С космодрома Плесецк 23 декабря впервые стартовала тяжелая версия ракеты-носителя семейства «Ангара». Предполагается, что ракеты этого семейства к 2025 году заменят «Протоны». Новые носители обладают рядом выдающихся характеристик, однако при их создании разработчику — Центру Хруничева — пришлось столкнуться не только с технологическими, но и с финансовыми затруднениями.
Решение о начале работ над новой ракетой-носителем было принято почти 20 лет назад. Борис Ельцин, бывший тогда президентом России, подписал 6 января 1995 года соответствующий указ.
Решение «задачи особой государственной важности» поручили Министерству обороны и Российскому космическому агентству (современному Роскосмосу). Головным разработчиком «Ангары» стал Центр Хруничева, расположенный в районе Филевский Парк в Москве.
План работ по проекту, утвержденный постановлением правительства России от 26 августа 1995 года, предусматривал создание ракеты-носителя к 2005 году. Однако ограниченное финансирование в условиях тяжелой экономической ситуации 1990-х годов не позволило решить задачу в поставленные сроки.
Фактически, в 1990-е Центр Хруничева оказался на самоокупаемости: более 70 процентов дохода предприятия приходилось на коммерческие запуски «Протонов». Работам по новому комплексу не уделялось должного внимания, и всего до 2005 года на его создание было выделено не более четырех процентов запланированных средств.
Серьезное финансирование пришло после того, как 21 мая 2006 года Центр Хруничева заключил контракт с Южной Кореей по проектированию и созданию первой ступени для ракеты-носителя Korea Space Launch Vehicle (KSLV), аналогичной первой ступени «Ангары». Это позволило предприятию вести работу сразу в двух направлениях: в интересах Минобороны и для южнокорейской стороны.
За три года основная часть программы с Южной Кореей была выполнена. В августе 2009 года с южнокорейского космодрома Наро стартовала KSLV с первой ступенью, разработанной и изготовленной Центром Хруничева.
Работы по подготовке к запуску ракеты-носителя KSLV
Фото: Korea Aerospace Research Institute / Reuters
Из-за сбоя при отделении головного обтекателя, приведшего к изменению баллистики полета, ракета не сумела вывести на расчетную орбиту первый корейский спутник связи. Второй пуск состоялся 10 июня 2010 года и также был неудачным. Считается, что KSLV взорвалась из-за неполадок во второй ступени ракеты-носителя.
Как отмечают эксперты, в этих неудачных запусках первая ступень не виновата. Третий старт, состоявшийся 30 января 2013 года, был успешным. Это сделало Южную Корею 11-й страной в мире, выведшей на орбиту свой спутник на собственной ракете-носителе.
Помимо финансирования, сотрудничество с Южной Кореей позволило российскому предприятию отработать некоторые полезные для нового носителя технологии. По сути, на запущенной в 2009 году KSLV был установлен летный экземпляр первой ступени легкой ракеты «Ангара».
Всего по состоянию на 2013 год на проект «Ангара» потрачено около ста миллиардов рублей. Первый пуск нового российского носителя был произведен 9 июля 2014 года с космодрома Плесецк в Архангельской области. Тогда легкая ракета «Ангара-1.2ПП» (ПП — первый пуск) пролетела по баллистической траектории до района полигона Кура на Камчатке. Полет длился 21 минуту, за которые ракета вместе с неотделяемым макетом нагрузки массой 1,43 тонны преодолела 5,7 тысячи километров.
Новый носитель целиком спроектирован в России и обладает рядом уникальных характеристик. Коэффициент грузоподъемности у «Ангары» — отношение веса полезной нагрузки к стартовой массе полностью заправленной ракеты — выводит ее в лидеры среди основных конкурентов — американских Delta IV, Atlas V и европейской Ariane 5.
Унифицированное семейство «Ангара» составят носители легкого, среднего и тяжелого классов. Внедряется модульный тип сборки на основе универсального ракетного модуля (УРМ). Верхними ступенями на «Ангаре-1.2» выступит разгонный блок «Бриз-КМ», а на «Ангаре-А5» — «Бриз-М» и КВТК (новый кислородно-водородный разгонный блок, испытания которого запланированы на 2015 год).
Изображение: wikimedia.org
Каждый модуль ракеты содержит экологичный кислородно-керосиновый двигатель РД-191. Двигатели «Протон» работают на токсичном диметилгидразине (гептиле). РД-191 создан на основе четырехкамерных агрегатов, применявшихся в ракетах-носителях «Энергия» и «Зенит» (РД-170 и РД-171). Силовая установка РД-170 — разработка начала 1980-х годов. Она примерно на пять процентов мощнее однокамерного двигателя F-1 первой ступени ракеты Saturn V (использовавшейся в американской программе Apollo) при меньших в 1,5 раза размерах.
Двигатели РД-180, созданные также на основе РД-170, устанавливаются на первой ступени американской тяжелой ракеты Atlas V, а РД-181 (являющиеся адаптированными по требованию компании Orbital Sciences версиями РД-191), как ожидается, заменят самарские НК-33 (AJ-26) на частной ракете Antares. Все двигатели (РД-170, РД-180, РД-191 и их модификации) производятся химкинским Научно-производственным объединением «Энергомаш».
Собирая вместе универсальные модули, можно создать, по замыслам проектировщиков, до семи типов ракет-носителей грузоподъемностью от двух до 35 тонн на низкой орбите. В самой легкой версии ракеты («Ангара-1.1») — один модуль, в тяжелой («Ангара-5») — пять. Также есть проект сверхтяжелой ракеты «Ангара-7» с семью УРМ. Аналогичный модульный принцип используется китайцами в ракетах Long March («Великий поход»).
Модульный принцип сборки ракеты делает серийное производство экономически выгодным. Среди перспективных особенностей «Ангары» — возможность многоразового использования элементов ракеты, в частности, ее двигателей. Эта возможность прорабатывается конструкторами.
«Ангара» не предусматривает возможность ее использования для запуска пилотируемых космических кораблей. Однако, как отмечают эксперты, в случае необходимости это можно исправить посредством небольшой доработки, не требующей существенных изменений в конструкции и серьезных финансовых вливаний.
Новые ракеты будут запускать с российской территории, в частности с космодрома Плесецк. Для этого необходимо развертывание соответствующих унифицированных стартовых комплексов. Так, на космодроме «Восточный» запланировано сооружение пускового стола для комплекса тяжелых ракет «Ангара».
В настоящее время «Протоны» стартуют только с космодрома Байконур в Казахстане. Перенос на север невыгоден, поскольку означал бы снижение полезной нагрузки и потребовал бы строительства соответствующей пусковой площадки. Стартовый стол на территории России обеспечит стране независимый доступ в космос.