U poslednje vreme vreme privlače me neobični projekti u kosmonautici. Gledajući naprednost i aktuelnost ideja, količinu uloženog rada, truda i para, prosto je neverovato da su svi od reda stariji od pola veka. Nažalost, svima je zajedničko da su ostali nerealizovani, iako je velika većina prošla kroz brojna uspešna letna testiranja. Danas bih rekao neku reč o višenamenskom raketnom kosmoplovu sa posadom, kome za lansiranje nije trebala skupa raketa već je bio dovoljan i – avion! Radi se o sistemu koji je ušao u istoriju pod imenom MAKS.

m1

Pre više od četvrt stoleća, sovjetski inženjeri su obelodanili da rade na višenamenskom avio-kosmičkom sistemu koji je dobio ime po skraćenici MAKS (rus. Многоцелевaя авиациoнно-косми́ческая систeма, МАКС). Kao i svaki sistem, i ovaj je bio sastavljen iz elemenata, a to su ovog puta bili avion-nosač (Antonovljev An-225 'Mrija') i orbitni kosmički brod-raketoplan (kosmoplov[1]), žargonski nazivan orbitnim avionom. Orbitni kosmoplov je mogao da bude sa putnicima ili bespilotni. U prvom slučaju, planirano je da leti zajedno sa jednokratnim spoljnjim tankom za gorivo. U drugom, rezervoari sa gorivom i oksidatorom bili bi razmešteni unutar letilice. U jednoj od razrađivanih varijanti sistema, umesto višekratnog orbitnog kosmoplova razmišljalo se da poleti i jednokratni teretni raketni stepen sa kriogenim komponentama goriva.

m2
Višenamenski avio-kosmički sistem '9A-10485' (MAKS) iz 1994.
Verzija orbitnog kosmoplova sa posadom (ОС-П). Desno se vide konzole krila podignute za ugao od 53° (prilikom lansiranja i hiperzvučnog povratka u atvosferu) i spuštene za ugao od 95° (položaj pri manevrisanju pred sletanje i samo sletanje).

m3
Drugi stepen sistema MAKS
– kosmoplov sa pilotom i spoljnjim tankom za gorivo iz 1994. Konzole krila su prikazane u položaju za lansiranje pod uglom od 53°.

m4
Avio-kosmički kompleks MAKS, sa avionom-nosačem An-225 'Mrija'.

m5
Preseci i izgled osnovne varijante orbitnog kosmoplova ОС-П. Zelenim je označen teretni prostor.

ISTORIJA

Razrada projekta (pod delovodnim brojem 9A-10485) poverena je početkom osamdesetih godina naučno-proizvodnom preduzeću 'Molnija'[2] (rus. НПО 'Молния') pod rukovodstvom G.E. Lozinskog. Široj javnosti projekat je predstavljen koncem osamdesetih, a u nekim idealističkim situacijama implementacija projekta i probni letovi su mogli da se očekuju već 1988. godine.

Umesto prvog stepena obične rakete, u projektu je u tu svrhu upotrebljen teški avion An-225 'Mrija'[3], tačnije, njegova varijanta sa dva dodatna motora, An-325.

Drugi stepen je trebalo da se pojavi u tri varijante:

  • MAKС-ОС-П – osnovna varijanta sa orbitnim kosmoplovom (raketoplanom) sa posadom i sa jednokratnim odbacivim rezervoarom. Теžina – 8,3 tona; cena lansiranja – $9,0 mil.
  • МАКС-М – bespilotna transportna varijanta sa u potpunosti višekratnim orbitnim kosmoplovom (raketoplanom);
  • МАКС-Т – bespilotna transportna varijanta sa jednokratnim raketnim drugim stepenom. Теžina – 18 tona; cena lansiranja – $15,5 mil.

m6
Tri varijante MAKS-a.

m7
I Britanci su planirali da lansiraju svoj projekat HOTOL sa sovjetskog nosača.

U varijantama sa raketoplanom, korisni teret koji bi bio transportovan u nisku orbitu oko Zemlje iznosio bi 7 tona, a sa jednokratnim raketnim stepenom – 18 tona. Pri lansiranju, težina čitavog sistema iznosila je 275 tona.

Osnovna svrha višenamenskog sistema MAKS trebalo je da bude dopremanje tereta i posada na orbitu, a konkretno na orbitnu stanicu. MAKS je trebalo da se koristi (zato što nije strogo vezan za kosmodrome i mogao bi da poleti u bilo kom pravcu) za spašavanje posada kosmičkih objekata, za remontno-tehničke popravke, naučne eksperimente, organizovanje proizvodnje u orbiti, civilno i vojno izviđanje terena, ekološku i kosmičku kontrolu, itd.

Prilikom projektovanja novog sistema, korišćena su iskustva preduzeća 'Molnija' i rezultati radova na projektima o kojima trenutno ide serijal na sajtu, 'Spiral' (rus. 'Спираль') i eksperimentalnom orbitalnom raketoplanu 'BOR-4' (rus. 'БОР-4'), sem što se umesto huperzvučnog trebao da koristi običan avion-nosač, a umesto raketnog stepena koriste motori na samom orbitnom kosmoplovu.

Važno preimućstvo ovog sistema tzv. vazdušnog starta[4] predstavlja potpuna nepotrebnost bilo kakvog kosmodroma. Sistem zahteva samo obične aerodrome prve klase, opremljene neophodnim sredstvima za punjenje MAKS-a komponentama goriva, tehnikom za održavanje i opremom za upravljanje kosmičkim sistemima.

Među preimućstva projekta MAKS moglo bi uvrstiti i veću ekološku čistoću zbog primenjivanja manje toksičnog goriva u novom višerežimskom trokomponentnom motoru RD-701[5] (kerozin+vodonik+kiseonik).

m8 m9 m10

Možda je projekat star, ali mu niko ne može da porekne veliku eleganciju, daleko veću od spejs-šatlova.

m11

Idejni projekat MAKS-a je kompletiran 1988. i sadržavao je 220 fascikla, koje su svojim idejama popunili inženjeri 'Molnije' i oko 70 podizvođača i državnih instituta. Iako je projekat bio odobren, ipak je otkazan 1991. Do tada, NPO 'Molnija' je napravila umanjene gabaritno-težinske makete spoljnjeg rezervoara, kao i tehnološke makete kosmoplova. Testiran je i eksperimentalni motor sa 19 injektora potiska 9 tona. Izvršeno je preko 50 uključivanja motora u različitim režimima rada i glatkog prelaska iz jednog u drugi. Iako projekat nikad nije realizovan, on bi mogao biti odmah napravljen ako bi se našao investitor!

Tokom 1976-81. postalo je jasno da bi lansiranje 'Spirala' sa velikog transportera bilo moguće i mnogo jeftinije od prethodnog pristupa sa supersoničnim lanserom. Nadalje, videlo se i da bi manji orbitni kosmoplov imao mnoge prednosti u odnosu na šatl 'Buran' na kome se tada radilo. Bio bi okretniji, fleksibilniji za lansiranje, a mogao je da 'pokriva' raznovrsnije orbite, te samom tim da nosi raznovrsnije satelite i da vraća teret i opremu (do 4,6 tona) nazad na Zemlju.

Dizajn MAKS-a je bio superioran u odnosu na ranije sovjetske flertove na ovu temu, sistem '49' i 'Bizan'. Metod SSTO[6] je dozvoljavao da se tank za gorivo odbaci nakon lansiranja jer bi pao u okean, dok bi '49' sa zasebnim raketnim stepenima morao da vodi računa da se tačka lansiranja podesi da mesto pada I stepena bide nekih 2.000 km daleko. 'MAKS je takođe bio bolji sa tačke ponovnog korišćenja od 'Bizana'

Projekat 'MAKS' dobio zlatnu medalju i specijalnu nagradu premijera Belgije 1994. u Briselu na Međunarodnom sajmu pronalazaka, naučnih dostignuća i tehnoloških inovasija 'Eureka-94'.

m12
Neke od međunarodnih medalja i pohvala za projekat MAKS.

OBNOVA PROJEKTA

Izgledalo je da će projekat doživeti sudbinu hiljada drugih, dobrih ali zaboravljenih ideja, ali onda je došla 2012. godina. Novinari moskovskih novina RIA 'Novosti' su preko svojih izvora doznali da rusko aerokosmičko preduzeće NPO 'Molnija' i Eksperimentalni zavod mašinogradnje koji nosi ime slanvog konstruktora V.M. Mjasiščeva razmišljaju da po ugledu na svoje zapadnjačke partnere razviju jedan pouzdan sistem za suborbitne turističke letove i odnošenje na orbitu komercijalnih satelita.

Suborbitni aerokosmički sistemi razvijani su na bazi Mjasiščevljevih subsoničnih aviona-nosača – visinskog izviđačkog aviona M-55 'Геофизика'[7] i moćnog transportera 3M-T 'Atlanta', ranije korišćenog za vazdušni transport šatla 'Buran' i elemenata rakete 'Energija'. Prema zamisli inženjera, budući kosmoplov bi startovao sa aviona-nosača i bio ubrzan uz pomoć ubrzivača na čvrsto gorivo do brzine od 1.000-1.200 m/s (M=3), sve dok se ne bi popeo na visinu od 105...120 km.

Prema izveštajima specijalista, 'kosmički turisti bi mogli da osete bestežinsko stanje u trajanju od 3-5 minuta i da posmatraju Zemlju iz kosmosa. Posle ulaska u gušće slojeve atmosfere, kosmoplov bi na krilima manevrisao i spustio se horizontalno na jedan od planiranih aerodroma.' U zavisnosti od aviona-nosača broj putnika bi varirao od 4 do 14 ljudi. Predložena je takođe i varijanta vazdušnog starta za postavljanje u orbitu malih komercijalnih satelita. Po mišljenju stručnjaka, jedno od mogućih rešenja za ovaj zadatak je pakovanje korisnog tereta (satelita sa malim dodatnim stepenom) unutar putničkog otseka.

Projekat se, za razliku od 'Burana', zasnivao na financijskoj samoodrživosti. Prema računici, uložene pare bi se vratile za 1,5 godina, a sam projekat bi donosio 8,5 puta veću dobit. Ovaj sistem je i danas unikatan, i nijedan slični se ne razvija u svetu[8]. Sem toga, zbog korišćenja aviona kao nosača, MAKS je bio značajno jeftiniji (do 100 puta) od rakete koja bi nosila teret na nisku orbitu oko Zemlje. MAKS bi nosio satelite i opremu po ceni od recimo $1.000/kg; danas je prosečna cena oko $8.000-12.000/kg, a najjeftiniji je do skora bio 'Dnepr' za $3.500/kg. Do danas, za projekat je potrošeno oko $14 milijardi.

m13

Troškovi

Suma, $ млн.

Procenat

Upravljanje i obuka

0,774

8,60%

Rezervni delovi i komponente

1,308

14,53%

Priprema i održavanje

2,575

28,61%

Gorivo

0,339

3,77%

Spoljnji tank za gorivo

1,854

20,60%

Osiguranje

2,150

23,89%

UKUPNO:

9,000

100,00%

Troškovi komercijalnog lansiranja drugog stepena MAKS-a prema procenama iz 2010.

m14
Grafička distribucija troškova.

m15
Osnovne faze leta sistema MAKS
. Sem velikog tanka za gorivo, čitav sistem je mogao da se jako brzo ponovo natankuje i upotrebi – u orbitu za 2...6 sati! Avion-nosač je mogao da se uporedi ~1.000 puta, kosmoplov do 100 puta, a motori do 15 puta!

m16
Modifikacija TTO-1 za snabdevanje i opsluživanje orbitalnih stanica ili spasilačke operacije.

m17
Modifikacija TTO-2 za snabdevanje i opsluživanje bespilotnih (automatskih) orbitnih platformi.

m18
Modifikacija bespilotnog orbitnog kosmoplova (ОС-Б), opremljenog sistemom za automatsko sletanje.

Modifikacije

MAKС OС-П

MAKС-T

MAKС-M

Težina pri lansiranju, tona

620

620

620

Težina II stepena, tona

275

275

275

Težina kosmoplova, tona

27

-

-

Posada

2

-

-

Dimenzije teternog prostora:

Dužina, m

6,8 (8,7)

13

7

Prečnik, m

2,6 (3,0)

5

4,6

Masa tereta (tona) u orbiti H=200 km pod nagibom

I=51 stepeni

8,3 (9,5)

18

5,5

I=0 stepeni

-

19,5

7,0

Geostacionarna orbita

-

do to 5

-

Elementi (osnovna varijanta)

Po ocenama:

НПО 'Молния'

British Aerospace (BAe)

   Težina na uzletanju

275,00

 

   Masa odnešena na orbitu (i=51°, H=100 x 200 km)

37,72

 

   Težina orbitnog kosmoplova

26,90

 

   Težina spoljnjeg tanka goriva

10,82

11,99

   Оrbitni kosmoplov:

   

             коnstrukcija i termozaštita

6,37

6,71

             oprema

3,74

4,50

             motor i sistem napajanja

5,68

5,99

             težinska rezerva

0,96

1,20

             gorivo i gas

1,49

 

             posada

0,16

 

             korisni teret

8,50

6,80

             korisni teret u bespilotnoj varijanti

10,00

8,05

   Spoljnji tank za gorivo

   

             коnstrukcija

5,68

 

             оprema i sistem za napajanje goriva

2,08

 

             težinska rezerva

0,50

 

             neiskoričćeno gorivo

2,56

 

Težinski raspored MAKS-a u tonama.

m19 m20 m21

[1] U ruskoj terminologiji čest opisni termin letilice – oni ga zovu i 'kosmoplan', koja po pravilu predstavlja II stepen avio-kosmičkog sistema, koji se dizao u orbitu ne toliko snagom sopstvenih motora, koliko uz pomoć rakete-nosača, kao i raketnih stepeni-bustera, ili prvom stepenu avio-kosmičkog sistema sa krilima pri vertikalnom startu ili avionom-ubrzivačem pri horizontalnom startu.

  Prvi u istoriji kosmoplov je bio američki suborbitni hiperzvučni X-15 iz 60-ih, a pratili su ga projekti X-20 'Dyna-Soar' i sovjetski 'Spiral', a onda su uledili spejs-šatlovi i 'Buran', a danaj na tome rade i Kinezi, Indusi, Japanci i Ukrajinci...

[2] Jedno od najvećih aeronautičkih preduzeća u SSSR-u, osnovano 1976. u Moskvi. Osnovano je na bazi 3 konstruktorska biroa: 'Molnija', 'Burevesnik' i Eksperimentalnog zavoda mašinogradnje (pod rukovodstvom Gleba Lozino-Lozinskog do njegovog agažovanja na razvoju projekta 'Spiral'). Danas su u sastavu holdinga 'Tehnodinamika'.

  Ne treba ih mešati sa preduzećem istog imena iz grada Ufa, koji se bave proizvodnjom i modernizacijom elektronskih sistema (računara) za automatsko upravljanje letilica, ili sa ukrajinskim vojnim preduzećem 'Molnija'.

[3] Najveći avion na svetu. Konstruisan je radi transporta sovjetskog šatla 'Buran'. Njega su 1990. želeli i Britanci za lansiranje svoje kosmičke letilice HOTOL (Take Off and Landing Spacecraft).

[4] Mogućnost lansiranja rakete ili aviona sa vlike visine. Za podizanje na tu visinu može da posluži drugi avion ili vazdušni balon. Tom tehnikom je lansiran prvi hiperzvučni avion, američki X-1, a onda su i Francuzi to uradili sa svojim 'Leduc 0.21'. Danas to rade mnoge zemlje: Nemci ('Zenger-2'), Japanci (ASSTS), Kinezi ('Šenlong'), Kazahstanci ('Išim'), Ukrajinci ('Svitjaz' i 'Libid'), Rusi ('Burlak') itd.

[5] Prema idejnom projektu, MAKS je imao 3 Kuznjecovljeva motora NK-45 potiska po 90 tona. Prebacivanje na RD-701 je omogućavao veću nosivost.

  Bili su to vrhunski dvokomorni motor 'Energomaša', sa tečnim kiseonikom kao oksidatorom i kerozinom ili vodonikom kao gorivom. Kombinacija kiseonik+vodonik je trebalo da bude korišćena u vakuumu, gde bi spec. impuls trebao da bude maksimalan. Pritisak u glavnoj komori je bio 300 bara, što je do 2009. bio svetski rekord među 'tečnjacima'. Imao je prečnik 2,4 m i težinu 3,8 tona.

[6] Metod Single-stage-to-orbit (SSTO) omogućava da letilica stigne u orbitu a da usput ne mora da odbaci nijedan deo ili stepen. Zbog velike Zemljine gravitacije i gustine atmosfere, ovaj metod je jako težak sa klasičnim hemijskim motorima.

[7] Pošto su Amerikanci špijunirali Kineze i Sovjete interkontinentalnim strato-balonima puštanim niz vetar, Rusi su napravili avione koji su ih obarali. Od jednog od njih je nastao i jednosed M-55 iz 1988. Nosilac je 15 svetskih rekorda u svojoj klasi od kojih nijedan do danas nije oboren.

[8] Ruski inženjeri su planirali da godišnje izvode oko 30 lansiranja. Zajedno sa avioonom, svako lansiranje bi koštalo $12,8-9,0 miliona.

Draško Dragović
Author: Draško Dragović
Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi:


Komentari   

drago
+1 #2 drago 06-03-2018 19:44
Da Miki, u pravu si 101%. Ni meni baš nije jasno, jer je baš recimo MAKS zreo za korišćenje I to odmah. Ja ne znam odgovor, ali po logici kao što svi putevi vode za Rim taki I svi problem u kosmos su vezani za $$$. Što je najgore, nije stvar direktno u lovi već ko ćee da je troši! Lobiji. Mask ima užasno jak lobi I u Pentagonu I Senatu tako da je I NASA izgubila neke poslove - kako se to radi ne pitaj mene.
Ovi sistemi o kojoima pričamo su rođeni za saradanju 2 zemlje - jedan da aeroplan, a drugi napravi tank, a treći letilicu - ali odmah neko grakne I to izsabtira!!!
Evo sad pišem o saradnji Kine I Rusa u kosmosu, ali su se odmah pobunili Indusi I Ameri I počeli da pritiskaju I ucenjuju.

U svakom slučaju pitanjce je na mestu I pametno.
Hvala. Javi se
Drago
Prijavi administratoru
Miki
+2 #1 Miki 06-03-2018 13:09
Zanimljivo je da iako su ga svi pravili, ni jedan sistem od tih raketoplana nije razvijen do kraja, i nijedan nije zaživeo (sem ne baš potpuno uspešnog spejs šatla (koji se ispao preskup, iako je bio najvećim delom reusable)).

Iz nekog razloga, svi su odustali od ovakvih koncepcija, i dan danas, svi se nešto " igraju" i probaju, a niko ne najavljuje da ozbiljno radi na bilo čemu sličnom ovim raketoplanima.

Iako u svim ovim predračunaskim obećanjima, kažu da će to biti višestruko jeftinije kg/$ od svih dosadašnjih sistema, i da ne postoji ništa superiornije od toga, niko da predstavi konačan i upotrebljiv sistem.

Ima li nekih informacija, zašto je to tako? Da li su ovakvi višenamenski sitemi ipak nerealni, nešto je prećutano ili zaboravljeno u proračunima, ima nekih tehničkih problema kojima još ne vide rešenje.... ?!?

Zbog čega niko, ni novi igrači tipa SpaceX ne spominju ovakve reuse sisteme sa horizontalnim poletanjima? Gde je začkolica?
Prijavi administratoru

Dodaj komentar


Sigurnosni kod
Osveži