Lixo energético

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14

As empresas da indústria espacial russa já em 2020 sentirão as consequências negativas causadas pela recusa dos EUA em adquirir os motores RD-180 e RD-181, diz a nota explicativa do relatório anual de 2017 da NPO Energomash. Por que motores de foguete, bem conhecidos em todo o mundo, tornaram-se hoje não reclamados, não apenas no exterior, mas também na Rússia?

Se você pular em um trampolim por um longo tempo

Formalmente, a recusa dos EUA em comprar o RD-180 e o RD-181 é explicada pelos requisitos da lei americana. A nota explicativa observa que em 12 de dezembro de 2017, o Congresso dos Estados Unidos aprovou a Lei da Autoridade de Defesa Nacional para o ano fiscal de 2018, que introduz mudanças importantes nos procedimentos de compras públicas do Departamento de Defesa do país.

“Na seção de 1603 da lei em consideração, é indicado separadamente que a Rússia também está entre os países abrangidos pela proibição em consideração. As restrições não se aplicam a lançamentos antes de 31 de dezembro de 2022. No entanto, levando em consideração o tempo de produção dos veículos de lançamento, as empresas russas começarão a experimentar consequências negativas já em 2020”, afirmou.

- anotado na nota.

Roscosmos vem discutindo há muito tempo a possibilidade de os EUA se recusarem a comprar motores de foguetes russos e as consequências futuras, especialmente depois dos acontecimentos de 2014 na Ucrânia. Ao mesmo tempo, alguns funcionários afirmaram diretamente sobre a dependência aguda da Energomash de parceiros americanos, enquanto outros, de todas as maneiras possíveis, ignoraram esse fato.

“Hoje, os contratos externos fornecem mais da metade do valor arrecadado, o resto são ordens do governo. A maior parte da receita é formada com o fornecimento de motores de foguete para os EUA - RD-180 para a United Launch Alliance e RD-181 para Orbital ATK ,

- Igor Arbuzov, CEO da Energomash, disse em janeiro de 2018.

Naturalmente, os Estados Unidos também estão familiarizados com as perspectivas nada invejáveis da indústria espacial russa. "As autoridades russas continuam a bater o tambor", falando sobre os lançamentos nos Estados Unidos de motores de foguete RD-180 para o Atlas 5 e que a Soyuz russa continua sendo o único meio de chegar à ISS, escreveu o jornalista americano Matthew Bodner à SpaceNews uma semana após as declarações de Arbuzov., "não há nenhuma discussão pública sobre o que o fim deste estado de coisas significaria para a indústria espacial russa."

Em sua publicação, o jornalista lembrou que em 2014 NASA e Roscosmos conseguiram manter relações comerciais, apesar das declarações de políticos russos, em particular da proposta dos EUA de usar um trampolim para voos em órbita, feita por Dmitry Rogozin, então Vice-Primeiro Ministro do governo, Rússia.

Rogozin reagiu imediatamente à nota de Bodner, chamando a publicação de grosseira.

“Nossos foguetes e indústria espacial nunca dependeram dos americanos. Foi exatamente o oposto,"

- assegurou Rogozin. Ao mesmo tempo, o responsável, referindo-se a um segredo comercial, recusou-se a citar os valores que a Energomash recebe dos Estados Unidos pela venda de motores de foguete.

Receita e custos

O verdadeiro grau de "independência" do foguete russo e da indústria espacial em relação aos americanos é revelado na mesma nota explicativa do relatório anual da Energomash. Em 2018, a empresa planeja fornecer aos clientes três tipos de unidades de potência - 11 motores RD-180, dois motores RD-191 e seis motores RD-181. Ou seja, dos 19 motores de foguete, 17 são destinados aos Estados Unidos e apenas 2 à Rússia. Não surpreendentemente, no documento, a Energomash se autodenomina “uma exportadora de produtos de alta tecnologia e ciência intensiva com uma parte significativa de suas receitas denominadas em dólares americanos e a maior parte dos custos denominados em rublos”.

Os motores RD-180 fornecidos pela Energomash para os EUA são usados atualmente em foguetes Atlas V e RD-181 em Antares. Os contratos atuais prevêem entregas até o final de 2019. O contrato de 1997 previa o fornecimento de 101 motores RD-180 por um valor total de cerca de US $ 1 bilhão. Em 2016, os Estados Unidos encomendaram outros 18 motores RD-180 da NPO. O valor da opção de fornecimento de 60 motores RD-181, firmada em 2014, não ultrapassa R $ 1 bilhão.

Não é difícil estimar que um RD-180 custe ao lado americano pelo menos US $ 10 milhões, enquanto um RD-181 custe pelo menos US $ 15 milhões. Também é óbvio que o RD-180 entregue sob o contrato de 2016 não pode ser mais barato do que o RD-181, apenas porque a primeira unidade de energia é mais complexa e duas vezes mais potente que a segunda.

Tempo perdido

Os Estados Unidos começaram a comprar RD-180s da Rússia por dois motivos principais. Primeiro, os americanos foram atraídos pelas características e pelo preço do motor russo. Em segundo lugar, desta forma, os parceiros ocidentais evitaram a venda de tecnologia de mísseis soviéticos à China por uma ninharia. Se os Estados Unidos não tivessem concordado em comprar o RD-180 da Federação Russa há vinte anos, não há dúvida de que hoje a RPC teria unidades de energia semelhantes. A situação com a venda de tecnologias espaciais tripuladas soviéticas demonstra isso claramente.

No entanto, a situação hoje é fundamentalmente diferente do que era há 20 anos. Em janeiro de 2018, Arbuzov admitiu que embora a China "crie um motor semelhante em suas características ao RD-180 russo," o Energomash permite a cooperação com o Império Celestial "no campo da pesquisa, intercâmbio de especialistas e consultas na resolução de problemas emergentes. "… Se a Rússia vender sua tecnologia de mísseis para a China, os termos do negócio certamente não serão tão favoráveis como no caso dos Estados Unidos.

A recusa dos EUA ao RD-180 e RD-181 pode ser explicada por vários motivos.

Em primeiro lugar, não há necessidade urgente do foguete Atlas 5, que agora está sendo substituído com sucesso pelo barato Falcon 9 e pelo Falcon Heavy. A propósito, este último porta-aviões recebeu recentemente a certificação do Pentágono por lançar espaçonaves imediatamente em todas as órbitas de apoio de que os militares precisam.

Em segundo lugar, em 2020, deve voar o foguete Vulcan, que está sendo criado para substituir o Atlas 5. Ao mesmo tempo, o veículo de lançamento New Glenn da Blue Origin deve decolar. Terceiro, e talvez o mais importante, os mísseis pesados americanos em desenvolvimento receberão novos motores de metano-oxigênio. Hoje, as unidades de energia que usam querosene estão desaparecendo no segundo plano e, se alguém está envolvido em sua criação, então são pequenas startups aeroespaciais trabalhando em seus próprios portadores de luz.

Surge uma pergunta natural: para onde foram as centenas de milhões de dólares que a Rússia recebeu dos Estados Unidos em motores de foguete? No momento, está claro que esses fundos claramente não foram direcionados para a criação de unidades de energia de foguetes promissoras. Nos últimos 20 anos, a região de Moscou Energomash tem se dedicado exclusivamente a simplificar e refinar o RD-170, sobras do foguete superpesado soviético Energia. Ao mesmo tempo, na Rússia, a necessidade de produtos Energomash é insignificante: o RD-171 foi instalado no míssil ucraniano Zenit-2 e o RD-191 - no russo Angara.

De querosene a metano

Em junho de 2018, o diretor geral da Energomash, Igor Arbuzov, disse que motores de foguete movidos a metano são mais promissores do que unidades de energia movidas a querosene, e os Estados Unidos estão à frente da Rússia na criação de tais instalações.

“A empresa americana Blue Origin tem o maior grau de prontidão hoje, está trabalhando ativamente na criação do motor BE-4, que deve substituir o motor RD-180 fornecido por nós para a empresa americana ULA,”

- disse Arbuzov.

Novo projeto de foguete pesado de Glenn Imagem: NASASpaceFlight.com

Ele lembrou que o mercado moderno exige soluções econômicas, além de "soluções mais simples e confiáveis".

“O metano atende ao máximo esses requisitos, pois tem a base de matéria-prima mais desenvolvida e supera o querosene em energia”, - disse Arbuzov.

Segundo ele, “o metano é a ferramenta mais versátil que permite, com menos recursos e investimentos, repor a unidade para reaproveitar o estágio”, já que “o gás praticamente não dá depósitos de carbono, as unidades não sofrem cargas como quando usando outros tipos de combustível, por exemplo, mistura oxigênio com querosene ou combustível oxigênio-hidrogênio”.

O diretor-geral acrescentou que a Energomash, em conjunto com o KBKhA (Design Bureau of Chemical Automatics), está trabalhando em um motor a metano, que está previsto para ser criado “em metal” até 2020.

“Hoje, isso é em grande parte uma base científica e técnica, uma vez que não existe um veículo lançador no qual tal motor possa ser instalado. Pelo menos na versão do programa espacial federal que existe hoje,"

- explicou Arbuzov.

Posteriormente, as palavras de Arbuzov foram confirmadas pelo projetista-chefe da Energomash, Pyotr Lyovochkin, que disse que "um projeto preliminar foi lançado, onde todos os tipos de esquemas são considerados" para unidades de energia que funcionam com metano. Na verdade, além dos motores movidos a querosene e heptil, a Rússia não tem nada.

De acordo com o chefe do conselho científico e técnico da Roscosmos, Yuri Koptev, a Rússia é o único país do espaço que não usa hidrogênio como combustível nos motores de foguetes (embora tal unidade tenha sido usada no foguete Energia). Por exemplo, o Atlas 5 tem motores a hidrogênio RL-10A-4-2 no segundo estágio, e todas as unidades de potência do Delta 4 americano funcionam com hidrogênio.

A indústria espacial russa é conhecida por seus muitos projetos que existem exclusivamente no papel. Se a Energomash falhou em criar uma unidade de energia com metano, vendendo RD-180 para parceiros americanos, então é extremamente duvidoso que tal motor apareça quando a cooperação com os Estados Unidos for reduzida.

Exagerou

Na verdade, a situação com o Energomash é ainda pior. A empresa, ao se declarar sobre o aproveitamento reutilizável de suas unidades de potência, de todas as formas possíveis ignora a real impossibilidade de construção de um foguete com estágio reutilizável baseado nos motores da família RD-170. A razão é que qualquer uma das unidades produzidas pela planta da região de Moscou acaba sendo muito potente para fornecer uma aterrissagem vertical do primeiro estágio, como a SpaceX faz.

Com um pouso suave vertical do primeiro estágio do Falcon 9, de seus nove motores Merlin 1D +, apenas uma unidade de potência central opera, além disso, na seção final da trajetória - na potência mínima permitida. Os produtos da Energomash simplesmente não são capazes disso - qualquer uma das unidades produzidas pela empresa da Região de Moscou, operando mesmo com a potência mínima, manterá o estágio no ar até que o combustível acabe, após o que o elemento de foguete fará um disco rígido aterrissagem. Claro, esse problema pode ser resolvido aumentando a massa do primeiro estágio, mas, neste caso, a massa da carga útil de saída cairá inevitavelmente.

Resta a opção de salvar o motor com um pára-quedas, mas neste caso, o estágio do foguete fará um pouso forçado, após o qual seu reaproveitamento sem grandes reparos é simplesmente impossível.

Na verdade, se os motores da família RD-170 podem ser usados em um foguete reutilizável, então somente quando o estágio de tal porta-aviões receber asas. Neste caso, um pouso suave será executado deslizando o elemento foguete. A capacidade da Rússia de implementar tal projeto hoje levanta sérias dúvidas.

Além disso, deve-se notar que é precisamente por causa da impossibilidade de usar produtos Energomash como parte de um foguete reutilizável que a S7 Space, dona da Sea Launch, planejou retomar a produção dos motores de foguete NK-33 e NK-43 para criar o foguete reutilizável Soyuz-5SL..

Perspectivas

Acontece que a Rússia moderna não precisa de um grande número de motores de foguete, e o interesse dos Estados Unidos e da China pelo legado soviético está morrendo rapidamente. Na verdade, como resultado da falta de demanda por seus produtos, a receita da Energomash vai cair várias vezes, o que não pode deixar de afetar a indústria de foguetes.

Em tal situação, um dos principais fabricantes mundiais de unidades de energia de foguetes corre o risco de se tornar outra empresa não lucrativa como o Centro Khrunichev. Rogozin disse em junho de 2018 que a estatal consideraria o uso de um motor à base de metano no Soyuz-5, mas a KBKhA claramente não tem pressa em criar uma nova usina. Em vez disso, a Energomash se concentrará na produção de RD-191 para Angara e, de fato - nas tecnologias de ontem.