Гонка за доступным космосом сегодня смещается в сторону радикальной оптимизации наземной инфраструктуры. Традиционные «горячие» старты требуют колоссальных затрат на защиту пусковых площадок от экстремальных температур и акустических ударов. Новая концепция, предложенная китайскими инженерами, предлагает заменить начальный факел мощным пневматическим импульсом. Использование свойств сверхкритического углекислого газа может превратить громоздкие космодромы в мобильные и оперативные системы запуска.
Современная космонавтика сталкивается с парадоксом: при стремлении к многоразовости и частоте запусков основным сдерживающим фактором остаются стационарные стартовые столы. Огромные энергозатраты уходят на то, чтобы пусковая установка просто выжила в момент зажигания двигателей. Решение этой проблемы ищут в концепции «холодного» старта, где ракета покидает платформу до того, как в ее камерах сгорания вспыхнет пламя.
В основе этого метода лежит использование углекислого газа в сверхкритическом состоянии. С точки зрения термодинамики, это пограничное состояние вещества, которое достигается при температуре выше 31 °C и давлении более 73 атмосфер. В этой точке $\text{CO}_2$ перестает быть просто газом или жидкостью, превращаясь в сверхкритическую среду с высокой плотностью и колоссальным потенциалом к расширению.
Механика процесса напоминает вылет пробки из бутылки шампанского, но в промышленном масштабе. При резком сбросе давления сверхкритический газ создает мощный пневматический импульс, который буквально выталкивает ракету из пускового контейнера или шахты. Носитель набирает начальную высоту и скорость исключительно за счет энергии расширяющегося газа, и только в определенной точке в воздухе активируются основные жидкостные двигатели.
Такой подход фундаментально меняет требования к наземному оборудованию. При «горячем» пуске инфраструктура подвергается воздействию раскаленных струй, вибрациям и химически агрессивным продуктам сгорания. «Холодный» старт полностью исключает прямой контакт стартового стола с факелом двигателя. Это не только упрощает конструкцию пусковых систем и снижает стоимость их обслуживания, но и открывает путь к созданию по-настоящему мобильных пусковых установок, которые можно развернуть в любой точке без строительства массивных бетонных укреплений.
Важно подчеркнуть, что углекислый газ здесь выступает не в роли топлива, а в роли высокоэффективной катапульты. Основную работу по выводу полезной нагрузки на орбиту по-прежнему выполняют традиционные ракетные двигатели.
Данная технология является частью более масштабной стратегии по созданию малых многоразовых носителей. В центре этой экосистемы стоит ставка на современную топливную пару — жидкий кислород и метан — в сочетании с электрическим насосным контуром. Разрабатываемый двигатель «Hantian» уже прошел первые огневые испытания, а целевой носитель «Fission No. 1» проектируется для доставки грузов массой до 450 кг.
Реализация проекта требует прецизионных расчетов. Сейчас основное внимание уделяется моделированию внутренней баллистики сверхкритического $\text{CO}_2$ и анализу динамики взаимодействия ракеты с мобильной установкой. Именно точность этого импульса определит стабильность выхода носителя и безопасность последующего зажигания двигателей в полете.
Rocket Lab бросает вызов доминированию Starlink
