționează chiar și la o putere minimă, va menține scena în aer până când combustibilul se epuizează, după care elementul rachetei va face un greu. aterizare. Desigur, această problemă poate fi rezolvată prin creșterea masei primei etape, dar în acest caz, masa sarcinii utile de ieșire va scădea inevitabil.

Rămâne opțiunea de salvare a motorului cu o parașută, dar în acest caz, etapa rachetei va face o aterizare dură, după care reutilizarea lui fără reparații majore este pur și simplu imposibilă.

De fapt, dacă motoarele din familia RD-170 pot fi folosite într-o rachetă reutilizabilă, atunci numai atunci când stadiul unui astfel de transportator primește aripi. În acest caz, o aterizare moale va fi efectuată prin alunecarea elementului rachetă. Capacitatea Rusiei de a implementa astăzi un astfel de proiect ridică îndoieli serioase.

În plus, trebuie menționat că tocmai din cauza imposibilității utilizării produselor Energomash ca parte a unei rachete reutilizabile, S7 Space, care deține Sea Launch, a plănuit să reia producția de motoare de rachetă NK-33 și NK-43 pentru a crea racheta reutilizabilă Soyuz-5SL.”.

Perspective

Se pare că Rusia modernă nu are nevoie de un număr mare de motoare de rachetă, iar interesul Statelor Unite și Chinei pentru moștenirea sovietică se stinge rapid. De fapt, ca urmare a lipsei cererii pentru produsele sale, veniturile Energomash vor scădea de câteva ori, ceea ce nu poate decât să afecteze industria rachetelor.

Într-o astfel de situație, unul dintre cei mai importanți producători de rachete din lume riscă să devină o altă întreprindere neprofitabilă precum Centrul Hrunichev. Rogozin a spus în iunie 2018 că corporația de stat ar lua în considerare utilizarea unui motor pe bază de metan în Soyuz-5, dar KBKhA nu se grăbește în mod clar să creeze o nouă centrală electrică. În schimb, Energomash se va concentra pe producția de RD-191 pentru Angara și, de fapt, pe tehnologiile de ieri.