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).