Импортозамещенная и жидкостная: проект частной российской ракеты изменился. Запуск намечен на 2024 год

Первоначально разработку «Сталкера» планировали при участии южнокорейской компании SEWON E&C. Меморандум о создании совместного предприятия стороны подписали в январе, но дальнейшее продвижение проекта осталось неизвестным. Теперь, согласно официальному пресс-релизу Success Rockets, ракета-носитель легкого класса Stalker радикально поменяла облик. Фактически от «старого» варианта осталось только название.

Вместо трех твердотопливных ступеней ракета получит две с двигателями, работающими на топливной паре жидкий кислород — керосин. Масса носителя увеличилась более чем вдвое, с 34 тонн до 83,5 тонны. Соответствующим образом выросли габариты: высота — 33 метра (было 17), диаметр — 2,2 метра (было 1,7). Вместо 250 килограммов полезной нагрузки «новый» Stalker будет выводить уже 700 килограммов на низкую околоземную орбиту (НОО).

Назначение носителя все то же — доставка в космос микро- и наноспутников, только их число возросло. Не совсем понятны характеристики выводимого груза на солнечно-синхронные орбиты (ССО), что важно для такого класса ракет. «Старый» вариант рассчитывался на 150 килограммов без указания максимальной высоты. А рассказывая про «новый» Stalker, компания указывает лишь 700 километров как «потолок» для своего носителя. Сколько из заявленных семи сотен килограммов до такой высоты удастся доставить — пока не ясно.

Примечательно, что Success Rockets, как правило, сообщает сильно заниженные относительно потенциальных конкурентов спецификации «Сталкера». Иными словами, они выглядят более чем достижимыми для неопытной компании. Для сравнения: Rocket Lab Electron выводит 300 килограммов (200 — на ССО) при собственной массе в 13 тонн — это смотрится крайне выигрышно по сравнению с первоначальной версией Stalker, даже если принять во внимание, что американско-новозеландский носитель запускают с более выгодной стартовой площадки (ближе к экватору) и он сжигает кислород с керосином (что эффективнее твердотопливных двигателей).

Вариантов обтекателя будет два: один того же диаметра, что и вторая ступень (2,2 метра), другой на метр больше. Его створки, как и часть конструкций всей ракеты будут делать из углеволоконного композита собственной разработки. На его создание ушло более двух лет, зато теперь у компании есть прочный и недорогой материал отечественного производства (не нужно зависеть от иностранных поставщиков). На изображении слева — вторая ступень с головным обтекателем стандартного размера, справа — без него, показана полезная нагрузка / ©Success Rockets

Если рассматривать «новый» Stalker, то сейчас на рынке пусковых услуг сравнимых с ним ракет на криогенных компонентах топлива нет. На рубеже веков Поднебесная три раза запускала «Чанчжэн 1D» (CZ-1D) с похожими характеристиками (750-930 килограммов на НОО, полная масса носителя — 81 тонна), однако она использовала несимметричный диметилгидразин в качестве горючего и азотный тетраоксид как окислитель.

Двигатели, работающие на этой топливной паре, проще в создании, однако обладают меньшей эффективностью, чем керосин-кислородные. Есть «Чанчжэн-11» (CZ-11), но здесь ситуация еще интереснее, чем в случае сравнения «первого» Stalker с ракетой Electron: китайский носитель — твердотопливный, при этом на 20 тонн легче обновленного детища Success Rockets (выводит те же 700 килограммов на НОО).

Возможно, такие скромные заявки служат одновременно и для повышения вероятности успеха тестов, и как потенциальный задел на улучшение характеристик в будущем. Пока при расчете «на пальцах» энергетика Stalker выглядит очень скромной. Дабы не углубляться в формулы, отметим, что современные носители выводят на НОО два-четыре процента своей стартовой массы. Итоговый процент зависит от эффективности двигателей, выбора топливной пары, удаленности стартовой позиции от экватора, размера ракеты (больше — лучше) и особенностей конкретной миссии.

Наличие аэродинамических рулей на первой ступени не случайно — Stalker разрабатывается «с прицелом» на посадку для повторного использования. Учитывая требование потенциальной многоразовости, создание нового двигателя LE-11 в столь ограниченные сроки выглядит еще менее реалистичным. На изображении слева — верхняя часть первой ступени, справа — крупным планом нижняя часть с девятью двигателями LE-11 / ©Success Rockets

Естественно, поскольку «новый» Stalker перешел на другой тип ракетного топлива, пришлось создавать двигатели с нуля. Он называется LE11 (Lucky Engine-11), построен по схеме с открытым циклом и развивает 11,4 тонны тяги у поверхности Земли. Главная мера эффективности ракетного двигателя — удельный импульс, — у LE11 на уровне между устаревшими конструкциями и современными. А именно 271 секунда (на уровне моря): что выше, чем у РД-107А (263 секунды), которые приводят в движение ракеты семейства «Союз», но ниже, чем у Merlin 1B (282 секунды) от SpaceX Falcon 9 и двигателей на базе РД-170 (около 309 секунд).

Первую ступень будут оснащать девятью Lucky Engine-11, вторую — одним, но модифицированным для работы в вакууме. Эта версия, кстати говоря, будет немного мощнее: ей предстоит развивать 13 тонн тяги.

Напомним, Success Rockets — молодой российский стартап, которому в июле 2022-го только исполнится два года. Планы у компании довольно амбициозные, Stalker должен взлететь уже через пару лет. Одновременно с этим идет разработка твердотопливных геофических ракет Nebo. Причем не только на бумаге: в минувшем декабре прошли первые пусковые испытания носителя с индексом 25. А в течение этого года должен произойти первый космический запуск на высоту более 100 километров (тем не менее он не будет орбитальным, ракеты такого класса редко способны придать достаточную скорость полезной нагрузке).

Source: https://lib.zaplata.ru/nauka/importozameshennaia-i-jidkostnaia-proekt-chastnoi-rossiiskoi-rakety-izmenilsia-zapysk-namechen-na-2024-god.html