Несмотря на многолетние усилия и крупные финансовые вложения, в США до сих пор работают над заменой двигателя РД-180. Дело в том, что дешевый российский силовой агрегат устанавливается на дорогую американскую ракету и в результате государственное финансирование идет на поддержание старых технологий, а не создание новых. Сложившейся ситуацией удачно пользуется российское НПО «Энергомаш», производящее РД-180.
Двухкамерный жидкостный ракетный двигатель РД-180 используется на первой ступени тяжелой ракеты Atlas 5. Силовой агрегат разрабатывался в 1994-1999 годах на основе четырехкамерных РД-170, устанавливаемых на боковые ускорители советской сверхтяжелой ракеты «Энергия». Контракт между американской Pratt & Whitney (сегодня ее подразделение Rocketdyne входит в состав Aerojet Rocketdyne) и российским НПО «Энергомаш» был заключен в июне 1996 года. Всего уже запущено 78 ракет с РД-180.
Использование российского двигателя на фактически главной американской ракете по понятным причинам встречает неоднозначную реакцию. Американский сенатор Джон Маккейн много усилий посвящает борьбе с РД-180. Однако, несмотря на громкие заявления, двигатель до сих пор продается, а ракеты на нем — летают. «Им не на чем запускать свои ракеты», — сказал о США российский вице-премьер Дмитрий Рогозин.
По данным The Wall Street Journal, американские военные будут применять российские двигатели минимум до 2024 года. В этой же статье сообщается, что в 2017 году ULA (United Launch Alliance), совместное предприятие Boeing и Lockheed Martin, производящее Atlas 5, получит от «Энергомаша» рекордную партию из более чем 30 двигателей РД-180. Глава ULA Тори Бруно оперативно отреагировал на эту публикацию, отметив, что компания разработает замену Atlas 5 в установленные сроки.
Российский двигатель РД-180 один, а американских компаний, которые разрабатывают ему замену, — как минимум две. Кроме того, уже сейчас альтернативой дорогому Atlas 5 выступает дешевая Falcon 9 компании SpaceX. Эту компанию бывший член палаты представителей от Республиканской партии США Рон Пол вообще назвал монополистом. Негодование сенатора вызвал законопроект, запрещающий ВВС США с 2018 года разрабатывать новые космические ракеты и ограничивающий финансирование разработок двигателей для них.
РД-180
Фото: Wikipedia
Реакцию республиканца сложно назвать адекватной для страны с развитой рыночной экономикой. Пуски Falcon 9 в интересах Пентагона оцениваются примерно в 90 миллионов долларов (это в 1,5 раза больше стоимости коммерческих стартов), пуски Atlas 5 обходятся военным как минимум в 1,5 раза дороже. Кроме того, ежегодно на поддержание пусковых возможностей, фактически — старых технологий, ULA выделяется несколько сотен миллионов долларов, тогда как SpaceX просит деньги только за пуск.
Сегодня стоимость одного РД-180, главного компонента Atlas 5, для американского покупателя не превышает 30 миллионов долларов, потому расходование средств ULA вызывает много вопросов. В компании пытаются найти на них ответы. Во-первых, носитель Atlas 5 гораздо надежнее Falcon 9 — всего один пуск первой ракеты прошел неудачно (российский двигатель тут ни при чем). Во-вторых, Atlas 5 способен выводить нагрузку на все восемь орбит, необходимых военным, тогда как Falcon 9 — только на четыре. В-третьих, военных не совсем устраивают двигатели Merlin 1D+ на Falcon 9 в отличие от РД-180 на Atlas 5 (циклограмма не столь точна).
Кроме того, на Atlas 5 запланировано множество пусков не только Пентагона, но и НАСА. И если нагрузки к Луне или Марсу еще можно приспособить для пусков с Falcon 9 или планируемой к запуску в ноябре 2017 года сверхтяжелой Falcon Heavy (а это неизбежно приведет к удорожанию программ), то пилотируемый космический корабль CST-100 Starliner может стартовать лишь с Atlas 5. Причина тут не только технологическая, но и политическая: разработчик CST-100, компания Boeing — соучредитель ULA.
«Сегодня у нас есть два оператора космических пусков — ULA и SpaceX, которые, независимо от того, что происходит с российским РД-180, смогут в избытке предоставить услуги пусков при помощи Delta 4 от ULA и Falcon 9 от SpaceX. В конце концов, готовится также Falcon Heavy. Не будет перерыва в возможности запуска. В ближайшее время Atlas 5 никуда не денется. У ULA достаточно Atlas 5 для запусков до 2019 года», — заявил в 2016 году Маккейн.
Открытие ракетного завода Blue Origin в Алабаме
Фото: @HsvMayorsOffice
Стоит отметить, что стоимость одного пуска Delta 4 минимум в три раза (в зависимости от конфигурации) больше, чем и так недешевой Atlas 5, хотя первая ракета полностью перекрывает возможности второй, а полагаться на носитель Falcon Heavy, пуск которого оценивается в 90 миллионов долларов, пока рано. Falcon Heavy на первой ступени при старте задействует 27 двигателей, Маск полагает, что первый пуск с высокой вероятностью пройдет неудачно. Кроме того, на Atlas 5 запланированы первые пуски к МКС многоразового космического грузовика Dream Chaser, однако возможен, после небольших доработок, старт и на европейской Ariane 5 или Falcon Heavy.
В ULA работают над Vulcan (фактически Atlas 6), на который планируется установить американский двигатель. Вероятнее всего, РД-180 заменят на BE-4, первый экземпляр которого представила в марте 2017 года компания Blue Origin. Двигатель AR1 компании Aerojet Rocketdyne, ближайшего конкурента BE-4, разрабатывается не так интенсивно: Пентагон оценивает отставание в два года, хотя в Aerojet Rocketdyne планируют уложиться в срок.
Главное преимущество AR1 перед BE-4 — возможность установки не только на Vulcan, но и на Atlas 5 — вместо РД-180. AR1, как и РД-180, — жидкостный ракетный двигатель закрытого цикла. Топливо — керосин, окислитель — кислород. Двигатель BE-4 работает на жидком метане. Главный недостаток AR1 — стоимость его разработки, которая оплачивается государством (около миллиарда долларов). В отличие от AR1, BE-4 создается исключительно на средства Blue Origin.
В мае 2017 года на одном из испытательных стендов BE-4 произошел взрыв. Хотя Blue Origin — не публичная компания, о случившемся сообщили. В штате Алабама глава Blue Origin, один из самых богатых людей планеты Джефф Безос анонсировал открытие фабрики по производству BE-4. Партнером выступила ULA, инициатива получила поддержку властей штата. По всей видимости, у AR1 на фоне BE-4 нет никаких шансов.
Кроме Vulcan, BE-4 планируется устанавливать на собственный носитель New Glenn, который также разрабатывается в Blue Origin. Первый пуск Vulcan запланирован на 2019 год, старт New Glenn — на 2020 год. В Пентагоне и НАСА справедливо опасаются не столько переноса пуска, сколько недостаточной надежности новой ракеты. Проще закупить у России достаточный запас РД-180 и не беспокоиться о политической ситуации.
Макеты ракет ULA
Фото: @ulalaunch
Хотя российская сторона неоднократно подчеркивала, что доступ США в космос зависит от поставок российских двигателей (кроме РД-180 для ULA, «Энергомаш» поставляет еще РД-181 для ракет Antares компании Orbital ATK), это лишь небольшая доля правды, и почти вся она — экономическая. У США есть гарантированный доступ в космос при помощи Delta 4, которые, правда, слишком дороги. Кроме того, есть носители Falcon 9 (программу Space Shuttle свернули не столько по соображениям безопасности, сколько из-за ее дороговизны; в 2018 году запланированы испытательные полеты пилотируемых кораблей Dragon 2 и CST-100).
В New Glenn Безос уже вложил 2,5 миллиарда долларов, к настоящему времени заключены контракты на шесть запусков (один в интересах Eutelsat и пять — OneWeb). Большая часть средств на New Glenn пошла на разработку BE-4, владелец Amazon рассматривает это как долгосрочную инвестицию. Именно Blue Origin, а не ULA, станет основным конкурентом SpaceX после того, как будет запущен New Glenn.
В сложившейся ситуации дни российского РД-180 сочтены. По данным «Ъ», в конце сентября 2017 года «Энергомаш» должны в последний раз посетить представители ULA, американская и российская стороны договорятся о дополнительной закупке российских двигателей. Это позволит США продержаться как раз до 2024 года, когда у них появится полноценный аналог российского двигателя. При этом в ULA затягивали решение вопроса, для воздействия на партнеров в «Энергомаше» решили использовать переговоры с Китаем.
В июне 2016 года сообщалось, что не исключены поставки РД-180 в КНР. В августе 2017 года в «Роскосмосе» заявили, что планируют подписать с Китайским национальным космическим управлением программу на 2018-2022 годы, предусматривающую, в том числе, проекты в области ракетного двигателестроения.
По времени это практически совпадает с открывающимся сегодня в Пекине авиационно-космическим салоном Aviation Expo China — 2017. Не вызывает удивления, что в мероприятии примет участие «Энергомаш». «На стенде предприятия участники и гости выставки смогут ознакомиться с моделями двигателей РД-180 и РД-181, которые устанавливаются на первые ступени американских Atlas 5 и Antares», — информирует предприятие.
Таким образом, российская история РД-180 может закончиться одновременно с завершением действия нового соглашения с ULA. А китайская — начаться, если стороны сумеют договориться и реализовать планы в области ракетных двигателей уже на мощностях КНР.