ЭКОЛОГИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИЙ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ: МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

© С.В.Кричевский
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы космического производства"
2008 г.

Современная ракетно-космическая техника (РКТ) создается и используется без учета полного жизненного цикла, оборота материалов и энергии, вследствие чего имеет низкую массовую эффективность (~ 1—3 %). В этом — одно из главных противоречий и, одновременно, резерв для развития и повышения эффективности РКТ и всей космической деятельности (КД).

Методологически необходимо идти «от обратного», т. е. поставить задачу максимально использовать для дела (целей полета) все элементы конструкции РКТ, оптимизировать материалы и конструкции для полного цикла, для чего использовать в том числе и потенциал экологизации — процесса, направленного на минимизацию вредных воздействий и последствий для окружающей среды. Применительно к РКТ и КД экологизация — объективный и полезный процесс для совершенствования техники, технологий, всей деятельности через инновации, введение экологических требований, стандартов, ограничений, стимулов, минимизацию отходов, их переработку и повторное использование.

РКТ и КД, в отличие от других видов техники и отраслей, экологизируются с отставанием. Из опыта реализации проекта орбитального комплекса (ОК) «Мир» (1986—2001 гг.) известно, что масса конструкции РКТ (ракет-носителей) составляла ~ 8 % от общей стартовой массы, ракетное топливо ~ 90 %, а масса полезной нагрузки всего ~ 2 %. Технологически целесообразно и возможно реализовать вариант повышения эффективности РКТ, предложенный Ф. А. Цандером еще в начале ХХ в.: сжигать в качестве рабочего тела отработавшие и ставшие ненужными элементы конструкции. Однако все это предполагает предварительное изменение всего цикла проектирования, производства и эксплуатации РКТ. Реализация процесса «по Цандеру» возможна при трансформации конструкции в полете, включая ее деструкцию, измельчение, превращение в рабочее тело, пригодное для дальнейшего сжигания в виде компонента топлива ракетного двигателя. Кроме того, по нашему мнению, элементы РКТ, которые невозможно или нецелесообразно сжигать в полете, необходимо использовать в качестве «вторичного» строительного материала.

В России разработаны технологии измельчения, сепарации, которые можно использовать как аналоги. Частично, в качестве эксперимента, процесс можно реализовать и на существующей РКТ. Например, на ОК «Мир», или на Международной космической станции можно было бы (частично) использовать отработавшие конструкции, в том числе устаревшие модули, блоки станции, в качестве рабочего тела для поддержания орбиты, а другую часть — для производства новых элементов конструкции, что привело бы к повышению эффективности грузопотока, экономии на доставке топлива с Земли и т. п.

Внедрение нанотехнологий в перспективе позволит радикально решить проблемы трансформации и максимально возможного использования конструкций РКТ для целей полета, повышения эффективности и экологичности всей КД.