Европа делает ставку на проект, который обещает изменить саму концепцию доступа в космос. Новый космоплан Invictus, разрабатываемый консорциумом во главе с Frazer-Nash Consulting при участии Spirit AeroSystems, Университета Крэнфилда и ряда других предприятий, обещает стать первым в своём роде воздушно-космическим аппаратом с горизонтальным взлётом, способным потенциально достигать скоростей до 25 Mach. Основой проекта стала революционная технология двигателя SABRE, обеспечивающая переход от реактивного к ракетному режиму.
Новая концепция: самолёт, ракета и космоплан в одном
Главная идея Invictus заключается в создании многоразового воздушно-космического аппарата, способного взлетать с обычной взлётно-посадочной полосы, набирать гиперзвуковую скорость в атмосфере, а затем выходить на околоземную орбиту. Этот подход отличается от классических вертикальных запусков ракет тем, что экономит массу и упрощает логистику — ведь для старта не требуется массивная пусковая установка и тонны жидкого кислорода.
На начальных этапах полёта двигатель Invictus будет работать как обычный воздушно-реактивный двигатель, используя кислород из атмосферы для сжигания жидкого водорода. Это позволяет существенно сократить массу топливных компонентов — на этом этапе не требуется возить с собой окислитель. По мере набора высоты и скорости, когда плотность воздуха снижается, двигатель будет автоматически переключаться на ракетный режим, используя жидкий кислород и водород, как в классической схеме.
Двигатель SABRE и система предварительного охлаждения
В основе Invictus лежит разработанная компанией Reaction Engines технология SABRE (Synergetic Air-Breathing Rocket Engine) — гибридный двигатель, способный функционировать как реактивный и как ракетный, в зависимости от условий полёта. Ключевым элементом системы является инновационный теплообменник, или прецулер, который позволяет использовать воздух даже на гиперзвуковых скоростях.
На скоростях свыше 5 Mach воздух, входящий в двигатель, сжимается и нагревается до температур, способных расплавить любые известные материалы. Чтобы избежать перегрева, воздух мгновенно охлаждается с более чем 1000 °C до температуры окружающей среды менее чем за 1/20 секунды. Для этого используется сложная сеть из тысяч трубок, по которым циркулирует жидкий гелий, предварительно охлаждённый жидким водородом. Уже охлаждённый воздух затем смешивается с водородом и сжигается, создавая тягу.
Это решение позволяет двигателю работать в условиях, где обычные реактивные схемы неэффективны или невозможны. На орбитальных высотах, где атмосферного кислорода больше нет, двигатель переходит в полностью ракетный режим, используя внутренние запасы жидкого кислорода.
Потенциал: от Mach 5 до выхода на орбиту
Проект Invictus рассчитан на достижение скорости в Mach 5 в атмосфере — этого достаточно для выполнения гиперзвуковых миссий, включая быструю транспортировку, разведку, а в перспективе и запуск спутников с минимальной затратой ресурсов. Однако в долгосрочной перспективе стоит более амбициозная цель — реализация полноценной орбитальной пусковой системы.
Если технология SABRE подтвердит расчётные характеристики, аппарат сможет развить скорость свыше Mach 25 — достаточную для выхода на низкую околоземную орбиту. Это сделает Invictus первым в Европе многоразовым космопланом, способным не только выполнять гиперзвуковые полёты, но и запускать небольшие спутники или грузы на орбиту без помощи традиционных ракет-носителей.
Программа и участники
Программа Invictus финансируется Европейским космическим агентством (ESA) через инициативы GSTP и TDE и проходит под кураторством Frazer-Nash. В проект также вовлечены инженеры компании Reaction Engines, ранее занимавшиеся созданием SABRE и концепта Skylon — британского орбитального самолёта.
В рамках первого этапа, рассчитанного на 12 месяцев, команда должна разработать техническую концепцию, подготовить проектные чертежи и провести оценку технологических рисков. Планируется, что первые лётные испытания Invictus состоятся к 2031 году.
Стратегическое значение
Проект Invictus представляет собой шаг к автономии Европы в области гиперзвуковых и орбитальных технологий. В условиях усиления конкуренции со стороны США, Китая и частных компаний, таких как SpaceX и Blue Origin, создание собственного космоплана с горизонтальным взлётом открывает стратегические перспективы как для гражданского, так и для оборонного сектора.
Система может использоваться для запуска спутников, быстрой доставки грузов и для гиперзвукового транспорта в будущем. Кроме того, Invictus потенциально способен стать платформой двойного назначения — как для научных, так и для военных миссий, включая разведку и перехват.
