Европейское космическое агентство готовит ответ на американский Falcon 9 от SpaceX: ракетоноситель Arian 6

В 2024 году наконец состоялся успешный дебют европейской тяжёлой ракеты «Ариан-6». В ходе испытательного полёта ракета вывела на околоземную орбиту семнадцать полезных грузов и подтвердила возможность повторного запуска двигателя второй ступени. «Ариан-6» стала преемницей ракеты «Ариан-5», которая была снята с эксплуатации. Разработка новой ракетной системы заняла десять лет, при этом первоначальный запуск неоднократно откладывался с 2020 года. Первая ступень «Ариан-6» оснащена двигателем Vulcain 2.1, а вторая — двигателем Vinci. Оба двигателя функционируют на топливной паре «жидкий кислород — жидкий водород». В зависимости от модификации ракета может быть укомплектована двумя (A62) или четырьмя (A64) новыми твердотопливными ускорителями. Максимальная грузоподъёмность ракеты составляет до 11,5 тонн полезной нагрузки для геопереходной орбиты, до 21,6 тонн — на низкую опорную орбиту и до 8,5 тонн — на траекторию перехода к Луне.

Новейшая разработка европейской многоразовой ракеты-носителя Ariane Next с семью двигателями Prometheus на первой ступени (CNES)

Воспользуйтесь нашими услугами

«Ариан-6» призвана обеспечить Европе независимый доступ в космос. Однако, дебют этой ракеты сопровождается нарастающей критикой, утверждающей, что Ariane 6 не сможет конкурировать на международном рынке с Falcon 9 от SpaceX и будущим New Glenn от Blue Origin. Безусловно, Ariane 6 позиционируется как стратегический ресурс, гарантирующий Европе независимость от других стран при выведении грузов на орбиту. Однако следует помнить о коммерческом успехе Ariane 5, которая в течение последних двух десятилетий занимала лидирующую позицию на рынке. Несмотря на то, что все космические агентства и компании признают важность повторного использования элементов ракет-носителей, Ariane 6 представляет собой консервативный подход в быстро меняющейся отрасли. Поэтому Европа ведет разработку технологий для создания многоразовой пусковой установки, реализацию которой может стимулировать политическая поддержка.

Эта стратегия основана на использовании двигателя Prometheus («Прометей») на жидком кислороде/метане, который будет в десять раз дешевле, чем Vulcain, и будет использоваться в демонстраторе технологии Themis («Фемида»). «Фемида» постепенно превратилась из простого испытательного стенда двигателя «Прометей» в суборбитальную ракету, которая будет использоваться для проверки работы «Прометея» и методов вертикального спуска и посадки.

Не будем забывать, что Европейское космическое агентство (ESA), французское CNES и немецкое DLR готовят еще один демонстратор вертикальной посадки Callisto («Каллисто»), который изначально был связан с «Прометеем», но уже давно стал самостоятельным проектом. «Каллисто» будет построен в сотрудничестве с Японией и будет использовать жидкий водород и кислород, поэтому сходство с «Фемидой» ограничивается технологией вертикальной посадки.

Тем не менее, «Фемида» использует технологии, связанные со спуском и посадкой, разработанные для «Каллисто», но это будет гораздо более крупный прототип, 30 метров в высоту и 3,5 метра в диаметре, с тремя двигателями «Прометей» с тягой в тысячу килоньютон. «Фемида» отправится в небо с 130 тоннами топлива на борту из Французской Гвианы.

Европейский двигатель Methalox Prometheus (ArianeGroup).

Эволюция европейских пусковых установок (CNES).

Демонстрационный образец на жидком водороде и кислороде Callisto. Совместный проект Франции, Германии и Японии (CNES).

Несколько лет назад «Фемида» позиционировалась в качестве среднесрочной или долгосрочной цели, но CNES убеждает остальных европейских партнеров ускорить процесс, чтобы прототип смог совершить свой первый полет в 2022 году. В дополнение к испытаниям двигателя «Прометей» и для проверки вертикальной посадки «Фемида» должна протестировать новые технологии производства и запуска, которые снизят стоимость будущей многоразовой европейской пусковой установки вдвое по сравнению с Ariane 6, которая в свою очередь на 50 % дешевле чем Ariane 5. Эта будущая пусковая установка в настоящее время называется Ariane Next, хотя, если она будет одобрена министрами ЕКА, она вполне может называться Ariane 7.

До недавнего времени Ariane Next должна была использовать двигатель «Прометей», но не было очень ясно, до какой степени его можно будет использовать повторно. Тенденция последних месяцев такова, что Ariane Next станет ракетой с полностью многоразовой первой ступенью. Хотя эта конструкция может логически напоминать Falcon 9 от SpaceX, использование метана делает её больше похожим на New Glenn от Blue Origin, хотя она будет меньше в размерах. Кроме того, в недавних проектах CNES мы видели, что будет использовано семь двигателей «Прометей» тягой 1200 килоньютон на первой ступени, такое же количество двигателей, как и у New Glenn (также рассматривалась конструкция с девятью двигателями). На второй ступени будет один оптимизированный для вакуума двигатель «Прометей», как у Falcon 9, что сделает Ariane Next ракетой, которая будет использовать один тип топлива, чего Европа до сих пор избегала.

«Фемида». Демонстратор с 3 «Прометеями» (CNES).

Конструкция «Фемиды» (CNES).

График испытаний «Фемиды» (CNES).

Хотя окончательная конструкция еще далека от завершения, Ariane Next будет иметь длину 70 метров и стартовую массу около 790 тонн. В многоразовой версии сможет вывести 4,5 тонны на геопереходную орбиту (GTO), а в одноразовом режиме сможет вывести почти 7 тонн на GTO (Ariane 62 может 4,5 тонны на GTO, а Ariane 64 10,5 тонны). К 2040 году Европа мечтает о полностью многоразовой одноступенчатой пусковой установке, которая в настоящее время известна как Ariane Ultimate и которая перенесет технологию Ariane Next в другое измерение. Первоначально дебют Ariane Next планировался примерно в 2030 году, но многие считают, что к тому времени будет уже слишком поздно, поэтому давление с целью продвинуть его внедрение нарастает.

Даже если SpaceX не сможет произвести революцию в области запуска с помощью своего Starship, многие другие компании и агентства рассматривают возможность внедрения частично многоразовых пусковых установок в ближайшие несколько лет. Найдется ли место на рынке для Ariane Next, когда она наконец-то взлетит?