Так в каком же направлении будет развиваться современное ракетостроение?
Казалось бы, все говорит в пользу криогенных РН. Но новая РН должна выводить на орбиту правительственные, в том числе военные, аппараты, и для нее важна оперативность, которая у твердотопливных РН выше из-за меньшей заправки криогенных компонентов (только в верхнюю ступень). Кроме того, в условиях Европы разработка и производство могут оказаться гораздо дешевле, чем создание полностью нового криогенного — водородного или метанового — мощного ЖРД.
Прогноз примерно такой: 2/3 шансов за то, что европейцы выберут трехступенчатый вариант РН NGL с твердотопливными нижними и криогенной верхней ступенями.
Главной задачей модернизации легкой европейской РН является увеличение энергетики при снижении числа ступеней РН. По заявлениям специалистов, программа Vega-E1 позволит увеличить грузоподъемность РН до 2 т полярной орбите. Для достижения этой цели был принято решение заменить исходную первую ступень Р80 на Р120, а вторую Z23 — на Z40. В то же самое время, вариант модернизации Vega-E2 более радикален: в рамках программы LYRA на РН планируется заменить третью и четвертую ступени одной РН, с кислородно-метановым ЖРД. На данный момент уже несколько лет ведутся работы по созданию демонстрационного двигателя расширительного цикла Mira с тягой 10 тс. Комбинация «Р 120+740+метановая ступень» позволит выводить на полярную орбиту до 3 т. Помимо этого, для модификации РН Vega ЕКА по-прежнему изучает ступени Р100 и Aestus-2.
Выдвинута идея применения замороженного топлива. Первые проверки технологии были профинансированы CNES. Изучалась смесь перекиси водорода, гидрида алюминия (Alane) и — полиэтилена, которая может использоваться при температурах от минус 30°С и до 0°С. По замыслу разработчиков, данная смесь позволит добиться высокой энергетики РН. После лабораторных экспериментов по сжиганию смеси была начета программа Icare ( «Икар»).
Две модификации ракета-носителей следующего поколения NGL
При сравнении вариантов РН NGL со ступенями Р180, Р80 и Н30 с РН, оснащенной «псевдо-РДТТ» на новом топливе, преимущество оказалось на стороне последней. Нельзя не отметить, что исходные компоненты нового топлива доступны и относительно нетоксичны. Но разработчикам еще предстоит доказать возможность производства его в большом количестве по разумной цене. К недостаткам «замороженных» топлив стоит отнести необходимость постоянного термостатирования шашки (или бака), что непросто в условиях тропического климата ГКЦ.
В любом случае исследования нового топлива займут много времени, и оно вряд ли найдет применение в РН NGL: европейская традиция ракетостроения отдает предпочтение решениям с низким техническим риском. Однако это не мешает вести исследования новых типов двигателей.
В начале 2009 г. отделение SNECMA французской группы Safran возобновило разработку ключевого элемента проекта РН Ariane 5МЕ (равно и РН NGL) — кислородно-водородного двигателя Vinci. Испытания двух демонстрационных образцов ЖРД, проведенные в период с 2003 по 2008 г., помогли определиться с выбором конструктивных решений.
Ракетный двигатель Vinci
Первое испытание третьего демонстрационного образца Vinci успешно прошло 27 мая 2010 года на испытательном стенде Р4 Германского аэрокосмического центра DLR в Лампольдсхаузене. Тест включал первое включение продолжительностью 450 с, затем имитацию восьмидесятиминутного баллистического участка полета, который закончился захолаживанием двигателя для второго включения. По сравнению со своим предшественником (НМ-7В) двигатель Vinci обладает возможностью многократного до пяти раз — включения в полете.
ЖРД базируется на обширном заделе и технологических инновациях, ставших результатом двадцатилетних исследований SNECMA и CNES. Сопловой насадок изготовлен из термопрочного композита и является продуктом сорокалетнего опыта работы компании SPS, входящей в группу Safran и разработавшей ряд сопел для РДТТ.