Количество проектов космических ракет, использующих многоразовые ступени с метановыми двигателями, продолжает расти. Американская компания Blue Origin совершила первый запуск ракеты-носителя New Glenn, чья первая ступень использует СПГ в качестве топлива.

LNGnews.RU, 16 января 2025г. – 16 января 2025 года в 2:03 EST компания Blue Origin, основанная в 2000 году американским бизнесменом Джеффом Безосом, совершила исторический первый запуск ракеты-носителя New Glenn с выводом полезной нагрузки на орбиту.

Хотя основная цель миссии NG-1 была достигнута – ракета успешно вывела на орбиту экспериментальный аппарат Blue Ring Pathfinder – первая ступень, получившая название “So You’re Telling Me There’s a Chance”, была потеряна во время спуска. По предварительным данным, потеря ступени произошла на финальном этапе снижения при попытке посадки на баржу.

Справка LNgnews.RU
Основные характеристики СПГ ракеты New Glenn:
– Высота: 98 м
– Диаметр: 7 м
– Первый полёт: 16 января 2025
– Грузоподъёмность при выходе на низкую околоземную орбиту: 45 т
– Грузоподъёмность при выходе на геопереходную орбиту: 7+ т
Характеристики первой ступени:
– Высота: 57 м
– Двигатели: 7 × BE-4
– Топливо: метан + кислород
– Суммарная тяга: 1700+ т
– Многоразовость: до 25 полётов
Характеристики первой ступени:
– Двигатели: 2 × BE-3U
– Топливо: водород + LOX
– Суммарная тяга: 145 т
– Удельный импульс: 445 с

Blue Ring Pathfinder представляет собой прототип многоцелевого орбитального буксира, предназначенного для обслуживания спутников на различных орбитах. В его задачи входит отработка технологий дозаправки, изменения орбиты и обслуживания космических аппаратов. Успешное развертывание этого аппарата открывает путь к созданию полноценной орбитальной инфраструктуры обслуживания, что критически важно для будущих лунных миссий Blue Origin в рамках программы Artemis и развертывания спутниковых группировок для таких клиентов как Amazon’s Project Kuiper и AST SpaceMobile.

Этот результат, хотя и не идеальный, соответствует опыту других компаний в освоении технологии возвращаемых ступеней – достаточно вспомнить первые попытки посадок Falcon 9.

В современной космической индустрии наблюдается значительный сдвиг в сторону использования сжиженного природного газа (СПГ) в качестве ракетного топлива. Этот тренд подтверждается разработкой компанией Blue Origin двигателя BE-4, способного развивать тягу более 240 тонн при использовании метан-кислородной топливной пары.

Стоит напомнить преимущества метана как ракетного топлива. Его технические достоинства включают:
– Более высокий удельный импульс по сравнению с керосином;
– Отсутствие образования сажи в камере сгорания, что важно при многократном использовании ракетных двигателей;
– Значительно упрощённое техническое обслуживание;
– Возможность многократного использования, как заявляется компанией Blue Origin – до 25 полётов без капитального ремонта;
– Более высокая плотность по сравнению с водородом
– Меньшие требования к температурному режиму по сравнению с водородом
– Экономическая эффективность при многоразовом использовании

Однако во второй ступени, которая функционирует за пределами атмосферы, компания Blue Origin использует двигатели на водороде. Это связано с тем, что водород имеет более высокий показатель максимального удельного импульса (445 секунд в вакууме) и, соответственно обеспечивает высокую эффективность в космическом пространстве

Однако водород обладает и серьезные недостатки:
– Крайне низкая плотность
– Проникновение через материалы конструкции
– Водородное охрупчивание металлов
– Сложность в хранении и транспортировке
– Высокие требования к криогенным системам

Поэтому в компании Blue Origin сочли, что для первой ступени СПГ – оптимальный компромисс:
– Средний показатель удельного импульса между керосином и водородом
– Более высокая плотность чем у водорода
– Отсутствие проблем с материалами конструкции
– Простота в обслуживании и эксплуатации

На примере ракеты New Glenn демонстрируется оптимальное использование разных видов топлива:
– Первая ступень: метан-кислородные двигатели BE-4 для эффективного старта и возможности многоразового использования
– Вторая ступень: водород-кислородные двигатели BE-3U для максимальной эффективности в космосе

Развитие метановых двигателей открывает новые возможности для космической индустрии:
– Снижение стоимости запусков через многоразовое использование
– Упрощение логистики и наземной инфраструктуры
– Повышение надёжности и безопасности пусков
– Развитие технологий для будущих межпланетных миссий

В заключение необходимо отметить, что в последние годы наблюдается активное развитие ракет на метановых двигателях. В мировой прессе, освещая события в этой сфере используют термин «метановая гонка».

Первое место в гонке за первый вывод на орбиту полезной нагрузки с помощью ракеты-носителя, оснащенной метановыми двигателями, завоевала частная китайская компания LandSpace еще в 2023 году (подробности в материале «Китайская Zhuque-2 побеждает в гонках метановых ракет». LNGnews.RU, 12.07.2023г.). Вторым стал проект американской компании United Launch Alliance (СП Boeing и Lockheed Martin) с ракетой, состоящей из первой ступени Vulcan и второй ступени Centaur. Теперь на третье место взобралась компания Blue Origin. Что касается проекта SpaceX, первый орбитальный полет, скорее всего, произойдет в 2025 году.

В таблице ниже приведен статус метановой космической гонки по состоянию на январь 2025 года.

Наименование ракеты-носителя	Компания	Год первого пробного полета	Тяга, тонн силы	Полезная нагрузка на низкую орбиту, тонн	Год первого вывода груза на орбиту
Чжуцюэ-2 (Zhuque-2, ZQ-2)	LandSpace, Китай	2022 (закончился неудачно)	270	6,0	2023
Terran 1	Relativity Space, США	2023 (закончился неудачно)	94	1,25	Проект закрыт
Vulcan (Centaur)	United Launch Alliance (ULA), США	2024	498	27,2	2024
New Glenn	Blue Origin, США	2025	1700	45	2025, 16 января
Super Heavy (Starship)	SpaceX, США	2023	7590	150	2025 (план)
Zhongguo hang tian (предварительное название)	Шанхайская академия космических технологий, Китай	2024	210	6,5	2025 (план)
Zero	Interstellar Technologies, Япония	2025 (план)	117	0,8	2025 (план)

К сожалению, проект российской ракеты-носителя Амур СПГ, пока никак не может поучаствовать в этой гонке. Ожидается, что технический проект будет полностью готов к середине 2025 года, после чего начнутся опытно-конструкторские работы, а первый пуск возможен не ране 2030 года.

Следить за развитием проекта российской многоразовой метановой ракеты можно на портале LNGnews.RU, читая расширенную подборку новостей под меткой Амур-СПГ.

В заключение можно отметить тот интересный факт, что первенство в развитии современных космических систем в части метановых двигателей и ракет держат частные, а не государственные компании. И кто знает, возможно уже в ближайшие годы СПГ в качестве космического топлива обгонит по уровню потребления СПГ как топлива на автотранспорте.

С главными новостями, касающиеся этой темы, можно ознакомиться на портале LNGnews.RU, читая расширенную подборку под меткой Космос.

Автор: Сергей Леонтьев

---