Raptor (Раптор) — криогенный метановый ракетный двигатель, разрабатываемый американской компанией SpaceX. Двигатель предназначается для установки на нижние и верхние ступени будущих сверхтяжелых ракет-носителей, служащих для межпланетных перелётов. Двигатель работает на жидком кислороде и сжиженном метане (lox/methane). Предшественники Раптора, двигатели Merlin, используемые в ракетах Falcon 9, работали на керосине RP-1 и жидком кислороде. Ранние концепции Раптора использовали вместо метана жидкий водород.

Испытания ракетного двигателя Raptor на стенде в сентябре 2016

Двигатель Раптор работает на жидком метане и жидком кислороде, используя эффективную схему с полнопоточным закрытым циклом с дожиганием предварительно газифицированных окислительного и топливного компонентов вместо открытого цикла, ранее использовавшегося на двигателях Merlin. Закрытый цикл использовался на главных двигателях Шаттла (SSME) и в нескольких российских ракетных двигателях (РД-180), однако полнопоточный закрытый цикл до настоящего времени оставался для ракетно-космической отрасли недостижимым “граалем”, оставаясь уделом тестовых демонстраторов практически полувековой давности (РД-270) или закрытыми частными разработками с неизвестным исходом.

Подобная замкнутая схема с полной газификацией компонентов, помимо общего увеличения удельного импульса жидкостного ракетного двигателя (ЖРД), также положительно сказывается на его общей надёжности, устраняя потенциальные точки отказа, имеющие место в ЖРД с частичной газификацией компонентов топлива.

В августе 2016 года двигатель Raptor, изготовленный в лабораториях SpaceX в Хоторне, штат Калифорния, был перевезен в городок МакГрегор, штат Техас, где 25 сентября 2016 года были проведены успешные стендовые испытания Раптора.

Планируется также разработка вакуумной версии Раптора с удельным импульсом в 382 секунды, использующей сопло большего размера, чем у атмосферной версии – чтобы увеличить степень расширения сгоревших газов.

Двигатель Raptor в “марсианской” презентации SpaceX

Компанию SpaceX в 2002 году создал Илон Маск, ранее прославившийся как создатель платежной системы Paypal. В 2012 году Илон Маск анонсировал свое намерение покорить Марс, используя метан в ракетах с астронавтами на борту:

“Мы переходим на метан. Его стоимость как энергоносителя минимальная и у него есть небольшое преимущество над керосином в плане удельного импульса (Isp). И метан не является такой занозой в заднице, как водород”.

У водорода есть трудности с его хранением и транспортировкой, также есть проблема водородной хрупкости. А если в качестве топлива использовать метан, то такие двигатели можно эксплуатировать и на Марсе, т.к. метан можно получить из марсианской атмосферы. Метан также лучшее топливо для двигателей многократного использования, т.к. он не коксуется, не образует углеродных отложений, то чем грешит керосин, хотя это и не главная причина, почему Маск выбрал метан.

Государственный космический научно-производственный центр им. Хруничева уже разрабатывает двигатели на смеси кислорода и метана для криогенных обратноходовых ракетоносителей, Маск заявил, что не ищет путей сотрудничества с российскими ракетостроителями, несмотря на их лидерство в этой технологии, однако заметил, что “нам следует нанять нескольких из них”.

Запуск компанией SpaceX спутника JC SAT 16 на ракете Falcon 9 в августе 2016