超轻型火箭逐渐成为航天工业的主要发射工具

近年来航天工业的趋势是从重型卫星向微纳级器件转变。为了将它们送入轨道，不再需要大型运载火箭；能够将重达 500 公斤的货物送入轨道的超轻型火箭就足够了。

这一新类别是全球航天工业发展的重要方向，数十个国家正在争夺率先占据这一开放利基的权利。俄罗斯正在走向全球主流，发展其超轻型导弹。任何火箭的关键部件都是发动机，微型导弹的发动机是由 Rostec 旗下萨马拉企业 ODK-Kuznetsov 设计局进行的。

更快、更高、更轻

只要卫星和其他航天器的重量为数百公斤，就没有必要将运载火箭做得更小。但随着微电子等工业的发展，卫星变得越来越小、越来越轻。例如，早在 20 世纪 90 年代，美国就提出了新的立方体卫星标准——尺寸仅为 10x10x10 厘米的设备，而使用联盟号或安加拉等运载火箭将此类“婴儿”送入轨道的成本极其昂贵。

当然，仍将保留用于将大型货物和人员送入轨道的重型设备，但不再需要巨大而强大的运载工具来运送卫星——能够将重达 500 公斤的货物送入天空的超轻型火箭也将能够应对这种情况。工作。微型火箭优化了这一过程，为将小型飞行器送入轨道提供了低成本且灵活的解决方案。

在人们对出于科学和商业目的发射私人卫星和小型飞行器越来越感兴趣的时代，这些变化尤其重要。如今，地球轨道上已有约 8,000 颗卫星，而且数量每年都在增加。用于地球监测、导航、物联网、科学研究等的卫星都可以利用超轻型火箭高效发射。

来自世界各地的微型导弹

世界经验表明，空间服务市场对微型火箭的需求越来越大。美国、中国和新西兰等国家已经在积极研发和使用超轻型火箭来发射小型卫星。成功的项目包括来自 Rocket Lab 的美国-新西兰 Electron 火箭，能够将高达 300 公斤的有效载荷发射到轨道。

此外，大型公司，例如拥有猎鹰 9 号火箭的 SpaceX，已经开始提供共享项目，来自不同客户的几颗小型卫星可以在同一枚火箭上同时发射。这大大降低了小型私营公司的启动成本。

俄罗斯也在朝这个方向迈出重要一步，开发自己的微型导弹项目。不得不说，轻型导弹这一级别的人已经掌握了很长时间了。以联盟号2.1b运载火箭为基础，采用UEC-库兹涅佐夫公司开发的NK-33A发动机打造出轻型版本。 Soyuz-2.1v火箭发射有效载荷的质量为1500公斤。 2013年12月28日至2024年2月9日，进行了12次火箭发射，23艘航天器送入轨道。

俄罗斯的太空探索私营部门也在发展。例如，SR Space正在开发一系列超轻型火箭：地球物理Nebo、超轻型Cosmos（390公斤）和轻型Stalker（700公斤）。

技术挑战

为超轻型火箭制造发动机是一项复杂而艰巨的任务。主要困难在于需要确保高能源效率以及最小的重量和尺寸特征。用于重型运载火箭的传统火箭发动机由于质量大、燃料消耗大，不适合微型火箭。新发动机应该更轻、更紧凑，同时同样可靠和安全。

工程师面临的主要挑战是创造能够承受火箭发射过程中遇到的极端温度、压力和振动的材料。为此，使用了先进的合金和复合材料，它们具有高耐热性和强度，且重量相对较轻。此外，燃油效率问题也很重要。发射所需的燃料越少，整个火箭的设计就会越轻。然而，燃料必须提供足够的推力才能将有效载荷发射到所需的轨道。

在发动机构造中采用新技术和新材料还可以延长此类导弹的使用寿命并提高其可靠性。这在重复使用微型火箭组件的背景下尤其重要，这可以显着降低发射成本并使其可供广泛的客户使用。

太空中的俄罗斯技术集团

俄罗斯超轻型火箭发动机的主要开发商将是萨马拉企业ODK-Kuznetsov，该企业隶属于Rostec联合发动机公司。在这里，将为超轻型运载火箭的第一级和第二级进行液体火箭发动机的改造，这些运载火箭旨在将重达250公斤的商业卫星发射到高度500公里的地球轨道。

必须指出的是，当今 Rostec 国营公司旗下的许多企业都与太空问题密切相关。这里生产火箭、卫星和航天器的零部件，并开发航天工业的新技术和材料。

例如，UEC-Kuznetsov 自 20 世纪 50 年代末以来一直生产运载火箭发动机。正是在这里生产了首次将人类送入太空的发动机。每年，UEC 发电厂都会提供数十次载有人员和各种货物的运载火箭的发射。因此，萨马拉的专家拥有丰富的经验、庞大的设计和技术基础以及最现代的技术。将第一批俄罗斯微型火箭送入太空的新发动机的研制工作已经开始。