Компания «Лин Индастриал» (резидент космического кластера Фонда «Сколково») договорилась о сотрудничестве с Московским авиационным институтом. Соглашение предусматривает совместное создание двигателя для сверхлегкой ракеты-носителя «Таймыр», которая может отправиться в тестовый полет менее чем через год. Со временем «Лин Индастриал» рассчитывает превратиться в своего рода «космического лоу-костера»: потребитель задешево получает необходимый минимум услуг, не переплачивая за избыточные опции
Речь идет о создании сверхлегкого носителя, который способен выводить нано- и микроаппараты за сравнительно небольшие деньги и за короткое время. Причем, что важно, сборку таких ракет можно наладить на обычном машиностроительном предприятии после его соответствующей подготовки, рассказал sk.ru Александр Ильин, генеральный конструктор «Лин Индастриал». По его словам, в развертывании производства на своих площадях заинтересованы несколько производственных предприятий.
«Таймыр» - это развитие проекта «Адлер», с которым команда «Лин Индастриал» летом этого года вошла в число резидентов «Сколково». Цель проекта «Адлер» - разработка и изготовление двухступенчатой ракеты-носителя (РН) космического назначения легкого класса с полезной нагрузкой до 700 килограммов (второй вариант предусматривает нагрузку до 1 тысячи килограммов) на экологически безопасных топливных компонентах. Создание таких ракет отражает очевидную тенденцию последнего десятилетия - переход от тяжелых спутников массой несколько тонн к аппаратам микро- и нанокласса. Миниатюризация спутниковых платформ - явление повсеместное. В создании микро-, мини- и наноаппаратов участвует как бизнес, частный и государственный, так и учебные заведения. В этом направлении в России активны «Даурия Аэроспейс», партнер «Сколково», и «Спутникс», резидент Фонда.
Модель сверхлегкой ракеты "Алдан" разработки "Лин Индастриал".
«Проект «Адлер» получил положительную экспертную оценку Фонда «Сколково», что позволило нашей компании стать резидентом кластера космических технологий и телекоммуникаций. Оценив рынок и использовав данные одной из консалтинговых компаний, мы пришли к выводу, что необходимо и дальше снижать грузоподъемность и, следовательно, стоимость ракеты. В рамках наших новых проектов («Таймыр» - один из них) мы нацелились на создание ракеты не просто легкого, а сверхлегкого класса», - сообщил Ильин.
Грузоподъемность модификаций «Таймыра» составит от 5 до 100 килограммов на низкой околоземной орбите. Найдет ли компания заказчика на вывод груза всего в 5 килограммов? Генеральный конструктор «Лин Индастриал» считает, что да. Основной в линейке будет ракета с полезной нагрузкой 100 килограммов. Она подходит, в том числе, для «Спутникса» и «Даурии», с которыми компания «Лин Индастриал» ведет предварительные переговоры и у которых, по словам Ильина, нашла поддержку своим идеям.
«Впрочем, мы не ограничиваемся двумя этими российскими космическими частниками, - продолжает Александр Ильин. - Большой интерес к нашей работе проявляют академические институты, в частности Институт космических исследований, Московский государственный университет, МАИ. Научным организациям важно иметь возможность быстро и дешево доставлять приборы на околоземную орбиту. Поэтому в числе своих заказчиков мы видим институты и университеты, которые смогут запускать на «Таймырах», например, студенческие аппараты. В процессе компоновки и конструкторской проработки мы пришли к выводу, что можем предложить потенциальным заказчикам комплексное решение, в рамках которого могут быть созданы носители под 5-килограммовые нагрузки, состоящие из одного блока «Таймыра» и дополнительно небольшой твердотопливной ступени. Почему бы не воспользоваться этим и не предложить клиенту запуск легкого аппарата за адекватные деньги?» Перспективным направлением в «Лин Индастриал» считают развертывание спутниковых систем, состоящих из микроаппаратов: «Надеемся, что нашими услугами воспользуются не только российские, но и иностранные компании».
Снизить стоимость создания и эксплуатации ракеты команда сколковского стартапа рассчитывает благодаря комбинации трех факторов. Это применение вытеснительной подачи топлива, системы управления собственной разработки и, наконец, некриогенных топливных компонентов.
«Ракетный двигатель – очень сложная конструкция: в агрегате размером с бутылку заключена мощность целой электростанции. Прибавьте к этому высокую внутреннюю температуру (тысячи градусов) и давление (десятки атмосфер). В двигатель надо подать топливо при давлении большем, чем в камере сгорания, - продолжает генконструктор «Лин Индастриал». - На «больших» ракетах для этого используется турбонасосный агрегат (ТНА): турбина, работающая на компонентах ракетного топлива, вращает насос. Этот узел технологически сложнее камеры сгорания, требует для отработки гораздо большего объёма испытаний, и, в результате, его стоимость может составлять до ¾ от стоимости двигательной установки. Кстати, по статистик, ¾ отказов тоже приходятся на ТНА. В предлагаемой нами вытеснительной системе топливо попадает в двигатель буквально самотеком, за счет того, что в баках давление выше, чем в камере сгорания. Конечно, баки должны выдерживать такое давление, и здесь мы планируем воспользоваться произошедшим в последние годы прорывом в области создания композитных материалов». Отказ от использования турбонасосного агрегата на ракете позволит уменьшить стоимость двигательной установки как минимум в 2 раза, подсчитали в «Лин Индастриал».
Александр Ильин во время тренировки внекорабельной деятельности на базе Марсианского общества в Юте, США. Фото из личного альбома.
Второй важный компонент экономии – предлагаемая сколковским стартапом система управления ракеты-носителя. По словам Ильина, на многих эксплуатируемых аппаратах используются системы управления разработок ещё 1980-х годов, с соответствующей элементной базой. Эти системы надежны, проверены временем, выполняют свои функции. Однако для компактной сверхлёгкой ракеты, предназначенной для доставки на орбиту микроаппаратов и наноспутников, подобная система управления может оказаться избыточной. Многим заказчикам важно, чтобы наноспутник просто оказался на орбите, и их вполне устраивает разброс в несколько десятков километров. «Снизив точность выведения, мы можем уменьшить требования к элементной базе и к сложности системы управления. Стоимость нашей системы управления примерно 10 раз меньше, чем у более точных - и более сложных - систем. Многие предлагаемые нами решения будут патентоваться и являются коммерческой тайной».
Что касается топливных компонентов, то Ильин признает: предложение «Лин Индастриал» использовать «коктейль» из керосина и перекиси водорода, а не традиционного окислителя, жидкого кислорода, может показаться довольно экзотичным. Но рецепт топливной смеси подчинен все той же логике максимального удешевления создания и эксплуатации ракеты-носителя, пусть даже в ущерб некоторым функциональным характеристикам. «Отказываясь от криогенного компонента, жидкого кислорода, в пользу перекиси водорода, мы упрощаем и конструкцию ракеты (топливная пара перекись водорода-керосин имеет самую высокую плотность, что позволяет сделать ракету более компактной), и хранение окислителя, а также избавляемся от проблем, связанных с появлением льда на конструкциях ракеты и выкипанием кислорода. При этом мы осознаем, что перекись - тоже капризный компонент, требующий особого подхода к транспортировке и хранению». Немаловажный момент: смесь керосина и перекиси водорода экологически безопасна. «При соблюдении определенных мер предосторожности она может применяться без ущерба для окружающей среды и специалистов, которые занимаются подготовкой ракет», - уверяет собеседник sk.ru.
Одна из возможных производственных площадок для легких ракет – Калибровский завод в Одинцово. По словам Александра Ильина, представители этого подмосковного предприятия проявили большой интерес к проекту и готовы предоставить помещения и оборудование для производства ракеты «Таймыр». Пока прототипы изготавливают в ангарах Русского воздухоплавательного общества.
Проектом создания ракеты-носителя эконом-класса и двигателя на перекиси водорода в «Лин Индастриал» занялись не вдруг. «Более 10-ти лет назад в Москве собралась команда энтузиастов, которая стала называться «Новый МосГИРД» (Московская группа изучения реактивного движения). Такое наименование она получила в честь знаменитого коллектива 1930-ых годов, участником которого был и Сергей Королёв. Группа ставила перед собой амбициозную задачу запуска частного орбитального носителя к 2007-му году. Однако дефицит опыта, непростая экономическая ситуация и отсутствие таких инновационных центров, как «Сколково», привели к тому, что единственным практическим результатом деятельности команды стало создание небольшого однокомпонентного двигателя на перекиси водорода, подобного тем, что используются в системе управления спуском космического корабля «Союз». Во время испытаний двигатель не подтвердил своих характеристик, а на создание нового мотора у команды просто не было ресурсов.
При этом у команды было множество теоретических наработок в области недорогих орбитальных носителей и систем управления для них», - рассказывает Александр Ильин. Многие участники МосГИРД сейчас работают в «Лин Индастриал». В команде стартапа также - выпускники МГТУ, консультантами компании являются эксперты космической отрасли с многолетним опытом работы. «Так получилось, что наши инженеры когда-то работали в ГКНПЦ им. Хруничева. Контакты в отрасли самые тесные, мы находимся в процессе подписания договора с РКК «Энергия». Соглашение касается не легких ракет, а другого нашего проекта - разработки лунной инфраструктуры. Также нашими партнерами являются фирма W.E.A.S. Robotics, состоящая почти полностью из профессиональных планетоходчиков и разработчиков робототехники».
Что до двигателя на перекиси водорода и керосине, то его стендовые испытания в «Лин Индастриал» рассчитывают провести уже будущей весной. «Это будет возможно при достаточном финансировании со стороны спонсоров, инвесторов и, возможно, Фонда «Сколково», - оговаривается Ильин. Параллельно с изготовлением двигателя в МАИ будет вестись конструкторская проработка ракеты - прототипа «Таймыра» - и ее изготовление. По словам Александра Ильина, команда не хотела бы затягивать данный этап, в ее планах - пуск летом 2015-го года: «Сотрудники 202-ой кафедры МАИ, «Ракетные двигатели», с которой мы взаимодействуем, являются профессионалами. Они адекватно планируют сроки и этапы работ, согласовывая требования с нами. Дальнейшие работы с МАИ лежат в области изготовление основного маршевого двигателя ракеты «Таймыр», орбитального носителя.
Для МАИ сотрудничество со стартапом, как представляется Александру Ильину, привлекательно в первую очередь переводом фундаментальной науки в практическую плоскость: «Появляется реальная ракета, на которой можно протестировать разработанный на базе института при нашем непосредственном участии двигатель. Причем этот процесс происходит в сжатые сроки. Очевидно, что МАИ заинтересован в проверке своих двигателей в реальных полетах и совместной с нами выработке технического задания на двигатель. В данном случае мы выступаем в роле заказчика и разъясняем запросы отрасли на ближайшую перспективу. Как следствие, учебный процесс ориентирован на получение вполне конкретных знаний, направленных на создание реальных изделий. Возможно, мы договоримся с МАИ о стажировке студентов у нас. Со временем мы планируем трудоустраивать у нас выпускников института».
МАИ стал научным партером Лин Инадстриал неслучайно. В команде стартапа – несколько выпускников этого вуза. Александр Ильин в детстве занимался в кружке космонавтики во Дворце пионеров на Воробьевых горах. «Кроме меня в этот кружок больше никто не записался, и моим личным преподавателем оказался Владимир Игоревич Зернов, доцент 6-й кафедры МАИ «Космические системы и ракетостроение». Он учил меня, школьника, на протяжении двух лет, и заразил этой темой».
Кроме Московского авиационного института «Лин Индастриал» взаимодействует с МГУ (с Институтом математических исследований сложных систем МГУ подписан договор, предполагающий использование данных проекта «Луна Семь», реализуемого стартапом, для трехмерной визуальной и динамической имитации доставки космического модуля на лунную поверхность и движения на поверхности Луны). Возможно начало сотрудничества с кафедрой специального машиностроения МГТУ им. Баумана.