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».
Ariane 5 европейской Airbus Group
Фото: ESA
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.