Отечественных исполнителей этой задачи – два: «Энергомаш» и КБХА -2. Но первый «гнет линию» на создание двигателей на керосине, работающих по окислительной схеме. А второй испытывает большие трудности с РД-0124. Есть еще СНТК «Двигатели НК». Разработчики уникального двигателя НК-33 теоретически готовы перейти с керосина на метан. Но, во-первых, окислительная схема при этом остается, во-вторых, возобновление производства ЖРД в Самаре затруднительно, а остальные предприятия ракетно-космической отрасли не смогут – увы! – воспроизвести технологии, примененные при его создании.

Разрабатывая многоразовую транспортную космическую систему Space Shuttle, американцы заложили в нее экстремально высокие (для 1970-х годов, когда она проектировалась) удельные характеристики практически всех подсистем и агрегатов. Что в итоге? Затраты на межполетное обслуживание (съем, ремонт, переборка или замена отдельных агрегатов или целых систем) шаттлов давно превысили все расчетные (и разумные) пределы. В результате как носитель Space Shuttle во многом уступает аналогичным по грузоподъемности «классическим» одноразовым РН. Сейчас это по существу – частично многоразовая машина.

Российские двигателестроители приучили ракетчиков к той мысли, что способны создавать ЖРД с высочайшими удельными характеристиками, да еще и с возможностью последующего форсирования. Из ЖРД «выжимают» последние крохи – единички удельной тяги, двигатели начинают гореть, трещать.

С точки зрения возможностей носителя дальнейшее форсирование существующих двигателей ничего не дает. Другое дело – кислородно-водородный блок. По опыту работ с Индией по проекту GSLV можно сказать, что для такого блока не нужна «коренная перестройка» отечественных космодромов и новая мощная инфраструктура: блок можно заправлять «с колес». С точки зрения стартового комплекса 5–6 т водорода – это немного.

Кислородно-водородный блок может служить «мостиком» к многоразовым носителям, где отказ от водорода резко ограничивает тактико-технические и экономические возможности систем запуска. Создав и отработав блок, можно переходить к более крупным верхним ступеням.

Что дает кислородно-водородный блок? Например, на РН «Протон» он перекрывает по своим возможностям блоки ДМ и «Бриз». Это с точки зрения «техники». А насколько кислородно-водородный блок расширит коммерческие возможности существующих носителей типа «Протона» или ракет ближайшей перспективы, таких как «Ангара»? Здесь, к сожалению, прогнозы не очень впечатляют: несмотря на то, что масса груза, выводимого на геостационарную орбиту, повысится на 30%, можно будет отвоевать у рынка всего один-два пуска – слишком узок рынок и поделен между другими «пусковыми операторами»…

Опираясь на эти аргументы, можно сказать, что многоразовая система запуска должна быть совсем другой. Представляется, что востребован будет не рекордный «болид» «Формулы-1», а «паровоз» – грубый, «кондовый», но сверхнадежный. Его не надо «облизывать» и ловить каждую единицу удельных характеристик и каждый килограмм полезного груза. И не надо «жаться» за каждую единицу удельной тяги и каждый килограмм удельной массы. Пусть последний показатель у ЖРД будет не 6, 7 или 10 кг на тонну тяги, а 12 или 15. Это не главное.
Надо переживать за другое – за то, чтобы двигатель проработал, например, 100 часов и ничего с ним не случилось. В этом отношении характерен пример современной авиации. Сейчас ресурс авиадвигателей составляет 25–30 тысяч часов. С переборкой, конечно, но он приблизился к ресурсу планера. Иначе в нынешних условиях авиадвигателистам не выжить – конкуренция бешеная! Все фирмы работают на понижение стоимости затрат на эксплуатацию.

Сейчас наша промышленность, несмотря на все трудности и потери, в принципе в состоянии сделать такой двигатель. Ничего фантастического в нем нет.

Как и когда начнет окупаться эта система? Для этого она должна летать в год не менее 15 раз. В случае, если финансирование в необходимом объеме будет открыто уже сегодня, первый полет состоится примерно через 5 лет.

Можно возразить: если прогресс в области разработки спутников пойдет нынешними темпами, во всем мире через семь лет запусков будет происходить даже меньше, чем сейчас. Геостационар будет заполнен весь, а КА будут жить лет по сорок. Поэтому создание этой системы связано с решением новых задач: Луна, Марс, энергоснабжение Земли.

Есть еще ниша космического туризма. Если стоимость выведения полезных грузов может быть уменьшена в 5 раз по сравнению с нынешней, то космический туризм появится. И вот здесь снизить затраты на запуск при помощи полностью многоразовой двухступенчатой системы в 2–5 раз – это весьма реально.

Автор благодарит начальника отдела Центра Келдыша Л.П.Самойлова за предоставленную информацию и помощь при подготовке статьи.

1 Например, если на первой ступени керосиновые ЖРД оправданы, то на второй вчистую проигрывают. Поэтому тенденция к применению водорода на второй ступени вполне закономерна. Тем не менее, разработка и применение многоразовой второй ступени резко снижает массу полезного груза.
2 «Энергомаш» имеет высочайшую культуру разработки и производства, особенно в части создания кислородно-керосиновых ЖРД, построенных по окислительной схеме. Из двигателей, доведенных предприятем до «полетного» состояния, был только один, построенный по восстановительной схеме – это фторо-аммиачный РД-301. Надо сказать, что у В.П.Глушко была интересная методика: он каждый раз для проверки новых решений или компонентов топлива делал экспериментальные «десятитонники» – то на фторе, то на перекиси, то на пентаборане.
КБХА имеет в своем активе мощный кислородно-водородный двигатель РД-0120, созданный для системы «Энергия-Буран».

   < ВЕРНУТЬСЯ