比马斯克的产品更好：俄罗斯的可重复利用火箭如何着陆

俄国内火箭工程师正在研究两种返回选择：“以机翼飞行方式”返回陆地或垂直着陆方式回收。

普列谢茨克航天发射场的安加拉运载火箭模型

选项1：机翼飞行返回

事实上，最初，在二十多年前，他们就为未来的安加拉火箭开发了所谓的通用火箭模块。通用火箭模块（URM）是一种结构，根据数量，可以制造不同大小的火箭。

安加拉家族的运载火箭模型

因此，对于安加拉的第一阶段，在液氧煤油发动机 RD-191 上制造了一个 25 米的 通用火箭模块URM-1。一个这样的模块与安装在其上的第二级（URM-2）相结合，构成为安加拉-1.2 轻型火箭。如果我们需要更重的火箭，那么我们会在中央 URM-1 中添加更多完全相同的火箭作为侧面助推器。

因此，即便如此，在千禧年之交，早在埃隆马斯克出现在天空之前，来自 NPO Molniya 的俄罗斯火箭科学家大约做了以下事情：他们使用了 URM-1，安装了 MiG-29 战斗机的发动机喷气式飞机在其发动机舱中，连接了一个跨度为 17 米的机翼、尾翼、起落架和其他必要的设备，并在 2001 年的勒布尔热航空展上获得了轰动。

2001年在法国勒布尔热展出的“贝加尔湖”机翼式回收火箭

飞行模式如下：发射时，机翼沿火箭本体折叠，火箭完成任务，即已将第二级发射到太空并与其分离后，机翼开始转向工作时，“自动驾驶”的火箭下降并朝机场驶去，并使用安装的飞机发动机作为飞行动力。

随后，Krylo-SV巡航导弹级的项目就从贝加尔火箭出来了。现在他们想为轻型安加拉实施相同的方案，因为正如我们已经提到的，它只有一个 URM-1 作为第一级，也就是说，它可以像飞机一样制造，从而安全返回地球并运行多次。

“因此，该方案的使用不包括建造着陆系统和着陆后运输返回火箭块的成本， ” 以人工智能命名的国家研究与生产航天中心主任赫鲁尼切夫·阿列克谢·瓦罗奇科说道。

此外，还有一个想法是在更重的安加拉火箭版本上做同样的事情，即为所有侧面助推器配备机翼和飞机发动机。

在安加拉火箭上可能使用带机翼级的方案

但赫鲁尼切夫中心承认，机翼方案需要克服相当大的技术困难，通常比垂直着陆（如猎鹰 9 号）更困难。

“在机翼返回方案的版本中，主要问题之一是确保机翼在高热和空气动力负载条件下的使用， ”阿列克谢瓦罗奇科说。

选项2：火箭垂直回收

用专业的语言，这被称为火箭动力法。众所周知，埃隆·马斯克在这个意义上为人类开启了一个新纪元。

回想一下猎鹰 9 号第一级着陆时发生的情况：发射后 2.5 分钟，在大约 70 公里的高度，第二级脱离停靠，第一级立即打开其姿态控制系统以远离第二级喷管。然后，取决于你必须降落的地方：在陆地上或在海洋浮动平台上。

猎鹰 9 号第一级返回浮动平台的计划

如果在浮动回收平台上，则火箭继续惯性上升一段时间，然后达到峰值并开始下降，“机头”向下，即发动机向上。此刻，它必须“倒置”部署，而这是在特殊的小型氮气发动机的帮助下完成的。然后，为了制动，发动机打开三次：首先，设定所需的方向，然后进入大气层，最后，靠近地面本身（更准确地说是靠近平台），着陆杆打开然后火箭坐下，或者更确切地说是火箭立起来。

如果你需要回到航天发射场的着陆点，也就是你出发的同一个地方，那么在太空中脱离对接后，第一级也翻转过来，然后启动引擎，向相反的方向飞行。此外，一切都是一样的。

因此，在俄罗斯，为阿穆尔-SPG 火箭开发了类似的方案。液化甲烷意味着它依靠液化甲烷发动机飞行。在这枚火箭的第一阶段，有五台甲烷和液氧发动机，来自沃罗涅日化学自动化设计局的 RD-0169A。顺便说一句，提供了一个“热冗余”系统：如果突然一台发动机发生故障，其余的立即增加功率并补偿损失。

只有一个中央发动机负责降落在阿穆尔-LNG 上（在猎鹰号上，三个同时打开）。正是为了着陆，您需要启动它两次（而不是像 Mask 那样启动三次）。也就是说，总共三次启动：第一次 - 在开始时，第二次 - 在进入大气层时，第三次 - 在地球上。

因此，该阶段还具有用于稳定的着陆支架和舵。他们想在东方航天发射场和鄂霍次克海沿岸建造着陆平台。漂浮的回收平台存在不稳定。但他们正在考虑直接溅落的选择，即直接沉入水中的火箭，在那里它会被特殊的船只捕获。必须通过直升机或铁路将返回的载物台运送到组装和测试系统，具体取决于您需要将其运送到哪里。

Roskosmos 表示，如果阿穆尔号的第二阶段也可以返回，那么系统将变得过于沉重：为了它的着陆，它还需要燃料供应加上特殊设备，也就是说，所有这些质量都需要被发射而不是某种有效载荷。

但在赫鲁尼切夫中心，他们现在正在实施另一个想法：垂直降落重型安加拉 - 安加拉-A5。它的整个下部作为一个整体：中央URM-1和四个侧面加速器。在一起没有分离。也就是说，一般来说，根据标准方案，侧面应该是最先分离的，它们代表第一阶段。然后将中央模块分离出来，这是第二步。并且根据返回方案，建议不要将它们彼此分开，直到第三阶段脱离对接的那一刻，它们在那里发出制动脉冲，按照它们应该的方式转身，随着发动机的下降和就在着陆之前，再次打开并伸出着陆杆。

他们在赫鲁尼切夫中心解释说，在支撑上着陆的动力是火箭动力着陆中最困难的事情。但如果能实现这一点，那么我们就可以同时实现两级运载火箭的同时着陆。这几乎就是SpaceX掌门人所说的“火箭科学的圣杯”！

与猎鹰 9 号火箭不同，赫鲁尼切夫中心正在考虑的安加拉可重复使用火箭的不同之处在于它确保了第一级和第二级的返回。猎鹰 9 只返回第一阶段， 赫鲁尼切夫中心的负责人强调。

因此，今天他们的目标是两种可重复使用的导弹：安加拉-1.2 - 机翼返回，Angara-A5 - 垂直着陆。在这两种情况下，火箭都会重复十次使用。

关于可重复使用火箭的可行性的争论仍在继续：有人认为维护成本太高，第二次发射运载火箭有风险，而且有效载荷再次减少。

但也有反对意见：首先，这枚火箭至少不会随燃料一起落到地上。其次，有猎鹰9级多次成功发射的例子。的确在赫鲁尼切夫中心，他们认为重复使用的有效性被夸大了。

作者：阿黛尔.罗曼年科娃（科技专栏作家、科普节目主持人）