Сучасна гонка за доступністю космосу зміщує акценти в бік радикальної оптимізації наземної інфраструктури. Традиційні «гарячі» старти потребують колосальних витрат на захист пускових майданчиків від екстремальних температур та руйнівних акустичних ударів. Нова концепція, розроблена китайськими інженерами, пропонує замінити початковий вогняний факел потужним пневматичним імпульсом. Використання властивостей надкритичного вуглекислого газу здатне перетворити громіздкі космодроми на мобільні та оперативні системи запуску.
Сучасна космонавтика зіткнулася з парадоксом: попри прагнення до багаторазовості та збільшення частоти запусків, основним стримуючим фактором залишаються стаціонарні стартові столи. Колосальні енергетичні витрати спрямовуються на те, щоб пускова установка просто вижила в момент запалення двигунів. Вирішення цієї проблеми шукають у концепції «холодного» старту, за якої ракета залишає платформу ще до того, як у її камерах згоряння спалахне полум'я.
В основі цього методу лежить використання вуглекислого газу в надкритичному стані. З погляду термодинаміки, це граничний стан речовини, що досягається при температурі вище 31 °C і тиску понад 73 атмосфери. У цій точці $\text{CO}_2$ перестає бути просто газом або рідиною, перетворюючись на надкритичне середовище з високою щільністю та колосальним потенціалом до розширення.
Механіка процесу нагадує виліт пробки з пляшки шампанського, але в промислових масштабах. При різкому скиданні тиску надкритичний газ створює потужний пневматичний імпульс, який буквально виштовхує ракету з пускового контейнера або шахти. Носій набуває початкової висоти та швидкості виключно завдяки енергії розширення газу, і лише в певній точці в повітрі активуються основні рідинні двигуни.
Такий підхід кардинально змінює вимоги до наземного обладнання. При «гарячому» пуску інфраструктура піддається впливу розпечених струменів, вібраціям та хімічно агресивним продуктам згоряння. «Холодний» старт повністю виключає прямий контакт стартового столу з факелом двигуна. Це не лише спрощує конструкцію пускових систем і знижує вартість їхнього обслуговування, а й відкриває шлях до створення по-справжньому мобільних пускових установок, які можна розгорнути в будь-якій точці без будівництва масивних бетонних укріплень.
Важливо підкреслити, що вуглекислий газ тут виступає не як паливо, а як високоефективна катапульта. Основну роботу з виведення корисного навантаження на орбіту, як і раніше, виконують традиційні ракетні двигуни.
Ця технологія є частиною масштабнішої стратегії зі створення малих багаторазових носіїв. В центрі цієї екосистеми стоїть ставка на сучасну паливну пару — рідкий кисень і метан — у поєднанні з електричним насосним контуром. Двигун «Hantian», що перебуває в розробці, вже пройшов перші вогневі випробування, а цільовий носій «Fission No. 1» проєктується для доставки вантажів масою до 450 кг.
Реалізація проєкту потребує прецизійних розрахунків. Наразі основна увага приділяється моделюванню внутрішньої балістики надкритичного $\text{CO}_2$ та аналізу динаміки взаємодії ракети з мобільною установкою. Саме точність цього імпульсу визначить стабільність виходу носія та безпеку наступного запалення двигунів у польоті.
Rocket Lab кидає виклик домінуванню Starlink
