Au plus fort des sanctions contre la Russie, les Américains ont parfaitement compris qu'à certains endroits ils ne pouvaient pas se passer des importations russes. Par exemple, sans le moteur-fusée RD-180 - une copie plus petite du moteur soviétique RD-170, sur lequel les États-Unis lancent toujours leurs fusées Atlas dans l'espace.
Environ 40 ans se sont écoulés depuis la création du moteur de fusée RD-170, mais aucun concurrent digne de ce nom n'a été créé pour lui. Selon les bureaux d'études occidentaux, le RD-170 est le plafond du progrès technique dans les moteurs de fusée à propergol liquide, et les journalistes étrangers l'ont appelé "la couronne de l'histoire millénaire des moteurs de fusée".
Tsiolkovsky avait raison
Le fondateur de la cosmonautique, Konstantin Tsiolkovsky, proposa d'utiliser un moteur à carburant liquide dans les fusées dès 1903. Mais après la Première Guerre mondiale, le développement des carburants pour fusées à base de nitrocellulose a commencé.
Bien que personne n'ait pensé abandonner les moteurs à carburant liquide. En 1926, l'Américain Robert Goddard lance une fusée Nell à carburant liquide. En 2,5 secondes, elle a grimpé 12 mètres. En 1933, Friedrich Zander a créé une fusée OP-2 similaire utilisant de l'oxygène liquide avec de l'essence en URSS.
Contrairement au carburant solide, le moteur liquide était très capricieux. Par conséquent, de nombreux concepteurs n'y voyaient pas de potentiel. Jusqu'à ce que Wernher von Braun, avec Walter Thiel, envoie leurs V-2 à Londres en 1944. Ces missiles avaient un moteur à réaction à propergol liquide (LRE). Il est vrai que Brown lui-même croyait avoir tiré tout son possible de la conception du moteur.
Dans un moteur à propergol liquide, la buse de la chambre de combustion est exposée à des températures colossales. Une nouvelle augmentation de puissance ferait simplement fondre le métal de la buse. L'option de refroidissement de la buse de l'intérieur était difficile, car les parois devaient être plus minces pour l'évacuation de la chaleur. Mais si le métal est mince, il ne résistera pas à la pression et s'effondrera également.
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La solution au problème a été trouvée dans les années 50 du XXe siècle en URSS et aux États-Unis presque simultanément. La buse a commencé à être constituée de deux corps, placés l'un dans l'autre, entre lesquels le liquide de refroidissement circulait. Idéalement, le carburant lui-même. Après tout, l'oxygène liquide bout à une température de -183 °. Dans ce cas, la paroi mince intérieure a été refroidie avec du carburant et la paroi épaisse extérieure n'a pas permis à la chambre d'exploser sous l'effet de la pression.
En 1960, en URSS, sous la direction des concepteurs Sergei Korolev et Valentin Glushko, un missile balistique intercontinental R-7 a été créé, sur lequel un moteur a été installé sur les composants «oxygène liquide - kérosène». Le 12 avril 1961, c'est cette fusée qui a lancé le vaisseau spatial Vostok-1, piloté par le cosmonaute n ° 1 Youri Gagarine, sur l'orbite terrestre.
Dash vers la lune
Après le premier vol dans l'espace, les deux superpuissances ont rejoint une autre race - la lunaire. En conséquence, les Américains ont été les premiers à atteindre la Lune, mais l'URSS avait également ses propres bases. Si la pertinence d'un vol vers la lune pour Moscou a disparu, il a été décidé d'être le premier à maîtriser Mars ou Vénus.
Cela nécessitait un vaisseau interplanétaire lourd avec un moteur puissant et fiable. Au début des années 1960, OKB-1 sous la direction de Sergei Korolev a lancé un programme de création de moteurs à réaction à propergol liquide N-1. Mais les quatre lancements N-1 ont subi un fiasco et, en 1974, le programme N-1 a été fermé.
Le programme de création du système spatial réutilisable Energia - Buran est devenu plus prometteur. L'académicien Valentin Glushko a été nommé concepteur général de NPO Energia. Il pensait que le meilleur moyen de mettre le vaisseau spatial Bourane en orbite serait le lanceur Energia (PH), qui au lieu de deux propulseurs à propergol solide, supposé plus tôt, aurait quatre accélérateurs de lancement avec des moteurs RD-170.
L'idée du moteur RD-170 oxygène-kérosène appartient également à Glushko, mais en 1976, l'équipe du bureau de conception Energomash sous la direction de Vitaly Radovsky a commencé à l'affiner. Le point culminant de la conception était que la région des températures maximales passait le long de l'axe de la chambre de combustion, et "sur les bords" était beaucoup plus "froide". Cela a permis d'augmenter la puissance sans risquer de détruire la buse. Mais même avant que le carburant ne pénètre dans la chambre, les composants auto-allumants étaient mélangés directement dans le pipeline. La buse elle-même était faite d'un alliage de nickel unique qui peut résister à un mélange agressif avec une pression de 270 à 300 atmosphères. En conséquence, le moteur le plus puissant du monde avec 20 millions de chevaux a été créé!
Le RD-170 s'est avéré être 5,5% plus puissant que le moteur américain F-1 à chambre unique, alors qu'il était presque une fois et demie plus petit. Dans le même temps, le RD-170 est plus économique, car il est construit selon le schéma de cycle fermé, tandis que le F-1 implémente un cycle ouvert plus simple, mais moins efficace. Bien que la caractéristique «économique» soit plutôt arbitraire: dans une chambre RD-170 d'un diamètre de seulement 380 millimètres, 600 kilogrammes de carburant brûlent par seconde.
Le 25 août 1980, le premier essai du moteur RD-171 (version RD-170 pour la fusée Zenit) a eu lieu, après quoi il y a eu des dizaines d'essais jusqu'au 15 mai 1987, le premier lancement réussi de la fusée Energia avec moteurs RD-a eu lieu. 170 dans la première étape. Et le 15 novembre 1988, le premier et, hélas, le dernier vol spatial du vaisseau spatial "Bourane" mis en orbite par le lanceur "Energia" a été effectué. C'était le chant du cygne des cosmonautes soviétiques.
Le masque n'a jamais rêvé
Le design du RD-170, pour ses caractéristiques, a suscité l'admiration même parmi les Américains. Ils ne pouvaient pas comprendre: comment est-ce possible?! À l'époque soviétique, la conception du moteur était classée, mais après l'effondrement de l'URSS, les États-Unis voulaient obtenir le même moteur puissant.
Dans les années 1990, NPO Energomash, qui a produit le RD-170, s'est retrouvé dans une situation économique difficile. Et la proposition américaine a permis de préserver l'entreprise. Mais aux États-Unis, il y avait une loi empêchant la fourniture de produits importés aux industries stratégiques. Puis, sur ordre de la société américaine Pratt & Whitney, Energomash aurait développé un nouveau moteur - RD-180. Même s'il s'agissait en fait d'un demi-moteur RD-170 - pour les Américains, la puissance du RD-170 était excessive. La vente aux États-Unis du RD-180 a été réalisée par l'intermédiaire de RD-Amros (RD-AMROSS), une joint-venture entre Pratt & Whitney et NPO Energomash. C'était Amros qui détenait les droits de brevet pour ce moteur. Il s'est avéré que le développement juridique est à moitié américain, à moitié russe. Mais en fait, le RD-180 est un héritage de l'ère spatiale soviétique.
Bien que, selon les termes du contrat, les Américains aient reçu toute la documentation technique et le droit de produire le moteur chez eux, les Yankees n'ont jamais pu assembler le RD-180. Il s'avère que la documentation n'est pas tout. Et bien que les libéraux soutiennent que les États-Unis n'en ont tout simplement pas besoin, disent-ils, il est moins cher de l'acheter en Russie, ce n'est pas le cas. Peut-être en ce qui concerne les pommes de terre ou le pétrole, le dicton est vrai, mais les États-Unis préfèrent collecter des équipements stratégiques pour l'astronautique chez eux. Ils ne pouvaient tout simplement pas.
Bien qu'en février 2019, Elon Musk affirmait que le moteur Raptor, fabriqué par sa société SpaceX, dépassait le RD-180 en termes de pression dans la chambre de combustion, il serait naïf de le croire sans des tests répétés. Ainsi, la société américaine United Launch Alliance (ULA) a de nouveau signé un contrat avec le NPO russe Energomash pour la fourniture de moteurs RD-180 jusqu'en 2020. Et Musk, bien qu'il essaie, n'a pas prouvé sa compétitivité avec la cosmonaute soviétique il y a 40 ans.
Prokhor EZHOV