Чому малі ракети все частіше з'являються на ринку?

Суборбітальні та компактні ракетні системи все частіше стають доступними не лише для великих космічних агентств або комерційних гігантів, але й для університетів, приватних лабораторій та навіть для аматорів. Можливість здійснення "власного" запуску сьогодні надає потужний імпульс науці, освіті та інноваціям, адже це дозволяє проводити експерименти в умовах надзвукового польоту та часткового виходу за межі густих шарів атмосфери. У цій статті ми розглянемо, які існують малі ракети, їхню вартість, можливі варіанти використання та які дозволи необхідні для їх запуску в різних країнах.

Skylark Nano (компанія Skyrora). Це компактна твердопаливна суборбітальна ракета завдовжки близько 2 м, здатна підняти корисне навантаження масою приблизно 1 кг на висоту до 5-6 км. При цьому політ триває кілька хвилин, а сам двигун працює лише кілька секунд.

Ці міні-ракети ідеально підходять для проведення експрес-тестів на перевантаження, ознайомлення студентів з основами ракетної технології, а також для реалізації простих метеорологічних чи атмосферних експериментів, таких як вимірювання температури, тиску або вологості.

Ціна на запуск такої ракети може коливатися від кількох тисяч до десятків тисяч доларів, що робить цей процес відносно доступним для університетів та дослідницьких колективів з обмеженим фінансуванням.

Skylark Micro, розроблена компанією Skyrora, є двоступеневою ракетою завдовжки приблизно 3,3 метра. Вона має можливість піднімати до 1 кілограма на висоту від 20 до 30 км. Ця ракета відкриває можливості для дослідників вивчати стратосферні умови, проводити експерименти на триваліших відстанях і вдосконалювати навички роботи з багатоступеневими конструкціями.

На зображенні представлено схематичну діаграму розташування ракети Skylark Micro на стартовій платформі, закріпленої на напрямній. Як можна помітити, для здійснення запуску необхідна досить компактна система управління, що складається з:

Цей тип запуску є важливим для перевірки електронних систем, оцінки теплозахисту, вивчення аеродинамічного навантаження, а також проведення швидкоплинних фізичних експериментів у стратосфері.

Зазвичай мова йде про десятки тисяч доларів за кожен запуск, хоча ця сума може варіюватися в залежності від вибраного пакету послуг, логістичних витрат та страхування.

REXUS (європейська студентська ракета в рамках ініціатив DLR / ESA) здатна піднімати приблизно 40 кг на висоту близько 80-90 км.

SpaceLoft XL (компанія UP Aerospace, США) виводить ~36 кг на 100-120 км, забезпечуючи кілька хвилин невагомості.

У таких масштабах з'являється простір для повноцінних наукових модулів: біологічних експериментів у стані невагомості, технологічних тестів (наприклад, 3D-друк у невагомості), приладобудівних проєктів (спектрометри, камери високої роздільної здатності тощо).

Вартість запуску досягає сотень тисяч або навіть мільйона доларів, оскільки ці ракети практично наближаються до "космічної межі" (лінія Кармана*, приблизно 100 км).

Лінія Кармана – це умовна межа, яка розділяє атмосферу Землі і космічний простір, розташована на висоті 100 км над рівнем моря. На цій висоті щільність повітря настільки знижується, що звичайні літаки не здатні генерувати необхідну підйомну силу за допомогою своїх крил, і для підйому в космос вже потрібні ракетні двигуни.

Інформаційна графіка для зіставлення

Цікаво, що в різних містах, зокрема в столиці України, Києві, існують гуртки ракетомоделювання при вищих навчальних закладах. Наприклад, до 2022 року в Київському авіаційному інституті (колишній НАУ) функціонувала студентська секція, в якій молодь займалася створенням та тестуванням масштабованих моделей ракет. Згідно з інформацією з офіційного сайту та соціальних мереж КАІ, члени цього гуртка брали участь у національних конкурсах з ракетомоделювання, а також організовували відкриті лекції й майстер-класи для всіх бажаючих. Такі ініціативи надають студентам чудову можливість реалізувати свої теоретичні знання з аеродинаміки, механіки польоту та матеріалознавства, водночас навчаючи їх командній роботі та організації реальних інженерних проектів. Крім того, активну підтримку розвитку ракетомоделювання надає Федерація ракетомодельного спорту України (ФРМС). Її офіційний веб-сайт (https://frms.ua/) містить актуальні новини про заходи, змагання та програми навчання, що сприяють популяризації ракетобудування серед молоді та професіоналів.

Вимоги законодавства щодо запуску навіть невеликих ракет значно варіюються в залежності від країни. Слід зазначити, що представлена інформація є лише орієнтовною; для отримання точних процедур необхідно звертатися до державних регуляторів та авіаційних органів.

Обов'язково треба потурбуватися про дотримання вимог безпеки та попередження державних органів. У деяких випадках дозволи отримати відносно нескладно, якщо йдеться про малі ракети з обмеженою висотою й масою. Проте, що більша та складніша ракета, то більш комплексною буде процедура.

Сьогодні придбати або замовити виготовлення малої ракети, включаючи повний цикл "під ключ", вже не є чимось недосяжним, а скоріше реальністю для університетів, науково-дослідних установ і навіть талановитих аматорів. Завдяки зростанню комерційного сектору з'явилися компанії, що пропонують суборбітальні ракети різних класів: від моделей, здатних нести корисне навантаження у 1 кг (таких як Skylark Nano / Micro), до варіантів, які можуть перевозити десятки кілограмів (наприклад, REXUS, SpaceLoft XL).

Які переваги це принесе науковій спільноті та університетам? По-перше, студенти та інженери отримають цінний практичний досвід, маючи змогу реалізувати власний експеримент під час реального польоту. По-друге, це сприятиме розвитку нових технологій і матеріалів, перевірка яких у повітряному середовищі або на великих випробувальних установках є зазвичай дуже витратною. І, по-третє, такі запуски слугують потужним стимулом для молодих науковців — усвідомлення того, що вони можуть брати участь у космічних технологіях, робить наукову діяльність більш привабливою та значущою.

У майбутньому часті та відносно доступні суборбітальні запуски можуть стати невід'ємною частиною науково-освітніх програм. Як колись університети почали активно розробляти супутники, так тепер вони матимуть можливість освоювати й невеликі ракети для випробування інноваційних технологій. Наукова спільнота отримає більше інформації про верхні шари атмосфери, а також про космічні чинники, які впливають на прилади й живі організми, що сприятиме прискоренню розвитку в різних галузях — від матеріалознавства до біомедицини.

Отже, якщо ви серйозно плануєте створення власної ракети, перше, що слід зробити — це чітко визначити ваші цілі. Важливо також ознайомитися з законодавчими нормами та вимогами, а також знайти надійного партнера або розробника. Сьогодні процес створення малогабаритних ракет став значно легшим, ніж колись, і ці сучасні засоби тепер доступні для тих, хто прагне піднятися в небо і зробити свій перший крок до космосу.