Головная научная организация ракетно-космической отрасли - ФГУП "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ЦНИИмаш) - не поддержала проект самарского РКЦ "Прогресс" по строительству масштабного ракетно-космического комплекса с метановыми двигателями на космодроме Восточный, пишут "Известия". Тем не менее работы по метановой тематике ЦНИИмаш предлагает продолжить, создавая двигатели со сжиженным природным газом (СПГ) для ракеты сверхлегкого класса.

"В 2014 г. самарский РКЦ "Прогресс" разработал аванпроект "Космический ракетный комплекс сверхтяжелого класса", в котором рассматривался вариант двухступенчатой ракеты-носителя (РН) грузоподъемностью на уровне 90 т, использующей СПГ и жидкий кислород в качестве компонентов топлива на обеих ступенях, - рассказали изданию в пресс-службе ЦНИИмаша. - Из ракетных блоков первой ступени диаметром 3,6 м предполагалась возможность создания семейства с РН-лидером "Союз-5" среднего класса".

В отзыве на самарский аванпроект ФГУП ЦНИИмаш отмечено, что применение нового компонента топлива СПГ потребует "создания на космодроме Восточный дополнительной инфраструктуры, ориентированной на крупномасштабное производство и хранение данного вида криогенного топлива, а также сертификацию СПГ (с содержанием метана не менее 98%) как нового компонента топлива для ракетно-космической отрасли".

В итоге на Восточном метановый ракетный комплекс строить не планируют - там проектируют стартовую позицию для носителей "Ангара" с кислород-керосиновыми двигателями и в перспективе - с верхней водородной ступенью (для пилотируемого комплекса).

Но идея метанового двигателя не отвергнута: в ЦНИИмаше рассчитывают на продолжение разработок в двух направлениях.

"В рамках действующей Федеральной космической программы (ФКП) в научно-исследовательской работе (НИР) "Авангард" планируется  разработка системного проекта по космическому ракетному комплексу (КРК) с ракетой среднего класса нового поколения на кислородно-керосиновом топливе, где в качестве альтернативного варианта может быть рассмотрено и метановое топливо, - заявили в ЦНИИмаше. - Эти системные исследования планируется проводить в 2017 г. с привлечением ведущих КБ отрасли: РКЦ "Прогресс", РКК "Энергия", ГКНПЦ им. М.В.Хруничева, ГРЦ им. академика В.П.Макеева. По результатом исследований будет разработан проект тактико-технического задания на создание КРК с носителем среднего класса нового поколения в части разработки в 2018 г. эскизного проекта в обеспечение опытно-конструкторской работы "Феникс".

В целом в руководстве ЦНИИмаша считают целесообразным начать внедрение и отработку нового экологически безопасного компонента топлива - СПГ с создания ракеты-носителя сверхлегкого класса.

"В ФКП в рамках НИР "Авангард" ("Флагман") запланирован выпуск системного проекта по такому типу носителя", - подчеркивают в пресс-службе предприятия.
Возможность использования метана в качестве ракетного топлива изучалась еще в СССР. В России тема метановых двигателей прорабатывалась химкинским НПО "Энергомаш", воронежским Конструкторским бюро химавтоматики и самарским ЦСКБ "Прогресс". В 2012 г. в НПО "Энергомаш" прошел научно-технический совет по созданию ракетного двигателя, работающего на природном газе, где было предложено начать разработку однокамерного двигателя тягой в 200 т на топливе "жидкий кислород - сжиженный метан".

РКЦ "Прогресс" представило свое видение метановой ракеты будущего, подчеркивая, что предлагаемое горючее по сравнению с керосином обладает более широкой сырьевой базой и низкой стоимостью. Это является важным моментом, учитывая срок создания и планируемый период эксплуатации комплекса, а также возможные (прогнозируемые) проблемы производства керосина через 30–50 лет.

В РКЦ уже ощущают проблемы производства ракетного керосина. Ракеты "Союз", которые делают в Самаре, сейчас летают на искусственно созданном топливе, потому что изначально для создания керосина для этих ракет использовались только определенные сорта нефти из конкретных скважин. В основном это нефть Анастасиевско-Троицкого месторождения в Краснодарском крае. Но нефтяные скважины истощаются, и ныне используемый керосин является смешением композиций, которые добываются из нескольких скважин. По оценкам экспертов, проблема дефицита здесь будет только усугубляться.

В РКЦ "Прогресс" посчитали, что использование двигателей на СПГ позволит "обеспечить относительно низкую стоимость пуска (в 1,5-2 раза ниже, чем на керосиновых двигателях), высокую экологичность, более высокие удельные характеристики, единый тип двигателя и топлива "СПГ + жидкий кислород", что значительно упростит наземную инфраструктуру".

Главный конструктор НПО "Энергомаш" Владимир Чванов ранее заявлял "Известиям", что с конструкционной точки зрения метан привлекателен при создании многоразовых носителей.

"Чтобы освободить полости двигателя, нужно только пройти цикл испарения - то есть двигатель легче освобождается от остатков продуктов, - пояснял Чванов. - За счет этого метановое топливо более приемлемо с точки зрения создания двигателя многоразового использования и летательного аппарата многоразового применения. В то же время удельный импульс у двигателя на СПГ высокий, но это преимущество нивелируется тем, что у метанового топлива меньшая плотность, поэтому в сумме получается незначительное энергетическое преимущество".

Метановый двигатель упоминают применительно к полетам на Марс: считается, что марсианскую ракету есть смысл комплектовать метановым двигателем, так как метан можно синтезировать из воды и двуокиси углерода из атмосферы Марса.