Després d’haver publicitat amb força els accidents de coets protons russos, es pot dir que fins i tot s’ha tornat indecent escriure sobre l’estat real de la indústria espacial. No obstant això, el programa espacial rus no només tracta d’accidents i catàstrofes de satèl·lits i estacions espacials, sinó que també són projectes realment sorprenents que són prometedors i superen amb èxit el camí del seu disseny. Se centrarà en el sistema de coets i espais reutilitzables (MRKS-1), les proves del model de les quals van començar a TsAGI.
No fa molt de temps, el centre de premsa TsAGI va publicar una imatge d’aquest model. El seu aspecte recorda a moltes de les naus espacials reutilitzables, com el transbordador espacial americà o el nostre "Buran". Però la semblança externa, com sol passar a la vida, és enganyosa. MKRS-1 és un sistema completament diferent. Implementa una ideologia fonamentalment diferent, que és qualitativament diferent de tots els projectes espacials passats implementats. En el seu nucli, és un vehicle de llançament reutilitzable.
El projecte MRKS-1 és un vehicle de llançament d’enlairament vertical parcialment reutilitzable basat en una primera etapa de creuer reutilitzable, blocs de reforç i segones etapes d’un sol ús. La primera etapa es realitza segons l'esquema de l'avió i és reversible. Torna a la zona de llançament en mode avió i fa un aterratge horitzontal als aeròdroms de primera classe. El bloc reutilitzable alat de la primera etapa del sistema de coets estarà equipat amb motors de coets de combustible líquid de creuer reutilitzables (LPRE).
Actualment, el Centre Estatal d’Investigació i Producció porta el seu nom Khrunichev, treballs de disseny i desenvolupament i investigació sobre el desenvolupament i comprovació de l’aspecte tècnic, així com les característiques tècniques del coet i del sistema espacial reutilitzables, estan en ple desenvolupament. Aquest sistema s'està creant en el marc del programa espacial federal en cooperació amb moltes empreses relacionades.
Tot i això, parlem una mica d’història. La primera generació de naus espacials reutilitzables inclou cinc naus espacials del tipus Transbordador espacial, així com diversos desenvolupaments domèstics de la sèrie BOR i Buran. En aquests projectes, tant els nord-americans com els especialistes soviètics van intentar construir una nau espacial reutilitzable (l'última etapa, que es llança directament a l'espai). Els objectius d’aquests programes eren els següents: retornar de l’espai una quantitat important de càrregues útils, reduir el cost de llançar una càrrega útil a l’espai, preservar les naus espacials costoses i complexes per a un ús repetit, la possibilitat de realitzar llançaments freqüents d’una etapa reutilitzable..
Tot i això, la 1a generació de sistemes espacials reutilitzables no va ser capaç de resoldre els seus problemes amb un nivell d’eficiència suficient. El cost unitari d’accés a l’espai va resultar ser aproximadament 3 vegades superior al dels coets normals d’un sol ús. Al mateix temps, el retorn de les càrregues útils de l’espai no va augmentar significativament. Al mateix temps, el recurs d’utilitzar etapes reutilitzables va resultar ser significativament inferior al calculat, cosa que no va permetre l’ús d’aquestes naus en un horari limitat de llançaments espacials. Com a resultat, aquests dies, tant els satèl·lits com els astronautes es lliuren a l’òrbita propera a la terra mitjançant sistemes de coets d’un sol ús. I no hi ha res per retornar equips i vehicles cars des de l’òrbita propera a la terra. Només els nord-americans es van fabricar un petit vaixell automàtic X-37B, dissenyat per a necessitats militars i amb una càrrega útil inferior a 1 tona. És obvi per a tothom que els sistemes reutilitzables moderns haurien de ser qualitativament diferents dels representants de la 1a generació.
A Rússia s’està treballant en diversos sistemes espacials reutilitzables alhora. Tot i això, és evident que el més prometedor serà l’anomenat sistema aeroespacial. L’ideal seria que una nau espacial s’enlairés d’un camp d’aviació com un avió ordinari, entrés en una òrbita terrestre baixa i tornés enrere, consumint només combustible. No obstant això, aquesta és l'opció més difícil que requereix moltes solucions tècniques i investigacions preliminars. Aquesta opció no pot ser implementada ràpidament per cap estat modern. Tot i que Rússia té una reserva científica i tècnica bastant gran per a projectes d’aquest tipus. Per exemple, el "pla aeroespacial" Tu-2000, que tenia un estudi bastant detallat. La implementació d’aquest projecte es va veure obstaculitzada per la manca de finançament després del col·lapse de l’URSS a la dècada de 1990, així com per l’absència d’una sèrie de components crítics i complexos.
També hi ha una versió intermèdia, en què el sistema espacial consisteix en una nau espacial reutilitzable i un escenari de reforç reutilitzable. El treball sobre aquests sistemes es va dur a terme a l'URSS, per exemple, el sistema espiral. També hi ha novetats molt més recents. Però fins i tot aquest esquema d’un sistema espacial reutilitzable pressuposa un cicle bastant llarg de treballs de disseny i investigació en nombroses àrees.
Per tant, el principal focus a Rússia és el programa MRKS-1. Aquest programa significa Stage 1 Reusable Rocket and Space System. Tot i aquesta "primera etapa", el sistema creat serà molt funcional. És que en el marc d’un programa general bastant ampli per crear els darrers sistemes espacials, aquest programa té els terminis més propers per a la seva implementació final.
El sistema proposat pel projecte MRKS-1 serà de dues etapes. El seu propòsit principal és llançar cap a una òrbita propera a la terra absolutament qualsevol nau espacial (de transport, tripulada, automàtica) de fins a 25-35 tones, tant existents com en procés de creació. El pes de la càrrega útil posat en òrbita és superior al dels protons. No obstant això, la diferència fonamental respecte dels coets portadors existents serà diferent. El sistema MRKS-1 no serà d’un sol ús. La seva primera etapa no es cremarà a l’atmosfera ni caurà a terra en forma de col·lecció de deixalles. Després d’accelerar la 2a etapa (que és única) i la càrrega útil, la 1a etapa aterrarà, com les llançadores espacials del segle XX. Avui, aquesta és la forma més prometedora de desenvolupar sistemes de transport espacial.
A la pràctica, aquest projecte és una modernització pas a pas del vehicle de llançament d’un sol ús d’Angara que s’està creant actualment. En realitat, el projecte MRKS-1 va néixer com un desenvolupament posterior de la im GKNPTs. Khrunichev, on, juntament amb l'ONG Molniya, es va crear un reforç reutilitzable de la primera etapa del vehicle de llançament Angara, que va rebre la designació de Baikal (per primera vegada, el model Baikal es va mostrar a MAKS-2001). Baikal va utilitzar el mateix sistema de control automàtic que permetia al transbordador soviètic Buran volar sense tripulació a bord. Aquest sistema proporciona suport per al vol en totes les seves etapes: des del moment del llançament fins a l’aterratge del vehicle a l’aeròdrom, aquest sistema s’adaptarà al MRKS-1.
A diferència del projecte Baikal, el MRKS-1 no tindrà plans plegables (ales), sinó instal·lats de forma rígida. Aquesta solució tècnica reduirà la probabilitat de situacions d’emergència quan el vehicle entri en la trajectòria d’aterratge. Però el disseny de l’accelerador reutilitzable provat recentment encara experimentarà canvis. Com va assenyalar Sergei Drozdov, cap del departament d'aerotermodinàmica d'avions d'alta velocitat de TsAGI, els especialistes van quedar "sorpresos pels elevats fluxos de calor a la secció central de les ales, que sens dubte comportaran un canvi en el disseny de l'avió". Al setembre-octubre d’aquest any, els models MRKS-1 se sotmetran a una sèrie de proves en túnels de vent transònics i hipersònics.
En la segona etapa de la implementació d’aquest programa, es preveu fer reutilitzar la segona etapa i la massa de la càrrega útil que es llançarà a l’espai haurà de créixer fins a 60 tones. Però fins i tot el desenvolupament d’un accelerador reutilitzable només de la primera etapa ja és un veritable avenç en el desenvolupament dels sistemes moderns de transport espacial. I el més important és que Rússia avança cap a aquest avanç, tot mantenint el seu estatus com una de les principals potències espacials del món.
Avui en dia, el MRKS-1 es considera un vehicle polivalent universal destinat al llançament de naus espacials i diverses càrregues útils, vaixells tripulats i de càrrega en òrbita propera a la terra, vaixells tripulats i de càrrega sota els programes d’exploració de l’espai proper a la terra per la humanitat, Lluna i Mart, així com altres planetes del nostre sistema solar …
La composició del MRKS-1 inclou una unitat de coets reutilitzable (VRB), que és un reforç reutilitzable d’etapa I, un reforç puntual d’etapa II, així com una ogiva espacial (RGC). VRB i l’accelerador de la fase II s’acoblen entre si en un esquema per lots. Es proposa construir modificacions del MRCS amb una capacitat de càrrega diferent (la massa de la càrrega lliurada a una òrbita de referència baixa de 20 a 60 tones), tenint en compte els acceleradors unificats de fase I i II mitjançant un complex de terra únic. Això a llarg termini permetrà assegurar a la pràctica una disminució de la intensitat laboral del treball en una posició tècnica, la màxima producció en sèrie i la possibilitat de desenvolupar una família de transportistes espacials econòmicament efectiva sobre la base de mòduls bàsics.
Desenvolupament i construcció de la família MRKS-1 de capacitat de càrrega diferent basada en etapes unificables d’un sol ús i reutilitzables, que compleixin els requisits dels sistemes avançats de transport espacial i siguin capaços de resoldre les tasques de llançament tant d’objectes espacials costosos únics com de sèrie amb eficiència i fiabilitat molt altes: les naus espacials es poden convertir en una alternativa molt seriosa en diversos vehicles de llançament de nova generació que estaran en funcionament durant molt de temps al segle XXI.
Actualment, els especialistes de TsAGI ja han aconseguit avaluar la multiplicitat racional de l’ús de la primera etapa del MRKS-1, així com les opcions per als manifestants de les unitats de míssils retornats i la necessitat de la seva implementació. La primera etapa retornada MRKS-1 proporcionarà un alt nivell de seguretat i fiabilitat i abandonarà completament l’assignació d’àrees on cauen peces desmuntables, cosa que augmentarà significativament l’eficiència de la implementació de prometedors programes comercials. Els avantatges esmentats per a Rússia semblen extremadament importants, com per a l'únic estat del món que té una ubicació continental de cosmodroms existents i prometedors.
TsAGI creu que la creació del projecte MRKS-1 és un nou pas qualitatiu en el disseny de vehicles espacials reutilitzables prometedors per al llançament en òrbita. Aquests sistemes compleixen plenament el nivell de desenvolupament de coets i tecnologia espacial al segle XXI i tenen indicadors d’eficiència econòmica significativament més alts.
