Сравнительный анализ технико-экономической эффективности применения многоразовых межорбитальных буксиров с ядерной электроракетной двигательной установкой и одноразовых химических разгонных блоков в транспортных операциях по доставке полезных грузов на окололунную орбиту

кувшинова е.ю.

акимов в.н.

АРХАНГЕЛЬСкий н.и.

неСтеров в.м.

Одним из приоритетных направлений космической деятельности России на период до 2030 г. и дальнейшую перспективу является освоение Луны с созданием на ней постоянно действующей обитаемой лунной базы [1, 2].

Для строительства лунной базы необходимо обеспечить большие грузопотоки на окололунную орбиту, что потребует создания и введения в эксплуатацию принципиально новых эффективных средств межорбитальной транспортировки — многоразовых межорбитальных буксиров (ММБ) на базе ядерной электроракетной двигательной установки (ЯЭРДУ). В состав ЯЭРДУ в качестве источника электроэнергии входит ядерная энергоустановка (ЯЭУ) большой мощности, а в качестве двигательной установки — элек-троракетная двигательная установка (ЭРДУ) с удельным импульсом тяги, более чем на порядок превышающим удельные импульсы тяги современных жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).

Транспортная система кроме ММБ включает в свой состав одноразовые ракеты-носители (РН) и вспомогательные разгонные блоки (РБ) для довыведения составляющих ММБ с низкой околоземной орбиты (НОО) на стартовую радиационно безопасную орбиту (РБО) высотой не менее 800 км.

В качестве возможной альтернативной транспортной системы рассматривается одноразовая транспортная система, создаваемая на базе РН и РБ.

Многоразовость использования ММБ определяет его модульное построение. ММБ включает в свой состав многоразовый основной и одноразовый сменный модули. Основной модуль (ОМ) состоит из энергодвигательной установки, приборно-агрегатного отсека и системы несущих ферм. Сменный модуль (СМ) состоит из приборно-агрегатного отсека, системы хранения и подачи рабочего тела ЭРДУ, а также включает в свой состав полезный груз (ПГ) и запас рабочего тела, необходимого для перелета ММБ с околоземной на окололунную орбиту и обратно.

Схема функционирования транспортной системы на основе ММБ с ЯЭРДУ в транспортных операциях «околоземная орбита – окололунная орбита – околоземная орбита» представлена на рис. 1.

Основной модуль вместе со вспомогательным РБ перед первым рейсом ММБ доставляется РН на НОО. Затем ОМ довыводится вспомогательным РБ до стартовой РБО, где проводится отделение РБ от ОМ, с последующим затоплением РБ в мировом океане. Сменные модули доставляются на РБО с помощью РН и вспомогательного РБ перед каждым рейсом ММБ. После доставки ОМ и СМ на РБО производится их стыковка, тестирование всех систем, запуск ЯЭУ, и осуществляется перелет ММБ с РБО на окололунную орбиту. Здесь СМ, содержащий ПГ, отделяется от ОМ, который возвращается обратно на РБО за очередным СМ с ПГ. Цикл транспортных операций ММБ «околоземная орбита – окололунная орбита – околоземная орбита» повторяется несколько раз в течение срока активного существования (САС) ММБ, который определяется ресурсом ЯЭРДУ. По исчерпании ресурса ЯЭРДУ ММБ переводится на орбиту захоронения. По данным ряда исследований (например, [3]) прогнозируемый ресурс ионных ЭРД с ионно-оптической системой из углеродных материалов — не менее 100 000 ч.

Выбор критерия эффективности

Начальный этап проектирования любой новой транспортной системы, в т. ч. и на основе ММБ с ЯЭРДУ, предполагает проведение системных исследований по выбору оптимальных проектных параметров энергодвигательной установки, обеспечивающих наиболее эффективное выполнение поставленной транспортной задачи. При исследовании транспортных систем используют ряд показателей (критериев) энергомассовой и стоимостной эффективности [4–6]. К числу таких критериев относятся:

• •    максимальная масса ПГ, доставленного на окололунную орбиту за САС ММБ (max m ^С_П^А_Г^С);

• •    заданная масса ПГ, доставленного на окололунную орбиту за рейс ММБ;

  

  ЗЕМЛЯ       1-ый рейс              2-ой рейс

  Заключительный рейс

  Рис. 1. Схема функционирования многоразовой транспортной системы на основе ММБ с ЯЭРДУ

  Примечание. ОМ — основной модуль; СМ — сменный модуль с полезным грузом.

  
  

• •    заданный грузопоток в год;

• •    минимальная удельная стоимость (min С_уд) доставки ПГ на окололунную орбиту (отношение суммарных затрат на выполнение транспортных операций за САС ММБ к суммарной доставленной на окололунную орбиту массе ПГ).

Применительно к решению транспортной задачи по доставке ПГ на окололунную орбиту особенность предлагаемого подхода к определению эффективности транспортной системы на основе ММБ заключается в определении ожидаемого максимального экономического эффекта от использования ММБ по сравнению с транспортной системой на основе одноразовых РБ с ЖРД и условий его реализации (определение оптимальных проектных параметров ЯЭРДУ). Поэтому для оценки ожидаемого максимального экономического эффекта от использования ММБ по сравнению с одноразовыми РБ был предложен критерий сравнительной экономической эффективности ∆C _Σ , определяемый разницей в стоимостях программ, выполняемых транспортными системами: ММБ с ЯЭРДУ (С^М _Σ ^МБ) и РБ на основе ЖРД (С^Р _Σ ^Б), при одинаковой суммарной массе ПГ, доставленного на окололунную орбиту.

Общий вид критерия сравнительной экономической эффективности ∆C _Σ применительно к решению задачи доставки ПГ на окололунную орбиту следующий:

∆CΣ = СРΣБ – СМΣ МБ, где СРΣБ = (СРН + СРБ) РБ САС; СРН — затраты |mПГ mПГ на выведение на НОО; СРБ — затраты на транспортировку ПГ с НОО на окололунную орбиту высотой 100 км с помощью РБ на базе ЖРД;

ММБ    ОМ ОМ ОМ

С _Σ = (С_РН + С_РБ + С_изг ) + + n (С^С РН ^М + С^С РБ ^М + С РТ уд m РТ + + С^{ПАО СМ} m ^СМ ) + С Т n ;

изг уд ПАО обсл уд р

СОМ = СЯЭУ N + СЭРДУη  N + изг изг уд ЯЭУ изг уд СПУ ЯЭУ

+ СПАО ОМmОМ + ССНФ m   , изг уд    ПАО изг уд СНФ где СОРНМ, ССРНМ — затраты на выведение ОМ и СМ на НОО; СОРБМ, ССРБМ — затраты на до-выведение ОМ и СМ с НОО на РБО; СОизМг — стоимость изготовления основно-гоизгмодуля с ЯЭРДУ; СЯЭУ , СЭРДУ, СПАО ОМ, изг уд изг уд     изг уд

ССизНг Фуд — удельные стоимости изготовления ЯЭУ, ЭРДУ с системой преобразования и управления, приборно-агрегатного отсека ОМ, системы несущих ферм; NЯЭУ — электрическая мощность ЯЭУ; ηСПУ— коэффициент, учитывающий долю мощности, которая подается на ЭРДУ от мощности выдаваемой ЯЭУ; mОПМАО — масса приборно-агрегатного отсека ОМ; mСНФ — масса системы несущих ферм; СРТ уд — удельная стоимость рабочего тела с системой хранения и подачи рабочего тела ЭРДУ; m — масса рабочего тела; СПАО СМ — РТ                                         изг уд удельная стоимость приборно-агрегатного отсека СМ с системой стыковки; mСПМАО — масса приборно-агрегатного отсека СМ с системой стыковки; Собсл уд — удельная стоимость работы управляющего комплекса в процессе управления ММБ; Tр — продолжительность транспортной операции ММБ «околоземная орбита – окололунная орбита – околоземная орбита»; n — количество транспортных операций (рейсов) за САС ММБ.

Затраты на опытно-конструкторскую разработку ЯЭРДУ в данной работе не учитывались, поскольку ЯЭРДУ может применяться в составе КА различного целевого назначения, в т. ч. и в составе ММБ.

Процесс оптимизации параметров ЯЭРДУ в составе ММБ заключался в определении сочетания искомых параметров { I _ЭРДУ, N _ЭРДУ}, обеспечивающих экстремум принятому критерию эффективности (max m ^С_П^А_Г^С, max ∆С _Σ , min С_уд) при использовании полученной оценки величины характеристической скорости, необходимой на перелет, принятых исходных данных, соблюдении наложенных ограничений (на массу модулей ММБ, определяемую грузоподъемностью РН, на срок активного существования ММБ, определяемый ресурсом ЯЭРДУ) и допущений (постоянство тяги и удельного импульса тяги ЭРДУ в процессе транспортной операции, равенство величины набора характеристической скорости перелета по маршруту «околоземная орбита – окололунная орбита» и по маршруту «окололунная орбита – околоземная орбита»).

Необходимо отметить, что при решении оптимизационных задач с использованием предлагаемого критерия сравнительной экономической эффективности транспортных систем на основе ММБ можно определить не только максимальную величину ожидаемого экономического эффекта от его применения, но и оптимальные проектные параметры ММБ с ЯЭРДУ (массу ПГ, доставленного на окололунную орбиту в одном рейсе, суммарный грузопоток на окололунную орбиту за САС ММБ, продолжительность рейса, удельный импульс тяги ЭРДУ, электрическую мощность ЯЭУ).

Определение оптимальных (рациональных) параметров ЯЭРДУ ММБ в транспортных операциях по доставке ПГ на окололунную орбиту

Проведено сравнение транспортной системы доставки ПГ на окололунную орбиту с помощью ММБ с альтернативной (традиционной) системой на базе химических РБ. Для альтернативной транспортной системы при использовании тяжелых ракет-носителей грузоподъемностью на НОО 37,5…50 т в комплексе с одноразовыми РБ на базе ЖРД при транспортировке ПГ на окололунную орбиту рассматривалась двухпусковая схема. Первым пуском РН на НОО ( Н _кр = 200 км, i = 51,7°) выводится ПГ с РБ на топливе АТ+НДМГ (РБ2), вторым пуском носителя — кислородно-водородный разгонный блок (РБ1). После стыковки связки ПГ+РБ2 и РБ1 на НОО включениями маршевой ДУ блока РБ1 комплекс выводится на промежуточную эллиптическую орбиту, где блок РБ1 отделяется, а блок РБ2 довыводит ПГ на отлетную к Луне траекторию. Для варианта выполнения грузовых лунных миссий на базе средств выведения сверхтяжелого класса грузоподъемностью 80 т доставка ПГ на окололунную орбиту выполняется по однопусковой схеме.

Принятые в расчетах оценки массовых и стоимостных показателей РН и РБ представлены в табл. 1.

Таблица 1

Оценки массовых и стоимостных показателей РН и РБ

	На низкой опорной орбите
m Р П Н Г , т	37,5	50,0	80,0
С РН , млрд руб.	4,5	5,0	10,0
Схема выведения	Двухпусковая: 1-ый пуск — РБ1; 2-ой пуск — РБ2+ПГ		Однопусковая: РБ+ПГ
	На окололунной орбите для альтернативной системы на основе РБ
m Р П Б Г , т	19,5	26,5	23,0
С РБ , млрд руб.	1,9*	2,1*	2,3**
С у Р д Б , тыс. руб./кг	~560	~450	~530

Примечание. m ^Р _П ^Н _Г — масса ПГ, выводимая РН на НОО; С _РН — затраты на выведение на НОО; m ^Р _П ^Б _Г — масса ПГ, доставляемого на окололунную орбиту кислородноводородным РБ; С _РБ — затраты на транспортировку ПГ с НОО на окололунную орбиту РБ; С _у ^Р _д ^Б — удельная стоимость доставки ПГ на окололунную орбиту с помощью РБ; * — затраты на РБ1+РБ2; ** — затраты на РБ.

При оценке стоимости пуска РН в качестве базовой величины использовались данные по стоимости пуска РН «Ангара-А5» в условиях серийного производства [7] с экстраполяцией этих данных на РН большей грузоподъемности (типа РН «Ангара-А5В» и «Ангара-А7В» грузоподъемностью 37,5 и 50,0 т, соответственно, и РН сверхтяжелого класса первого этапа грузоподъемностью 80 т на НОО).

Стоимость вспомогательного РБ (типа «Фрегат») для выведения модулей ММБ с НОО на РБО оценивалась на уровне ~500 млн руб.

Принятые в расчетах оценки массы ОМ для уровня удельной массы ЯЭУ среднесрочной перспективы и стоимости изготовления ОМ в зависимости от электрической мощности ЯЭУ приведены на рис. 2 и 3, соответственно.

Рис. 2. Масса ОМ в зависимости от мощности ЯЭУ для уровня удельной массы ЯЭУ среднесрочной перспективы

Рис. 3. Стоимость изготовления ОМ в зависимости от мощности ЯЭУ

Применение предлагаемого критерия эффективности (max AC _Z ) в сравнении с другими используемыми критериями эффективности (минимальная удельная стоимость доставки ПГ (min C_уд) и максимальная суммарная масса ПГ, доставленного на окололунную орбиту за САС ММБ (max m ^С_П^А_Г^С)) проиллюстрировано примером решения задачи по доставке

ПГ на окололунную орбиту транспортными системами на основе ММБ с ЯЭРДУ ( N _ЯЭУ = 3,5 МВт) и на основе кислородноводородного РБ, использующими РН грузоподъемностью 50 т на НОО.

Результаты расчетных исследований представлены на рис. 4 в виде зависимостей суммарных стоимостей программ на доставку ПГ на окололунную орбиту рассматриваемыми транспортными системами от доставляемой ими на окололунную орбиту суммарной массы ПГ ( m ^С_П^А_Г^С). Там же показана их абсолютная разница ∆C _Σ .

На зависимостях С^М _Σ ^МБ( m ^С_П^А_Г^С) и ∆C _Σ ( m ^С_П^А_Г^С) рис. 4 выделены точки, соответствующие следующим энергомассовым и стоимостным критериям эффективности:

• •    минимуму удельной стоимости доставки ПГ (min C_уд);

• •    максимуму суммарной массы ПГ, доставленного на окололунную орбиту за САС ММБ (max m ^С_П^А_Г^С);

• •    максимуму абсолютной разницы в затратах на программу полетов (max ∆C _Σ ).

Рис. 4. Зависимости суммарных стоимостей программ доставки ПГ на окололунную орбиту ММБ и кислородноводородным РБ от массы ПГ, доставленного на окололунную орбиту за САС ММБ, а также их абсолютная разница ∆C_Σ: — — С" ; — — С М МБ ; — — AC . ; • — min С уд , ▲ — max АС . ; ■ — m ax m ПАС

Примечание. N _ЯЭУ = 3,5 МВт; РН грузоподъемностью 50 т на НОО; характеристики ММБ среднесрочной перспективы.

Каждой точке зависимости СМΣ МБ(mСПАГС) соответствуют однозначно определенные значения параметров ЯЭРДУ и характеристик ММБ: удельного импульса тяги ЭРДУ; продолжительности рейса ММБ; массы ПГ, доставленного на окололунную орбиту в единичном рейсе и др. Масса ПГ за рейс mПреГйс и число рейсов n за САС ММБ зависят от удельного импульса тяги ЭРДУ IЭРДУ. В частности, при уменьшении IЭРДУ растет тяга ЭРДУ, уменьшается продолжительность одной транспортной операции, при этом уменьшается величина массы ПГ за рейс mПреГйс. Поскольку масса ПГ за САС ММБ mСПАГС = mПреГйс n, эта величина достигает максимума при определенном количестве рейсов. Как видно из рис. 4, зависимость суммарной стоимости транспортных операций с помощью ММБ СМΣ МБ от суммарного грузопотока mСПАГС имеет существенно нелинейный характер, в отличие от аналогичной зависимости для СРΣБ, что и определяет наличие максимума величины ∆CΣ = СРΣБ – СМΣ МБ.

Параметры ЯЭРДУ и характеристики ММБ, соответствующие критериям min C_уд; max ∆C _Σ и max m ^С_П^А_Г^С, при N _ЯЭУ = 3,5 МВт и грузоподъемности РН на НОО, равной 50 т, приведены в табл. 2.

Таблица 2

Параметры ЯЭРДУ и характеристики ММБ, соответствующие критериям min Суд, max ∆CΣ и max mСПАГС

Характеристика	min С уд	max ∆CΣ	max m С П А Г С
I ЭРДУ , м/c	124 545 (146%)	85 025 (100%)	53 740 (63%)
T р , сут	280 (165%)	170 (100%)	114 (67%)
Число рейсов за САС	13 (62%)	21 (100%)	32 (152%)
Грузопоток, т/год	44,0 (70%)	63,0 (100%)	73,3 (116%)
m ПреГйс , т	33,9 (113%)	30,0 (100%)	22,9 (76%)
m СПАГС , т	440,4 (70%)	629,7 (100%)	732,8 (116%)
∆CΣ, млрд руб.	88,3 (79%)	112,1 (100%)	60,2 (54%)
С Σ РБ / С Σ ММБ	1,8 (109%)	1,65 (100%)	1,22 (74%)
С уд , тыс. руб./кг	249,0 (92%)	271,4 (100%)	367,3 (135%)

Сравнительная эффективность транспортных операций с помощью ММБ и одноразовых РБ при одинаковом суммарном грузопотоке определяется числом рейсов ММБ за САС и соответствующим значением доставляемой массы ПГ за рейс m _П^ре_Г^йс, которые зависят от удельного импульса тяги ЭРДУ и мощности ЯЭУ, а также от грузоподъемности используемых РН.

Оптимизация параметров ЯЭРДУ {IЭРДУ, NЭРДУ} по различным критериям определяет различные показатели эффективности транспортных операций. При этом отношение суммарных затрат СРΣБ/СМΣ МБ, характеризующее сравнительную экономическую эффективность транспортных систем, по критерию max mСПАГС составляет примерно 1,2. В то же время, при оптимизации по критерию max ∆CΣ показатель сравнительной экономической эффективности СРΣБ/СМΣ МБ увеличивается до ~1,65 при снижении суммарного грузопотока всего на ~15% по сравнению с максимально возможным уровнем. Оптимизация по критерию min Суд нецелесообразна, поскольку при этом значительно снижается транспортная эффективность mСПАГС (примерно на 30% по сравнению с вариантом использования критерия max ∆CΣ и примерно на 40% по сравнению с вариантом использования критерия max mСПАГС).

Также отличаются и условия обеспечения экстремума (оптимальные параметры ЯЭРДУ и характеристики ММБ) для сравниваемых критериев эффективности.

При использовании энергомассового критерия эффективности (max m ^С_П^А_Г^С) по сравнению с рекомендуемым критерием (max ∆C _Σ ) возрастают на ~15% грузопоток и выводимая на окололунную орбиту за САС масса ПГ; на ~25% — затраты на программу полетов; в 1,5 раза — число рейсов за САС (продолжительность рейса снижается на ~30%). При этом снижаются масса ПГ, выводимого на окололунную орбиту за рейс ММБ, на ~25%, и величина удельного импульса тяги ЭРДУ — на ~35%.

В свою очередь, при использовании стоимостного критерия эффективности (min C_уд) по сравнению с рекомендуемым критерием (max ∆C _Σ ) снижаются на ~30% грузопоток и выводимая на окололунную орбиту за САС масса ПГ; на ~20% — затраты на программу полетов; в 1,6 раза — число рейсов за САС (продолжительность рейса увеличивается на ~65%). При этом возрастает на ~25% масса ПГ, выводимого на окололунную орбиту за рейс, и в 1,5 раза — величина удельного импульса тяги ЭРДУ.

Иллюстрация применения предложенного критерия сравнительной экономической эффективности в задаче транспортировки ПГ на окололунную орбиту приведена для вариации грузоподъемности РН на НОО от 37,5 до 80 т. Нижняя граница рассматриваемого диапазона определена ожидаемым уровнем грузоподъемности тяжелой модификации РН «Ангара-А5В» с кислородно-водородной третьей ступенью, а верхняя — уровнем грузоподъемности, определенным для РН сверхтяжелого класса первого этапа. Необходимо отметить, что уровень грузопотока на окололунную орбиту определяется, главным образом, грузоподъемностью РН, которые выводят на НОО модули ММБ. Исследование влияния грузоподъемности РН в рассматриваемом диапазоне на параметры ЯЭРДУ было проведено при следующих условиях:

• •    рабочее тело ЭРД — ксенон;

• •    мощность ЯЭУ варьировалась в диапазоне 1…6 МВт;

• •    основной и сменный модули ММБ выводятся на НОО однотипными одноразовыми РН.

Затраты характеристической скорости, необходимой на перелет между околоземной и окололунной орбитами, рассчитывались согласно методике, приведенной в работе [8].

Выбор параметров ЯЭРДУ и характеристик ММБ проводился по критерию максимальной экономии затрат (∆C _Σ ) на транспортировку ПГ на окололунную орбиту при использовании ММБ с ЯЭРДУ по сравнению с транспортным средством на базе одноразовых РБ при одинаковой суммарной массе ПГ, доставленного на окололунную орбиту.

Для характеристик удельной массы ЯЭРДУ среднесрочной перспективы зависимости величины критерия эффективности ∆C _Σ и суммарной массы ПГ, доставленного на окололунную орбиту, от мощности ЯЭУ и грузоподъемности РН приведены на рис. 5 и 6; от удельного импульса тяги ЭРДУ и грузоподъемности РН — на рис. 7 и 8.

Рис. 5. Зависимости величины критерия эффективности ∆C_Σ от мощности ЯЭУ и грузоподъемности РН

Примечание. ▲ — оптимальные значения N ЯЭУ по критерию max AC; т ПН — ■ — 80 т; • — 50 т; ♦ —37,5 т.

Рис. 6. Зависимости величины суммарной массы ПГ, доставленного на окололунную орбиту за САС ММБ, от мощности ЯЭУ и грузоподъемности РН

Примечание. См. рис. 5.

Рис. 7. Зависимости величины критерия эффективности ∆C_Σ от удельного импульса тяги ЭРДУ и грузоподъемности РН

Примечание. См. рис. 5. ▲ — оптимальные значения I ЭРДУ

Рис. 8. Зависимости величины суммарной массы ПГ, доставленного на окололунную орбиту за САС ММБ, от удельного импульса тяги ЭРДУ и грузоподъемности РН

Примечание. См. рис. 7.

Из расчетных данных, представленных на рис. 5 и 7, следует, что зависимости ∆C _Σ ( N _ЯЭУ; m П ^РН Г ) и ∆C _Σ ( I _ЭРДУ; m П ^РН Г ) имеют пологий характер в окрестности оптимальных значений мощности ЯЭУ и удельного импульса тяги ЭРДУ.

Оптимальные значения ∆C _Σ (в соответствии с рис. 5) достигаются при мощностях ЯЭУ, равных 2,8; 3,5 и 5,5 МВт при грузоподъемностях РН для выведения модулей ММБ 37,5; 50 и 80 т, соответственно.

Из зависимостей ∆C _Σ ( I _ЭРДУ, m _П^РН_Г), представленных на рис. 7, следует, что для вариантов использования РН с грузоподъемностями 37,5; 50 и 80 т оптимальные значения удельных импульсов тяги ЭРДУ (соответствующих экстремуму критерия эффективности ∆C _Σ ) находятся в диапазоне 75 600…90 000 м/с.

Поскольку функции ∆CΣ (NЯЭУ) и ∆CΣ (IЭРДУ) (см. рис. 5 и 7) имеют весьма пологий характер в окрестности оптимума как по NЯЭУ, так и по IЭРДУ, то при выборе мощности ЯЭУ и удельного импульса тяги ЭРДУ для ММБ целесообразно перейти от оптимальных значений этих параметров к рациональным. Под рациональными значениями мощно- сти ЯЭУ и удельного импульса тяги ЭРДУ понимаются такие значения, при которых отступление от их оптимальных величин в область меньших значений приводит к снижению значения критерия эффективности ∆CΣ не более чем на 5%. Переход на рациональные (меньшие) значения мощности ЯЭУ и удельного импульса тяги ЭРДУ приведет к снижению не только массовых, стоимостных и габаритных показателей ЯЭУ (и, соответственно, ОМ с ЯЭРДУ), но и упростит проблему создания ЯЭРДУ в целом. Снижение массовых и габаритных показателей ЯЭРДУ снижает также требования и к грузоподъемности РН, выводящих модули ММБ на НОО.

В частности, для вариантов использования РН грузоподъемностями 37,5; 50 и 80 т рациональные уровни мощности ЯЭУ составят 1,9; 2,4 и 3,7 МВт, соответственно.

Заключение

В статье для начального этапа проектирования перспективной транспортной системы на основе многоразового межорбитального буксира с ядерной электроракетной двигательной установкой, предназначенной для транспортировки ПГ на окололунную орбиту, предложен критерий сравнительной экономической эффективности, позволяющий выбирать оптимальные параметры ядерной электроракетной двигательной установки, обеспечивающие достижение максимального экономического эффекта по сравнению с использованием транспортной системы на основе одноразовых кислородно-водородных РБ. Применение транспортной системы на основе ММБ с оптимальными (рациональными) проектными параметрами ЯЭРДУ как с РН сверхтяжелого класса первого этапа с грузоподъемностью 80 т, так и для модифицированного варианта РН «Ангара-А5В» с грузоподъемностью 37,5 т на НОО позволит в 1,7 раза снизить затраты на реализацию программы полетов по сравнению с одноразовой транспортной системой, в состав которой входят те же самые РН и одноразовые кислородно-водородные РБ.

Показано, что при переходе от оптимальных параметров энергодвигательной установки многоразового межорбитального буксира, обеспечивающих максимум критерию сравнительной экономической эффективности ∆C _Σ , к рациональным параметрам, при которых величина этого критерия эффективности снижается не более чем на 5%, можно снизить уровень требований к мощности ЯЭУ на ~30%.