НАСА и компания L3Harris Technologies сообщили о достижениях в создании модернизированной версии двигателя RS-25, который будет использоваться в миссиях «Артемида», начиная с «Артемиды IV». Сертификационный обзор конструкции новых двигателей RS-25 был успешно завершен в июле, после финального статического огневого испытания, проведенного НАСА 17 января 2024 года.
Для миссий Артемида IV будут применяться модернизированные двигатели, так как в существующих версиях ракеты-носителя Space Launch System (SLS) до сих пор используются двигатели RS-25, которые ранее использовались в программе Space Shuttle.
Майк Лауэр, возглавляющий программу RS-25 в Aerojet Rocketdyne (подразделении L3Harris), заявил: « После завершения программы Space Shuttle у НАСА оставалось 16 двигателей, достаточных для осуществления четырех полетов на ракете SLS. В связи с необходимостью обеспечения будущих миссий, перед нашей командой стояла задача по созданию усовершенствованной версии двигателя RS-25, отличающейся повышенной экономичностью и улучшенными эксплуатационными качествами, при сохранении его высокой надежности ».
Инновации в двигателе RS-25
По сравнению с двигателями, применявшимися в программе Space Shuttle, стоимость новых двигателей RS-25 уменьшилась на 30 процентов. Они способны функционировать при тяге, составляющей 111 процентов от номинального значения, что превышает показатели в 104,5 процента на «Шаттле» и 109 процентов на первых трех миссиях «Артемиды». Благодаря этому увеличению тяги на Луну можно будет доставить приблизительно 450 кг дополнительного груза.
Для достижения поставленных целей компания L3Harris внесла изменения в конструкцию различных компонентов двигателя. Среди ключевых нововведений – аккумуляторная сборка Pogo, которая повышает устойчивость полета благодаря уменьшению колебаний давления в двигателе. Это стало возможным благодаря использованию 3D-печати, что позволило снизить количество сварных соединений на 78 %. В основной камере сгорания применяется технология горячего изостатического прессования, позволяющая сократить производственные затраты и время вдвое. Также был разработан новый контроллер двигателя, обладающий в 20 раз большей вычислительной мощностью по сравнению с предыдущей версией, а также отличающийся меньшим весом и повышенной надежностью.
Конструкция сопла двигателя была изменена для облегчения сборки и снижения количества деталей и сварных соединений на 80%. Технология 3D-печати использовалась и для изготовления других элементов, в том числе воздуховодов, корпусов клапанов, шаровых валов и коллекторов турбин, что позволило существенно уменьшить время и стоимость производства. Модернизированные двигатели RS-25 прошли 69 проверок на зажигание в Космическом центре НАСА в Стеннисе, что соответствует требованиям нового блока SLS Block 1B.
Разработка SLS Block 1B и разведывательной верхней ступени: текущее состояние
В настоящее время NASA и Boeing ведут разработки Exploration Upper Stage (EUS) – верхней ступени, которая будет применяться в будущих миссиях программы «Артемида» после третьей. Оснащенная четырьмя двигателями RL10 производства L3Harris, EUS позволит существенно повысить грузоподъемность ракеты-носителя SLS. Во время маневра транс-лунного спуска (TLI) она обеспечит тягу в размере приблизительно 433 кН. Благодаря этому, грузоподъемность в направлении Луны достигнет 35000 кг в версии Block 1B Crew (с капсулой Orion) и до 40000 кг в Cargo.
Каждую версию SLS можно настроить в режимах Cargo или Crew. Версия Crew включает в себя систему экстренного прекращения полета и другие изменения, необходимые для получения сертификации НАСА для пилотируемых миссий. Однако пока не определено, будет ли грузовая версия востребована в дальнейшем, принимая во внимание увеличение числа альтернативных решений.