Po dosť hlasne medializovaných nehodách s účasťou ruských rakiet Proton je možné povedať, že písať o skutočnom stave vecí vo vesmírnom priemysle je ešte nedôstojné. Ruský vesmírny program však nie je len o nehodách a katastrofách satelitov a vesmírnych staníc, ale sú to aj skutočne úžasné projekty, ktoré sú celkom sľubné a úspešne prechádzajú cestou svojho návrhu. Zameria sa na opakovane použiteľný raketový a vesmírny systém (MRKS-1), ktorého modelové testy sa začali v TsAGI.
Nie je to tak dávno, keď tlačové stredisko TsAGI zverejnilo obrázok tohto modelu. Jeho vzhľad mnohým pripomína opakovane použiteľné vesmírne plavidlá, ako napríklad americký raketoplán alebo náš „Buran“. Vonkajšia podobnosť, ako to už v živote býva, klame. MKRS-1 je úplne iný systém. Implementuje zásadne odlišnú ideológiu, ktorá sa kvalitatívne líši od všetkých predchádzajúcich realizovaných vesmírnych projektov. V jadre ide o opakovane použiteľnú nosnú raketu.
Projekt MRKS-1 je čiastočne opakovane použiteľný zvislý vzletový nosič založený na opakovane použiteľnom prvom stupni výletnej plavby, pomocných blokoch a jednorazových druhých stupňoch. Prvá etapa sa vykonáva podľa schémy lietadla a je reverzibilná. V režime lietadla sa vracia do oblasti štartu a robí horizontálne pristátie na letiskách 1. triedy. Okrídlený opakovane použiteľný blok 1. stupňa raketového systému bude vybavený opakovane použiteľnými cestovnými raketovými motormi na kvapalné palivo (LPRE).
V súčasnosti je po ňom pomenované Štátne výskumné a výrobné centrum Khrunichev, návrh a vývoj a výskumné práce na vývoji a zdôvodnení technického vzhľadu, ako aj technických charakteristík opakovane použiteľného raketového a vesmírneho systému, sú v plnom prúde. Tento systém je vytváraný v rámci federálneho vesmírneho programu v spolupráci s mnohými príbuznými podnikmi.
Porozprávajme sa však trocha o histórii. Prvá generácia opakovane použiteľných kozmických lodí obsahuje 5 kozmických lodí typu Space Shuttle, ako aj niekoľko domácich vývojov sérií BOR a Buran. V týchto projektoch sa Američania aj sovietski špecialisti pokúsili postaviť samotnú opakovane použiteľnú kozmickú loď (posledná etapa, ktorá je priamo vypustená do vesmíru). Ciele týchto programov boli tieto: návrat významného množstva užitočného zaťaženia z vesmíru, zníženie nákladov na vypustenie užitočného zaťaženia do vesmíru, zachovanie nákladných a zložitých vesmírnych lodí na opakované použitie, schopnosť vykonávať časté štarty opakovane použiteľného stupňa.
Prvá generácia opakovane použiteľných vesmírnych systémov však nedokázala vyriešiť svoje problémy s dostatočnou účinnosťou. Jednotkové náklady na prístup do vesmíru sa ukázali byť približne 3-krát vyššie ako náklady na bežné rakety na jedno použitie. Návrat užitočného zaťaženia z vesmíru sa zároveň výrazne nezvýšil. Zároveň sa ukázalo, že zdroj použitia opakovane použiteľných etáp je výrazne nižší ako vypočítaný, čo neumožnilo použitie týchto lodí v tesnom pláne štartov do vesmíru. Výsledkom je, že v dnešnej dobe sú satelity aj astronauti dodávaní na obežnú dráhu blízko Zeme pomocou jednorazových raketových systémov. A už vôbec nie je čo vracať drahé zariadenia a vozidlá z obežnej dráhy blízko Zeme. Iba Američania si vyrobili malú automatickú loď X-37B, ktorá bola navrhnutá pre vojenské potreby a má užitočné zaťaženie menej ako 1 tonu. Každému je zrejmé, že moderné opakovane použiteľné systémy by sa mali kvalitatívne líšiť od zástupcov 1. generácie.
V Rusku prebiehajú práce na niekoľkých opakovane použiteľných vesmírnych systémoch naraz. Je však zrejmé, že najsľubnejší bude takzvaný letecký systém. V ideálnom prípade by kozmická loď vzlietla z letiska ako obyčajné lietadlo, vstúpila na obežnú dráhu Zeme a vrátila by sa späť, pričom spotrebovala iba palivo. Je to však najťažšia možnosť, ktorá si vyžaduje veľa technických riešení a predbežného výskumu. Túto možnosť nemôže rýchlo implementovať žiadny moderný štát. Napriek tomu má Rusko na projekty tohto druhu pomerne veľkú vedeckú a technickú rezervu. Napríklad „letecké lietadlo“Tu-2000, ktoré malo pomerne podrobnú štúdiu. Realizáciu tohto projektu naraz brzdil nedostatok financií po rozpade ZSSR v 90. rokoch, ako aj absencia viacerých kritických a komplexných komponentov.
Existuje aj prechodná verzia, v ktorej sa vesmírny systém skladá z opakovane použiteľnej kozmickej lode a opakovane použiteľného posilňovacieho stupňa. Práce na takýchto systémoch sa vykonávali už v ZSSR, napríklad v systéme Špirála. Existuje aj oveľa novší vývoj. Ale aj táto schéma opakovane použiteľného vesmírneho systému predpokladá pomerne dlhý cyklus projektovej a výskumnej práce v mnohých oblastiach.
Preto sa v Rusku hlavný dôraz kladie na program MRKS-1. Tento program je skratkou pre Stage 1 Reusable Rocket and Space System. Napriek tejto „prvej fáze“bude vytvorený systém veľmi funkčný. Je to tak, že v rámci pomerne veľkého všeobecného programu na vytváranie najnovších vesmírnych systémov má tento program najbližšie termíny konečnej implementácie.
Systém navrhnutý projektom MRKS-1 bude dvojstupňový. Jeho hlavným účelom je vypustiť na obežnú dráhu blízko Zeme absolútne akúkoľvek kozmickú loď (dopravnú, s posádkou, automatickú) s hmotnosťou do 25–35 ton, a to už existujúcu, ako aj v procese vytvárania. Hmotnosť užitočného zaťaženia umiestnená na obežnú dráhu je väčšia ako hmotnosť protónov. Zásadný rozdiel od existujúcich nosných rakiet však bude iný. Systém MRKS-1 nebude jednorazový. Jeho 1. stupeň nevyhorí v atmosfére ani nespadne na zem v podobe zbierky trosiek. Po zrýchlení 2. etapy (ktorá je jednorazová) a užitočnom zaťažení pristane 1. etapa, podobne ako raketoplány 20. storočia. Dnes je to najsľubnejší spôsob vývoja systémov vesmírnej dopravy.
V praxi je tento projekt postupnou modernizáciou nosnej rakety na jedno použitie Angara, ktorá sa v súčasnosti vytvára. V skutočnosti sa samotný projekt MRKS-1 zrodil ako ďalší vývoj GKNPTs im. Khrunichev, kde bol spolu s mimovládnou organizáciou Molniya vytvorený opakovane použiteľný posilňovač 1. stupňa nosnej rakety Angara, ktorý dostal označenie Bajkal (po prvý raz bol bajkalský model predstavený na MAKS-2001). Bajkal používal rovnaký automatický riadiaci systém, ktorý umožňoval sovietskemu raketoplánu Buran lietať bez posádky na palube. Tento systém poskytuje podporu letu vo všetkých jeho fázach - od okamihu štartu po pristátie vozidla na letisku bude tento systém prispôsobený pre MRKS -1.
Na rozdiel od projektu Bajkal nebude MRKS-1 mať sklopné roviny (krídla), ale pevne nainštalované. Toto technické riešenie zníži pravdepodobnosť núdzových situácií, keď vozidlo vstúpi na dráhu pristátia. Nedávno testovaný dizajn opakovane použiteľného akcelerátora ale ešte prejde zmenami. Ako poznamenal Sergej Drozdov, vedúci oddelenia aerotermodynamiky vysokorýchlostných lietadiel v TsAGI, špecialisti boli „prekvapení vysokými tepelnými tokmi v strednej časti krídla, čo nepochybne bude znamenať zmenu konštrukcie lietadla“. V septembri až októbri tohto roku absolvujú modely MRKS-1 sériu testov v transonických a hypersonických veterných tuneloch.
V druhej fáze implementácie tohto programu sa plánuje druhá etapa opätovného použitia a hmotnosť užitočného zaťaženia, ktoré sa má vypustiť do vesmíru, bude musieť dosiahnuť 60 ton. Ale aj vývoj opakovane použiteľného urýchľovača iba 1. etapy je už skutočným prelomom vo vývoji moderných vesmírnych dopravných systémov. A najdôležitejšie je, že Rusko smeruje k tomuto prielomu a zároveň si zachováva svoj status jednej z vedúcich vesmírnych veľmocí na svete.
Dnes je MRKS-1 považovaný za univerzálne viacúčelové vozidlo určené na vynášanie kozmických lodí a rôznych užitočných záťaží, posádkových a nákladných lodí na obežnú dráhu blízko Zeme, posádkových a nákladných lodí v rámci programov prieskumu ľudstva blízkeho zemského priestoru, prieskumu Mesiac a Mars, ako aj ďalšie planéty našej slnečnej sústavy ….
Zloženie MRKS-1 obsahuje opakovane použiteľnú raketovú jednotku (VRB), ktorá je opakovane použiteľným posilňovačom stupňa I, jednorazovým posilňovačom stupňa II a vesmírnou hlavicou (RGC). Urýchľovač VRB a stupeň II sa navzájom spájajú v dávkovej schéme. Navrhuje sa postaviť modifikácie MRCS s rôznou nosnosťou (hmotnosť nákladu dodaného na nízku referenčnú obežnú dráhu od 20 do 60 ton), pričom sa zohľadnia zjednotené urýchľovače stupňa I a II s použitím jedného pozemného komplexu. To z dlhodobého hľadiska umožní v praxi zabezpečiť zníženie náročnosti práce na technickej pozícii, maximálnu sériovú výrobu a možnosť rozvoja ekonomicky efektívnej rodiny vesmírnych nosičov na základe základných modulov.
Vývoj a konštrukcia rodiny MRKS-1 s rôznou nosnosťou na základe zjednotených jednorazových a opakovane použiteľných fáz, ktoré budú spĺňať požiadavky na pokročilé vesmírne dopravné systémy a sú schopné riešiť úlohy spustenia unikátnych drahých vesmírnych objektov aj sériových s veľmi vysoká účinnosť a spoľahlivosť. kozmické lode sa môžu stať veľmi vážnou alternatívou v rade nosných rakiet novej generácie, ktoré budú v 21. storočí dlho v prevádzke.
V súčasnosti sa už špecialistom TsAGI podarilo posúdiť racionálnu mnohostrannosť použitia prvého stupňa MRKS-1, ako aj možnosti pre demonštrantov jednotiek s vrátenými raketami a potrebu ich implementácie. Vrátený 1. stupeň MRKS-1 poskytne vysokú úroveň bezpečnosti a spoľahlivosti a úplne upustí od prideľovania oblastí, kde spadajú odnímateľné časti, čo výrazne zvýši efektívnosť implementácie sľubných komerčných programov. Uvedené výhody pre Rusko sa zdajú byť mimoriadne dôležité, pretože ako pre jediný štát na svete majú kontinentálne umiestnenie existujúcich a perspektívnych kozmodrómov.
TsAGI sa domnieva, že vytvorenie projektu MRKS-1 je kvalitatívne novým krokom v návrhu sľubných opakovane použiteľných vesmírnych lodí na štart na obežnú dráhu. Takéto systémy plne zodpovedajú úrovni rozvoja raketových a vesmírnych technológií v XXI. Storočí a majú výrazne vyššie ukazovatele ekonomickej efektívnosti.
