Хвостом вперед
Первую ступень ракеты, в составе которой будет находиться инновационный метановый двигатель, планируется сделать многоразовой.
— Благодаря этому мы рассчитываем не только снизить стоимость запуска, но и уйти от необходимости иметь большие поля отчуждения, на территории которых обычно разбиваются отделившиеся части, — пояснил заместитель соруководителя ассоциации «Аэронет» Павел Булат. — После отсоединения первой ступени на высоте около 100 км секция со спутниками будет выводиться на низкую опорную орбиту высотой в 200 км с помощью небольшого разгонного блока.
По словам эксперта, возвращаться с орбиты ступень будет хвостом вперед — с помощью раскрывшихся специальных решетчатых крыльев, которые стабилизируют полет и частично погасят скорость. В конечной фазе она будет плавно опускаться на землю на парашютах или задействовав двигатель.
Y3
Запуск ракеты SpaceX
Фото: Global Look Press/SpaceX
После успешной посадки двигатель новой ступени можно использовать повторно, поскольку за счет пониженной склонности к нагреву его ресурс составит около 30 пусков.
— Мечта об одноступенчатой ракете, способной взлетать и садиться без потери элементов конструкции, появилась еще в самом начале космической эры. Однако осуществить ее в то время не удалось из-за недостаточного уровня развития технологий, — рассказал генеральный директор компании Lin Industrial Александр Ильин. — В рамках нового российского проекта такой носитель может быть создан, поскольку проект подразумевает использование множества современных технологий. В числе которых и двигатель с соплом внешнего расширения, аналог которого пока не применяется на серийных образцах космических ракет.
По словам эксперта, подобная новация выглядит намного более эффективной, чем копирование концепции SpaceX, которое поставило бы российских инженеров в положение отстающей стороны. Таким образом, создание носителя позволит России не только получить новую систему, но и наработать технологии для последующего совершенствования легких ракет.
Точно в срок
Собеседники «Известий» высказались и о рыночных перспективах новинки.
— Сегодня малые космические аппараты в основном работают на низкой околоземной орбите, что делает данный сегмент рынка запусков очень емким: в год это сотни спутников, которые предназначены для выполнения коммерческих, научных и образовательных задач, — пояснил директор по маркетингу компании Sputnix Анатолий Копик. — В отличие от миссий с большими носителями запуски сверхлегких ракет позволят заказчикам не подстраиваться под время отправки основной полезной нагрузки, а выводить аппарат сразу на целевую орбиту.
Н2
Конференция «Баркемп 20.35»
Фото: facebook.com/Simon Cooper
Проект по разработке ракеты был представлен на конференции «Баркемп 20.35», организованной Национальной технологической инициативой в Санкт-Петербурге.
Стартовая масса носителя составит 15 т при полезной нагрузке 250 кг. Создать его готовую версию планируется в 2025 году. По предварительным оценкам, общая стоимость проекта по созданию носителя — около 12-14 млрд рублей. По мнению экспертов, инвестиции можно будет вернуть всего за 12 запусков.
Современный этап
В настоящее время самым мощными являются ракеты-носители «Протон-М» отечественного производства, европейские «Ариан-5», американские «Дельта-IV Heavy». Запуск ракеты подобных типов позволяет вывести на орбиту (200 км в высоту) полезный груз массой до 25 тонн. Такие аппараты могут донести до геопромежуточной орбиты приблизительно 6-10 тонн и до геостационарной – 3-6 тонн.
Отдельного внимания заслуживают ракеты-носители «Протон», так как они отыгрывали немалую роль в освоении космоса. Их использовали для реализации разных пилотируемых программ, в т.ч. для отправки модулей орбитальной станции «Мир». С его помощью в космос были доставлены «Звезда» и «Заря», важнейшие блоки МКС. Невзирая на то, что не все полезные запуски подобных ракет были успешны, «Протон» и сейчас остается самым востребованным ракетным-носителем: каждый год осуществляется примерно 10-12 стартов.
Первый запуск Virgin Orbit
Мы уже рассказывали вам о проекте Virgin Orbit и многочисленных усилиях, которые готовились к будущему запуску целых пять лет. За эти годы компания провела сотни испытаний ракетных двигателей, а также 20 испытательных полетов Boeing 747. В июле прошлого года мой коллега Рамис Ганиев рассказывал о сбросе космической ракеты с самолета. На этот раз ракету заправят топливом, а ее собственные двигатели после сброса запустятся автоматически.
Старт испытаний назначен на 10:00 по Гринвичу (12:00 по московскому времени) 24 мая 2020 года, с четырехчасовым окном в день, в течение которого может состояться фактический взлет. Миссия будет включать в себя полет модифицированного самолета-носителя Boeing 747 с пусковым устройством, которое отделится от 747 боинга и задействует собственные ракетные двигатели, чтобы завершить оставшуюся часть полета в космос.
Необходимо отметить, что подход Virgin Orbit отличается от традиционных пусков ракет, а использование самолета-носителя и вовсе означает, что он может взлетать с традиционных взлетно-посадочных полос. Согласитесь, это довольно удобно и космодромы не нужны. А чтобы всегда быть в курсе последних новостей и событий из мира науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram!
Так выглядит модернизированный боинг 747
Концепция, которая лежит в основе подхода Virgin Orbit направлена на снижение затрат и повышение доступности запуска малых спутников на орбиту нашей планеты. Согласно оценкам, затраты на запуск составляют около 12 миллионов долларов за полет, что является значительной экономией по сравнению с традиционными затратами на запуск и даже ценой миссий SpaceX. Напомним, стоимость одного запуска начинается от 62 миллионов долларов.
Для чего нужны спутники?
Астрономические спутники предназначны для исследования планет, галактик и других космических объектов; метеорологические спутники – для передачи данных для предсказания погоды, а также для наблюдения за климатом на планете. Стоит ли говорить, что научные исследования, коммуникация, навигация, телевидение – возможны благодаря спутниковым аппаратам на орбите нашей планеты.
Так выглядят боинг и ракета-носитель Virgin Orbit
Инженеры Virgin Orbit понимают, что летные испытания схожих систем, осуществленные правительственными организациями и частными компаниями, статистически заканчиваются провалом. В данном случае задача заключается в том, чтобы ракета-носитель пролетела как можно дольше, позволив бортовым приборам собрать как можно больше полезной информации. В случае успешного выхода в космос LauncherOne выведет на орбиту экспериментальный груз и сойдет с орбиты, чтобы не создавать помех другим аппаратам. В компании надеятся что все пройдет хорошо – это также позволит Virgin Orbit начать запуск для коммерческих клиентов уже в июле этого года.
Как пишут в официальном заявлении представители компании, если 24 мая LauncherOne поднимется на высоту 80 км, то это будет первый раз, когда этот вид стартовой системы достигнет космоса. Мы в Hi-News.ru желаеем британской компании успешно провести испытания и приглашаем всех желающих обсудить это историческое событие в нашем Telegram-чате!
Сопло на высоте
Приоритетом для создателей сверхлегкой ракеты стала минимальная стоимость доставки груза на орбиту, которую планируют довести до $10-20 тыс. за килограмм. На аналогичной по массе ракете «Электрон», разработанной американской компанией Rocket Lab., один килограмм полезной нагрузки обойдется заметно дороже. Так что новинка имеет хорошие шансы быть конкурентоспособной на рынке.
Н1
Ракета «Электрон»
Фото: Global Look Press/Rocket Lab
Добиться подобных результатов инженеры рассчитывают с помощью одноступенчатой схемы, для реализации которой необходим особый ракетный двигатель.
— Как правило, такая схема не используется в ракетостроении, поскольку существующие двигатели могут работать с максимальной отдачей только на определенных высотах. На прочих этапах полета они теряют тягу, — рассказал представитель компании «ВНХ — Энерго» Павел Чернышов. — Мы создаем всережимный двигатель внешнего расширения, который способен работать с сопоставимой тягой в течение всего времени, что носитель выводится в космос.
По словам ученого, одной из главных особенностей конструкции двигателя будет замена традиционного конического сопла Ловаля на сопло Тарасова-Левина, которое оставляет более плотную реактивную струю. Она имеет меньшую склонность к развертыванию в обратном направлении и созданию обратной тяги, негативно влияющей на КПД. Кроме того, данная особенность предохраняет элементы конструкции шаттла от воздействия реактивной струи без необходимости использования защитных экранов.
Запуски ракет: статистика
В целом с начала 20 века активность на космодромах мира существенно упала. Если сравнивать двух лидеров в этой отрасли – Россию и США, то последние каждый год производят намного меньше запусков, по сравнению с первой страной. В период с 2004 по 2010 год с космодрома Америки было запущено 102 ракеты, которые успешно справились с поставленными задачами. К тому же, было 5 неудачных запусков. В России успешно завершилось 166 стартов, а 8 закончились аварией.
Среди числа неудачных запусков аппаратов особо заметными являются аварии «Протон-М». С 2010 по 2014 год в результате таких неудач были потеряны не только амии ракеты-носители, но и несколько спутников и даже один иностранный аппарат. Конечно же, подобная ситуация с одной из самых мощных ракет-носителей не могла остаться без внимания: были уволены чиновники, а также причастные к возникновению таки неудач. Кроме того, начали создаваться проекты по совершенствованию космической индустрии России.
Сегодня, как и 50 лет назад, человек не менее заинтересован в освоении космоса. Современный этап отличается возможностью плодотворного международного сотрудничества, что эффективно реализуется в проекте МКС. Но многие моменты нуждаются в доработки, пересмотра или модернизации. Хочется верить, что с использованием новых технологий и знаний статистика запусков в будущем будет более радужной.
Проблемы переходного периода
В настоящее время в России есть только одна ракета-носитель тяжелого класса, способная вывести на низкую околоземную орбиту более 20 т полезной нагрузки. Это «Протон», впервые полетевший в 1965 году. Именно с его помощью в космос выводятся тяжелые военные космические аппараты и спутники связи, чаще всего работающие на геостационарной орбите. Собственные ракеты тяжелого класса — пропуск в ряды элиты мировой космонавтики, и такие имеют лишь США, Китай, Россия и Евросоюз. Почти попала в этот клуб Япония, ее ракета H-IIB может вывести на низкую околоземную орбиту 19 т полезной нагрузки.
У российского «Протона» кроме возраста есть несколько серьезных проблем. В качестве топливной пары в этой ракете используются токсичные вещества — несимметричный диметилгидразин и тетраоксид азота. Несимметричный диметилгидразин, он же гептил, очень ядовит. В топливных баках первой ступени ракеты, после запуска падающих на территорию Казахстана, остается немного гептила, и это служит причиной постоянных претензий казахских природоохранных организаций.
Большие надежды
Российская ракета-носитель тяжелого класса «Ангара-5»
Фото: Министерство обороны РФ/mil.ru
Что еще хуже, для запуска «Протона» в настоящее время есть лишь три работоспособных стартовых площадки, но все они находятся в Казахстане, на территории космодрома Байконур. Расположенная там же четвертая площадка в настоящее время неисправна и не функционирует. Получается, что запуски единственной российской тяжелой ракеты напрямую зависят от позиции Казахстана и могут оказаться под угрозой, например, в случае смены политического курса в этой стране.
Кроме того, «Протон» сложно использовать для пилотируемой программы, опять-таки из-за токсичной и чрезвычайно опасной топливной пары. В Советском Союзе во время разработки транспортного корабля снабжения (ТКС) «Протон» получил сертификат на возможность совершения пилотируемых полетов. Тогда предполагалось использовать ТКС как большой многофункциональный пилотируемый корабль. Но даже несмотря на получение разрешений, ни одного пилотируемого запуска с «Протоном» так и не было сделано.
Впрочем, стоит отметить, что ракеты на гептиле использовались для запуска пилотируемых кораблей и в других странах. Это американская Titan II GLV, использующая аэрозин (смесь гептила и гидразина), и китайская CZ-2F.
Большие надежды
Ангара-5
Фото: Министерство обороны РФ/mil.ru
Проблему замены «Протона» в «Роскосмосе» и его предшественниках пытаются решить уже достаточно давно. Во многом именно для этого и была задумана еще в 90-х годах прошлого века «Ангара». Предполагалось, что это будет целое семейство ракет, в том числе и тяжелая кислород-керосиновая «Ангара-А5», способная заменить собой «Протон» и имеющая возможность совершать запуски с российских космодромов. Главным преимуществом семейства «Ангара» специалисты считают возможность использования универсальных ракетных модулей (УРМ). Ракеты в зависимости от грузоподъемности должны собираться из отдельных модулей, как из детского конструктора.
Ракета-носитель «Ангара-А5» стартовала с космодрома Плесецк
Пуск ракеты-носителя «Ангара-А5»
Пуск ракеты-носителя «Ангара-А5»
Пуск ракеты-носителя «Ангара-А5»
Пуск ракеты-носителя «Ангара-А5»
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Вывоз ракеты-носителя «Ангара-А5» на стартовый комплекс
Сегодня, 14 декабря 2020 года, в 08:50 по московскому времени с Государственного испытательного космодрома Министерства обороны Российской Федерации (космодром Плесецк) в рамках лётно-конструкторских испытаний ракетного космического комплекса «Ангара» произведен пуск ракеты-носителя тяжёлого класса «Ангара-А5». Она была принята на сопровождение наземными средствами Главного испытательного космического центра имени Г.С. Титова Космических войск ВКС.
Предстартовую подготовку и пуск ракеты-носителя выполнили боевые расчеты Космических войск воздушно-космических сил и дочерних предприятий Госкорпорации «Роскосмос». В расчетное время, через 12 минут 28 секунд после старта, орбитальный блок в составе разгонного блока «Бриз-М» и грузо-весового макета космического аппарата отделился от третьей ступени носителя. Дальнейшее его выведение на целевую орбиту осуществляется за счет работы двигательной установки разгонного блока «Бриз-М».
Основой для создания ракет-носителей семейства «Ангара» служат универсальные ракетные модули УРМ-1 и УРМ-2. Классы ракет-носителей «Ангара» компонуются из различного количества универсальных ракетных модулей УРМ-1 для нижних ступеней. В составе ракет-носителей лёгкого класса «Ангара-1.2» используется один УРМ-1. Предельной по количеству УРМ-1 может быть трёхступенчатая ракета тяжёлого класса «Ангара-А5».
В ракетах-носителях «Ангара» не используются агрессивные и токсичные компоненты топлива, что позволяет существенно повысить показатели экологической безопасности как прилегающих к стартовому комплексу районов, так и на территории падения отработавших ступеней ракет-носителей. Государственными заказчиками космического ракетного комплекса «Ангара» выступают Министерство обороны Российской Федерации и Государственная корпорация «Роскосмос», головной разработчик и изготовитель — Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева.
Видео: телеканал «Звезда»
Один переезд как два пожара
Руководитель «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин так говорил в 2018 году о необходимости быстрого перехода с «Протона» на «Ангару»: «Чем быстрее мы совершим этот переход, тем эффективнее у нас будет экономика данного предприятия и тем больше у нас появится возможностей свободного доступа России в космическое пространство. Поэтому задача поставлена так: в соответствии с уже подписанными контрактами произвести необходимое количество наших легендарных «Протонов» и затем этот проект закрыть. Далее летать исключительно на «Ангаре».
Однако переходный период несколько затянулся.
Большие надежды
Макеты ракет-носителей
Фото: РИА Новости/Рамиль Ситдиков
Основной причиной такого длительного перехода стал переезд производства ракет из Москвы (Центр имени Хруничева) в Омск (ПО «Полет»). Процесс перемещения производства стартовал еще в 2015 году и растянулся на пять лет, а вместе с тем растянул и программу летно-конструкторских испытаний ракеты. Первый полет «Ангары-А5» был проведен в декабре 2014 года, а второй спустя почти шесть лет, 14 декабря 2020 года.
Пуск ракеты-носителя «Ангара-А5» с космодрома Плесецк
14 декабря 2020 года с космодрома Плесецк был произведен запуск тяжелой ракеты-носителя «Ангара-А5». Подробности — в фотогалерее «Известий»
Фото: Минобороны РФ
Пуск ракеты-носителя «Ангара-А5» с космодрома Плесецк
Пуск был произведен боевым расчетом Космических войск Воздушно-космических сил
Фото: Минобороны РФ
angaga2020_14
Ангара-А5» — первая тяжёлая ракета-носитель, разработанная в России после распада СССР
Фото: Минобороны РФ
Пуск ракеты-носителя «Ангара-А5» с космодрома Плесецк
Все предстартовые операции и старт ракеты космического назначения «Ангара-А5» прошли в штатном режиме
Фото: Минобороны РФ
Пуск ракеты-носителя «Ангара-А5» с космодрома Плесецк
Длина ракеты составляет более 55 м, стартовая масса 773 тонны
Фото: Минобороны РФ
Пуск ракеты-носителя «Ангара-А5» с космодрома Плесецк
Для транспортировки двигательного блока ракеты к месту старта применяется особый железнодорожный состав
Фото: Минобороны РФ
Пуск ракеты-носителя «Ангара-А5» с космодрома Плесецк
Это второй испытательный старт ракеты «Ангара-А5» с космодрома Плесецк
Фото: Минобороны РФ
Пуск ракеты-носителя «Ангара-А5» с космодрома Плесецк
Предыдущий старт ракеты-носителя «Ангара-А5» состоялся в декабре 2014 года
Фото: Минобороны РФ
Пуск ракеты-носителя «Ангара-А5» с космодрома Плесецкangaga2020_14
Ракеты была разработана и производится ФГУП «ГКНПЦ имени М. В. Хруничева»
Фото: Минобороны РФ
Пуск ракеты-носителя «Ангара-А5» с космодрома Плесецк
Успешный запуск стал несомненным успехом российской космонавтики
Фото: Минобороны РФ
Пуск ракеты-носителя «Ангара-А5» с космодрома Плесецк
Построение перед стартом, боевой расчет ВКС к выполнению задания готов
Фото: Минобороны РФ
Пуск ракеты-носителя «Ангара-А5» с космодрома Плесецк
Ракета стартовала в 8 часов 50 минут по московскому времени
Фото: Минобороны РФ
Пуск ракеты-носителя «Ангара-А5» с космодрома Плесецк
Ракета взята на сопровождение наземными средствами слежения ВКС России
Фото: Минобороны РФ
Судя по всему, теперь переходный период подходит к концу. Российская космонавтика, по мнению многих наблюдателей, переходит на качественно новый этап развития, позволяющий вернуть утраченные было позиции.
