«Чтобы как у Маска»: как в Китае пытаются скопировать Falcon 9 и Starship
На днях китайский космический стартап Space Pioneer объявил о сборе средств на создание аналога частично многоразовой ракеты Falcon 9. Это теперь мировой тренд ракетостроения - «чтобы как у Маска»: первая ступень – возвращаемая, садится «на струе» и использует раскладные «ножки» и рулевые решётки – «мухобойки», а прототипом для второй ступени служит Starship от всё того же Маска. В первую очередь мода на многоразовость захлестнула Китай. О китайских проектах частично и полностью многоразовых ракет - в нашем обзоре.
От челноков и сверхтяжелых ракет – к копии «Звездолета» Маска
Мода на многоразовые ракеты-носители охватила Поднебесную давно. Ещё в 1980-е в Китае началась проработка систем с возвращаемыми крылатыми ступенями. Изучение ракетопланов продолжается и сейчас. Фото масштабной модели космолёта «Шэньлун» («Дракон»), подвешенной под фюзеляжем бомбардировщика H-6K (китайского аналога советского Ту-16), были впервые опубликованы в китайских СМИ 11 декабря 2007 года.
Китайский экспериментальный космоплан многоразового использования, который западные наблюдатели считают аналогом секретного американского мини-шаттла–робота X-37B, дважды (4 сентября 2020 года и 5 августа 2022 года) стартовал с космодрома Цзюцюань на ракете-носителе «Великий поход 2F» («Чанчжэн-2F») и, совершив орбитальный полет, «успешно приземлялся в заданном месте посадки». Интересно, что первая миссия продолжалась всего 2 суток, а вторая – целых 276!
Никакой дополнительной информации о китайском крылатом космическом аппарате нет, однако, ветер подул уже в иную сторону.
Сегодня в Китае разрабатываются сразу несколько космических систем повторного использования, от лёгкого до сверхтяжёлого класса – и большинство с вертикальной посадкой многоразовых ступеней. Самым крупным считается проект многоразового варианта сверхтяжёлого носителя CZ-9 для осуществления экспедиции китайских космонавтов на Луну. На протяжении полутора десятилетий эта ракета, то появляясь в СМИ, то исчезая, имела облик, типичный для китайских – и не только – «супертяжей»: мощные стартовые бустеры числом от двух до четырёх, подвешенные вокруг крупногабаритного криогенного центрального блока, увенчанного криогенной же верхней ступенью. По такой схеме компоновалось большинство сверхтяжёлых носителей эры Space Shuttle.
Но в начале 2021 года китайцы показали совершенно новый CZ-9, поразительно напоминающий Starship, от американской компании SpaceX Илона Маска. Первая ступень – однозначно, многоразовая – оснащена модными решётчатыми рулями, а также двумя-тремя десятками двигателей средней тяги. Вторая ступень, скорее всего, одноразовая. Представители организации-разработчика – китайской Академией технологии ракет-носителей CALT – считают, что в таком виде ракета сможет вывести на низкую орбиту полторы сотни тонн – сопоставимо с тем же «Звездолетом» Маска.
Весной 2022 года Китайская корпорация аэрокосмической науки и техники CASC анонсировала многоразовые версии «полусупертяжа» CZ-10, задействованного в одной из схем лунной экспедиции. Первый вариант – ракета, по архитектуре напоминающая Falcon 9, способная доставить к китайской орбитальной станции 14-тонный перспективный пилотируемый корабль. Оригинальная особенность – отсутствие привычных уже посадочных опор – «ножек»; первая ступень после выведения и возвращения в атмосферу будет приземляться на посадочную платформу и подхватываться за крюки крестообразно натянутыми тросами. Вариант CZ-10 с двумя дополнительными боковыми ускорителями сможет доставлять на низкую орбиту (для стыковки с разгонным блоком и последующего полета к Луне) груз массой в 27 тонн (лунный пилотируемый перелётно-возвратный корабль или посадочный в беспилотном варианте).
Впрочем, облики CZ-9 и CZ-10 могут ещё сто раз поменяться, ведь пока даже неизвестно толком, по какой схеме будет проводиться китайская экспедиция на Луну.
Шанхайская академия космических технологий SAST, в свою очередь, проектирует серию частично многоразовых ракет-носителей различного класса, старт самой лёгкой намечен на 2024 год. Также изучается возможность оснащения элементами, обеспечивающими возвращение и повторное использование, таких «древних» ракет, как CZ-2, CZ-3 и CZ-4.
Несколько лет назад CALT представила изображение среднего носителя CZ-8R с многоразовой первой ступенью, всё с теми же «ножками» и решётчатыми рулями. Одновременно демонстрировался и многоразовый вариант лёгкого носителя CZ-6X, на первую ступень предполагалось поставить два посадочных двигателя. Увы, эти варианты больше не упоминается. Зато на арену вышли частные ракетные стартапы Китая.
Китайские ракетные стартапы берут числом
Китайские космические частники – их сейчас около дюжины – крайне любопытное явление. В отличие от западных коллег, они пользуются гораздо большей поддержкой государства, которое открыло им доступ в космическую отрасль в 2015 году.
Типичный ракетный частник в КНР, как правило, создаётся при участии команды ведущих технических специалистов государственных корпораций и затем привлекает средства венчурных фондов, таких как Sequoia Capital, China Matrix или Essencial Capital. И речь идёт о сотнях миллионов юаней (миллиардах рублей) за каждый раунд инвестиций! Кроме того, поддержку ракетным стартапам оказывают муниципальные и провинциальные власти, стремящиеся привлечь на свою территорию таланты в области высоких технологий и реализовать национальную политику, направленную на коммерческое использования космоса.
Часть стартапов начинает с небольших твердотопливных носителей, часть сразу создаёт жидкостные ракеты, но почти все, так или иначе, держат в голове планы по многоразовым жидкостным средствам выведения, ставшим своеобразным Святым Граалем современной космонавтики.
Например, частная компания «Тяньбин», также известная как Space Pioneer, основанная в 2015 году, пропустив стадию разработки твердотопливного носителя, сразу взялась за жидкостную трёхступенчатую ракету «Тяньлун-2» среднего класса грузоподъёмности. «Бумажная» стадия длилась два с половиной года: двигатели первой ступени разработала и произвела госкомпания – Шестая академия корпорации CASC, однако первый успешный пуск, состоявшийся в апреле 2023 года, задержала пандемия коронавируса.
«Космические пионеры» связывают будущее с семейством многоразовых носителей «Тяньлун-3». Базовая модель грузоподъёмностью в 15 тонн – прямой конкурент Falcon 9; тяжёлый вариант по компоновке и возможностям (68 тонн на низкой орбите) аналогичен Falcon Heavy. Третий носитель – система суборбитальных перелётов «из точки в точку», способная доставить 100 пассажиров или 30-тонный груз на расстояние до 14 000 км. Система полностью многоразовая: первая ступень возвращается к месту старта и совершает ракетодинамическую посадку, вторая – крылатая – планирует и садится на аэродром, как самолет.
Компания I-Space, основанная в 2016 году, уже в июле 2019 года осуществила успешный орбитальный пуск первой частной китайской ракеты «Гипербола-1» с твердотопливными двигателями. Сейчас фирма трудится над кислородно-метановой многоразовой лёгкой ракетой «Гипербола-2» для доставки на низкую орбиту двухтонного спутника. Огневые стендовые испытания двигателя начались ещё в 2022 году, а первый пуск многоразовой ракеты ожидается в 2024-м. Компания уже построила демонстратор первой ступени «Гипербола-2z» с вертикальным взлётом и посадкой.
Компания Land Space, основанная в 2015 году, прославилась как разработчик и оператор первой в мире метановой ракеты «Чжуцуе-2», достигшей орбиты. Это произошло со второй попытке (первая – неудачная – имела место в декабре 2022 года) в июле 2023 года. И хотя носитель одноразовый, идёт работа и над многоразовым вариантом.
Однако, возможно, первым китайским стартапом, осуществившим пуск первой многоразовой частной ракеты, станет Deep Blue Aerospace. Компания создаёт многоразовый жидкостный носитель лёгкого класса (чуть менее полутора тонн на низкую орбиту) «Небула-1», который должен совершить первый полёт в конце 2024 года. Стартап уже провёл успешные испытания демонстратора – «прыгуна» «Небула-М».
Ещё один претендент на первенство – частная компания Galactic Energy, основанная в 2018 году. Ей удалось в 2020 году запустить свою первую орбитальную твердотопливную ракету «Церера-1». Сейчас инженеры стартапа работают над частично многоразовым средним носителем «Паллада-1» с кислородно-керосиновыми двигателями собственной разработки, предназначенным для доставки на орбиту шеститонного груза. Первый пуск намечен на 2024 год.
Если всё пойдёт по плану, многоразовых ракет-носителей в Китае будет много, и самых разных. Вопрос – а нужно ли их столько? Маловероятно. Однако, судя по всему, в Поднебесной предпочитают подход «Пусть расцветают сто цветов», ведь хотя бы один проект выживет и пригодится!
