Ракета-носитель OTRAG: дешевая альтернатива космическим гигантам

Принято считать, что космос это сложно и дорого, а такой “бизнес” как ракетостроение – удел государств или как минимум сказочно богатых миллионеров. Однако в истории ракетостроения был и такой проект ракеты-носителя, который отталкивался ровно от обратно. Ракета OTRAG была: во-первых, дешевой, во-вторых, буквально примитивно простой, а в третьих – целиком частной. И знаете что? У её создателей все практически получилось.

История ракеты OTRAG – самой дешевой ракеты-носителя

История ракеты OTRAG началась в 1971 году. Немецкое правительство объявило конкурс на создание космической ракеты нового поколения для вывода на низкую орбиту Земли полезных грузов. Среди прочих, свой проект предложил и предприниматель из Штутгарта, Лутц Кайзер с проектом впоследствии носившим название Orbital Transport und Raketen (OTRAG).

Ракета строилась по модели Big Dumb Booster (BDB), т.е., самым приближенным русским переводом этого понятия было бы – “носитель простой как валенок”. Проработанностью и простотой, проект ракеты OTRAG действительно подкупал, поэтому Лутц Кайзер стал одним из финалистов конкурса, получил грант в размере 250 тыс. немецких марок и приступил к воплощению замысла в жизнь.

Примерно так должна была выглядеть ракета-носитель OTRAG по задумке автора.

Первым делом Кайзер начал с оптимизации и упрощения, что практически без затрат уже на старте позволяло добиться 10-20% экономии по сравнению с существующими образцами ракет.

В качестве топлива для OTRAG служили мазут и азотная кислота. Первая ступень ракеты состояла из 6 модулей, в каждом из которых было по 36 двигателей. Вторая ступень состояла из одного 36-двигательного модуля. Однако это были лишь первые наброски, которые легли в основу будущей ракеты.

Кайзер считал, что процесс производства и эксплуатации уже существующих ракет крайне не оптимизирован. Для решения этой проблемы он выдвинул следующие принципы:

1. Сокращение затрат за счет имеющихся на рынке технологий (например, изготовление баков для топлива из обычных стальных труб промысленного изготовления).
2. Сокращения затрат на разработку двигателей за счет использования небольших простых конструкций, вместо более мощных и естественно более сложных и дорогих двигателей.
3. Сокращение издержек производства за счет упрощения технологии и внедрения принципов серийного производства, применяемых в автомобильной промышленности.
4. Сокращение затрат на эксплуатацию за счет использования недорогих топливных компонентов.

При этом не надо считать Лутца Кайзера этаким сумасшедшим изобретателем – в его разработку суммарно вложился частный консорциум из 6 сотен европейских инвесторов, а научным консультантом проекта был сам Вернер фон Браун, к тому времени давно уже обитавший в США. Короче говоря – OTRAG в то время серьезно рассматривался как альтернатива “общеевропейской” ракете-носителю «Ариан».

Однако в 1974 году германское правительство уступает давлению общественности и решает сконцентрировать свои силы в одном направлении – разработке ракеты «Ариан».

Конструкция ракеты OTRAG

Ракета-носитель OTRAG представляла собой конструкцию, совершенно отличную от обычных многоступенчатых ракет – в основе OTRAG лежал принцип полностью модульной конструкции.

Ракеты этого типа предназначались для выведения на геостационарную орбиту грузов массой до двух тонн (на период 1970-х г.г., обычный вес спутника связи, например). В дальнейшем планировалось увеличить грузоподъемность ракеты до десяти тонн и более, с использованием нескольких ступеней одинаковой конструкции.

Сама ракета представляла собой связку унифицированных модулей, каждый из которых являлся, по сути, отрезком стальной трубы диаметром 27 мм, заполненный либо топливом (керосин) либо окислителем (азотная кислота) под давлением до 40 бар. Система подачи топлива была вытеснительной. Во время работы, давление в баках падало с 40 до 15 бар.

Ракета-носитель OTRAG построена по модульному принципу – каждая ракета собирается из одинаковых модулей под конкретную задачу

Ракета оснащалась двигателями со средней тягой около 3 тс. Каждый двигатель имел диаметр 27 мм и длину 1 м. Из метра длины 60 см приходилось на камеру сгорания, а остальное на клапаны и форсунки. Двигатель не имел таких сложных движущихся частей как насосы или газогенераторы. Система регулировки подачи топлива и окислителя состояла из двух клапанов с электроприводом от автомобильных дворников. Камера сгорания не имела систем активного охлаждения, но была покрыта абляционным слоем из асбеста. Поскольку двигатели были установлены неподвижно, управление полетом осуществлялось регулировкой подачи топливных компонентов к части двигателей.

Топливные баки и двигатели компоновались таким образом, что каждый двигатель оказывался одновременно под баком с топливом и баком с окислителем.
В зависимости от расчетной полезной нагрузки, ракета могла оснащаться различным числом модулей. При этом модули добавлялись концентрическими слоями, то есть поверхностный слой модулей представлял собой первую ступень ракеты, следующий за ним – вторую. При выходе на орбиту ракета поочередно сбрасывала ступени-слои. Также помимо числа модулей варьировалась и их длина.

Всего проектом предусматривался ввод в эксплуатацию целой серии ракет-носителей с массой полезной нагрузки от 200 кг до 10 тонн. Последний вариант OTRAG-10000 смотрится совсем уж футуристично.

Модульная конструкция должна была привести к значительному снижению затрат на производство, за счет экономии на масштабе производства. По оценкам, стоимость ракеты для запуска спутников на подобной базе должна была составлять примерно одну десятую от стоимости обычных конструкций. Автоматизация производственных процессов по всем компонентам позволила бы снизить трудозатраты с 80% до 20%.

Поблочное отделение модулей ракеты OTRAG при выводе груза на орбиту

История испытаний ракеты OTRAG Лутца Кайзера

В октябре того же 1974 года, Кайзер, уже не надеющийся на государственные инвестиции, основывает одноименную компанию OTRAG («Orbital Transport und Raketen» AG). Он решил самостоятельно выйти на рынок космических грузоперевозок, и стать первым в истории космическим бизнесменом.

В декабре 1975 года OTRAG подписало соглашение с правительством Конго (в то время территория государства Заир) о строительстве в Шабе испытательного полигона. Довольно быстро были возведены стартовая площадка и заправочный комплекс и уже в 1977 году начались первые летные испытания. Был проведен ряд удачных пусков из которых стало ясно, что предложенная схема вполне жизнеспособна.

Первое испытание ракеты-носителя OTRAG состоялось 17 мая 1977 года, а второй успешный запуск состоялся 20 мая 1978 года. Третья попытка 5 июня 1978 г. была неудачной, но всем было ясно – это временные трудности.

Однако в тот самый момент, когда казалось, что ничто уже не мешает созданию самой дешевой в мире ракеты, в дело вмешалась большая политика. Начали США:  обеспокоенные возможностью попадания ракетных технологий не в те руки, они развернули кампанию по дискредитации проекта OTRAG. Вскоре к ним подключились Франция и СССР.

Кайзера обвиняли то в разработке крылатых ракет, то говорили об опасности передачи передовых ракетных технологий африканским странам, были даже лозунги о том, что возвращается знаменитое нацистское оружие возмездия.

Так или иначе, диктатор Заира Мобуту Сесе Секо не выдержал давления. В 1979 году Кайзера, как говорится, вежливо попросили из страны.

В поисках нового пристанища Лутц Кайзер обратил свое внимание на Ливию. Конечно, Ливия не была идеальным вариантом, как минимум в части миролюбивости и бескорыстности своих намерений. Но её лидер Муаммар Каддафи принял Кайзера с распростертыми объятиями.

В 1981 году новая испытательная база в Ливии была готова. На ней планировалось провести 3 серии испытаний. Первый этап испытаний прошел вполне успешно, было проведено 14 пусков. Их результаты довольно противоречивы, но по заверению самого Кайзера концепция оказалась на 100% эффективной.

1983 год и новый удар судьбы. Германия присоединилась к Режиму нераспространения ракетных технологий. Это прежде всего означало, что все данные о ракетных технологиях должны строго оберегаться от попадания в страны третьего мира. Правительство Германии тут же потребовало от Кайзера свернуть базу в Ливии. Однако ливийское руководство не захотело так просто отдавать новые ракеты, которые были практически у него в руках. Все имущество OTRAG в Ливии (испытательная площадка и готовые к пуску ракеты) было конфисковано.

Рабочие монтируют испытательный образец ракеты OTRAG на пусковой площадке

В дальнейшем в Ливии развернулась собственная программа испытаний, которая хоть и растянулась на 10 лет, но закончилась безрезультатно. Было произведено несколько пусков, но разобраться в технологии и тем более наладить производство таких ракет ливийские военные так и не смогли. Позже Кайзер неоднократно обращался к Ливии с требованием вернуть украденное имущество, и даже получил личное обещание Каддафи, но на том дело и закончилось.

Новые испытания OTRAG продолжились уже в Швеции. Однако сам Кайзер видимо устал от постоянного политического давления, и в 1987 году программа его ракеты-носителя под маркой OTRAG была закрыта.

Подводя итог, стоит заметить: несмотря на большое количество натурных испытаний и успешных запусков “моделей” настоящей орбитальной ракеты, вышедшей в космос или доставившей на орбиту какую-то полезную нагрузку, OTRAG построено так и не было. Это в свою очередь, не раз давало повод обвинить Кайзера в мистификациях и подтасовке фактов. Впрочем, это уже другая история.

Нельзя сказать и о том, что в 2005 году имя Лутца Кайзера вновь появилось на слуху, но на этот раз как владельца чисто американской компании «von Braun Debus Kayser Rocket Science LLC» (BDKRS).

По слухам, в 2005-2006 г.г. совместно с другой американской компанией – Interorbital Systems (IOS), он пытался запустить схожий с OTRAG проект, но уже для американского рынка с названием «Нептун», однако на этот счет с тех пор нет никакой информации.

Для сайта starcatalog.ru, по материалам сайта http://mykosmos.ru, https://en.wikipedia.org, других зарубежных источников