Очень много шума вызвала посадка первой ступени американской соколиной ракеты (Falcon 9). Казалось бы — прорыв, чудо инженерной мысли… То, что — чудо, вопросов нет, но то, что — это принципиальный прорыв — конечно, полная глупость. Кратко обоснуем.
Вообще, нужно сказать, что люди, говоря в настоящее время «многоразовая ракета», не совсем правы. Дело в том, что многоразовыми в современных ракетах могут быть отдельные ступени.
Начнём с вопроса №1
«Что такое первая (и так далее, исключая головной блок) ступень космической ракеты?«
Ответ может вас удивить — это ведро с двигателем, произведённое по нанотехнологиям. Но удивляться не стоит. Дело в том, что ракеты проектируются таким образом, чтобы при минимальном весе они смогли взяли как можно больше топлива. Подобный подход позволяет сделать полезную нагрузку (т.е. выводимую на орбиту массу) максимальной.
Теперь продолжим вопросом №2:
«При каких условиях работают ракетные двигатели?»
Ответ вас уже не удивит, но приведём его — почти при максимально жёстких и возможных для материалов, из которых они созданы. То есть на пределе прочности, на пределе нагрева, на пределе максимальных динамических напряжений и т.д. и т.п. На самых современных двигателях давление в камере сгорания около 250 атмосфер, а температура — примерно 3800 по Цельсию. С чем это можно сравнить? Например, с погружением на глубину 2.5 км, что является крайне сложной технической задачей. Об этом говорит то, как иностранные «партнёры» к нашему подводному аппарату «Витязь» порывались на начало погружения, но, к счастью, не успели. Он спустился на дно Марианской впадины и успешно поднялся. И даже небольшую сенсацию сделал. А температура в 3800? Что уже сравнимо с температурой на поверхности Солнца. Тут дальнейшие комментарии излишни.
Вопрос №3:
«Что будет с двигателями и всей конструкцией ступени после посадки?»
А вот тут ответ уже не очевиден, потому что быть может всё, что угодно — возникновение микротрещин, микро и макродеформаций, деградация электроники, коррозия… Более того, много зависит от того, куда сажается ступень, и как она потом транспортируется. Если вы теперь вспомните, как отдельные неисправные мелкие детали в ракете приводили к авариям при пусках, то вам станет очевидным следующее: повторное использование ступеней чревато регулярными авариями и срывами пусков. Не секрет ведь, что Илон Маск тщательно скрывает, как именно обслуживаются ступени после посадки — что в них меняется, что проверяется. В будущем, глядишь, окажется, что меняется всё, а стоимость «старой» ступени реально такая же, как и у новой.
Обратимся теперь в мыслях к России. Наша страна очень велика. Это вам не мелкая Германия или Франция, в ней в некоторых регионах вместо дорог преимущественно направления существуют. И что вы прикажете делать, если первая ступень по объективным причинам приземлится на 200-300 км дальше от намеченной для посадки точки? А ведь так и будет — хаотичное поведение атмосферы никто не отменял, как и сбои в работе навигационных систем… Таким образом, для России концепция многоразовых ступеней не походит со 100% гарантией — до севшего металлолома мы просто не доедем. А если доедем, то уже не вывезем…
Заключение. Многоразовые первые (вторые, третьи и т.д.) ракетные ступени в космической отрасли — это чудо инженерной мысли, но чудо совершенно бесполезное с точки зрения здравого смысла. Бывшую в употреблении ступень с большой вероятности нельзя будет использовать повторно и гарантировать при этом вывод полезной нагрузки (спутников, припасов, космонавтов) на орбиту.
«Как тебе такое, Илон Маск?»
Так для чего же на самом деле продвигается проект многоразовых ступеней космических ракет?