Как выполняется «сверхтяжелое» поручение
Минувший апрель оказался весьма насыщенным космическими событиями, как и положено для месяца, в котором отмечается Международный день космонавтики.
В этом году 12 апреля прошло не особенно заметно. Зато запомнился следующий день, когда вице-премьер Дмитрий Рогозин и глава Роскосмоса Игорь Комаров докладывали президенту об их видении космического будущего России.
22 апреля представлен проект Федеральной космической программы (ФКП) на 2016–2025 годы.
“Игра с зачислением «Ангары-А5В» то в тяжелые, то в сверхтяжелые носители призвана скрыть, что поручения главы государства вряд ли будут выполнены”
28 апреля при запуске с Байконура ракеты-носителя «Союз-2.1а» с транспортным грузовым кораблем (ТГК) «Прогресс М-27М» произошла авария, из-за которой он оказался на нерасчетной орбите и после неуправляемого схода с нее упал в Тихий океан.
На этом фоне как-то незамеченными остались появившиеся уже в начале мая сообщения о том, что в апреле вышли из строя еще два космических аппарата российского производства – созданный в НПО машиностроения (город Реутов) по заказу ЮАР спутник дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) «Кондор-Э» и произведенный в ракетно-космической корпорации (РКК) «Энергия» по заказу Египта спутник ДЗЗ EgyptSat-2.
«ВПК» попросил экспертов, работающих в ракетно-космической отрасли, прокомментировать прозвучавшие в апреле заявления должностных лиц от космоса, а также аварийные события.
Но сначала – байка, которая, как представляется, имеет определенное отношение к тому, что происходит сегодня в отрасли. В уже далеком 2006 году только что назначенный на должность пресс-секретаря главы Роскосмоса известный предсказатель скорого развала США Игорь Панарин на первой встрече с журналистами сказал следующую фразу: «Я уже три недели в отрасли и понял ее проблемы». На что обозреватель «Коммерсанта» покойный Иван Сафронов-старший ответил примерно так: «Я в отрасли уже 30 лет, но не могу сказать, что все в ней понял».
Но вернемся к апрельским событиям. Автор этих строк по понятным причинам не могла быть 13 апреля на докладе Рогозина и Комарова первому лицу – там работал президентский пул. Поэтому наиболее яркое из сказанного – по цитатам из СМИ. Судя по ним, главу государства попытались, мягко говоря, ввести в заблуждение, представив 35-тонную «Ангару-А5В» как ракету-носитель сверхтяжелого класса (способностью выводить подобную нагрузку на низкую орбиту обладают ракеты всего лишь тяжелого класса). Однако президент не поддался и четко поставил задачу: «Тяжелая и так была предусмотрена, речь должна идти о сверхтяжелой ракете. Об этом надо думать».
Далее, представляя макет перспективного транспортного корабля нового поколения (ПТК НП) Игорь Комаров, если верить цитате, либо выдал сенсацию, либо допустил оговорку. «Это – ПТК НП, и как раз он обеспечит полеты и на Луну, и в дальний космос. Он сейчас разрабатывается Центром Хруничева, включен в Федеральную космическую программу, первый пуск планируем в 2021 и 2024 годах», – доложил глава Роскосмоса, видно, от волнения забыв, что ПТК НП разрабатывает совершенно иная фирма – РКК «Энергия».
Однако сроки были указаны, и, по имеющимся данным, глава государства поставил задачу ускорить реализацию космических программ.
Таким образом, президент акцентировал внимание руководства отрасли на двух задачах: создании сверхтяжелой ракеты-носителя (к таковым относятся РН с грузоподъемностью от 70 тонн) и ускорении реализации перспективных программ.
О том, как Роскосмос собирается выполнять полученные указания, 22 апреля рассказали его глава Игорь Комаров и руководитель Научно-технического совета (НТС) агентства Юрий Коптев.
Обращаясь к журналистам, Комаров сказал: «Сегодня у нас презентация разработанной нами Федеральной космической программы до 2025 года. В рамках процедуры обсуждения с экспертами и СМИ, с теми людьми, которые пишут, понимают и заинтересованы, мы хотели бы обсудить основные принципы, основы построения проекта ФКП, те задачи и те основные положения, которые мы направляем на согласование в министерства для того, чтобы учесть и ваше мнение, знать позицию общественности, той ее части, которая занимается и пишет про космическую деятельность».
Предлагаемая статья всего лишь один из ответов на более чем благое намерение Роскосмоса услышать мнение по крайней мере по двум позициям – сверхтяжелому носителю и ускорению реализации космических программ.
Неподъемные задачи
По словам Игоря Комарова, «мы формировали эту программу в соответствии с потребностями социально-экономической сферы и науки и, конечно, с прицелом в завтрашний день… при этом сегодня, в непростой экономической ситуации, мы ориентировались на реальные возможности экономики России и исходили из тех бюджетных ориентиров, которые дало нам правительство РФ».
В этой связи он сообщил, что предусматриваемые проектом ФКП расходы сократились с 2 триллионов 850 миллиардов рублей, намеченных осенью 2014 года, до 2 триллионов 4,5 миллиарда рублей. Главной жертвой секвестра стал проект создания сверхтяжелой ракеты-носителя.
«Мы перераспределили ресурсы и существенно оптимизировали затраты на средства выведения. Это является особенностью нашей программы. Это касается прежде всего средств выведения сверхтяжелого класса. При этом мы обеспечили до 2030 года при серьезной оптимизации расходы на средства выведения. По ракете-носителю сверхтяжелого класса это составило от 400 до 600 миллиардов рублей. При этом мы обеспечили до 2030 года, я подчеркиваю, вывод всех необходимых полезных нагрузок, которые заложены и в ФКП, и во всех других программах России», – сообщил Комаров.
По его словам, «также мы заложили ближайшее финансирование перспективных базовых изделий и технологий и включили в ФКП работы по созданию ракеты-носителя среднего класса нового поколения, ракеты-носителя тяжелого класса повышенной грузоподъемности до 35–37,5 тонны, а также межорбитальных буксиров».
Здесь впервые звучит тема ракеты-носителя среднего класса нового поколения. А как же тогда заброшенная прежним руководством Роскосмоса «Русь», разрабатывавшаяся как ракета-носитель среднего класса повышенной грузоподъемности? Не просматривается ли за этим решением опасение и понимание того, что предлагаемая «ракета-носитель тяжелого класса повышенной грузоподъемности до 35–37,5 тонны» (читай – «Ангара-А5В») будет неспособна решать перспективные задачи по пилотируемой тематике?
Однако Игорь Комаров уверен, что «этот вариант позволяет нам продолжать готовиться к пилотируемому облету Луны и впоследствии – к высадке на нее российских космонавтов в 2028–2029 годах».
«Как выглядит наша пилотируемая программа до 2025 года? Мы ориентируемся на ракету-носитель «Ангара-А5В» как основное средство осуществления полетов к Луне. Мы вводим в эксплуатацию космодром Восточный, продолжаем активно участвовать в международных проектах, углубляя сотрудничество с партнерами в НАСА и Европейском космическом агентстве (ЕКА), а также с другими странами», – заявил глава Роскосмоса.
Комментируя планы создать к 2021 году на Восточном стартовый комплекс РН «Ангара-А5В» и начать запуски по программе летно-конструкторских испытаний ПТК НП в беспилотном варианте, опрошенные «ВПК» эксперты говорят примерно следующее. ПТК для пилотируемых программ – РКК «Энергия» это уже неоднократно заявляла – последние пять лет рассматривается как вариант с массой 20 тонн. Чтобы разогнать корабль массой 20 тонн до 2-й космической скорости, нужно примерно 55 тонн топлива для того, чтобы по крайней мере выполнить миссию облета Луны. Грузоподъемность, которую сегодня объявляют, порядка 30–35 тонн, не решает эту задачу. С РН такой грузоподъемности можно будет, пожалуй, только испытать корабль в режиме входа в атмосферу со 2-й космической скоростью, которая будет достигнута в кратковременном режиме за счет гравитационного маневра.
Нам нужна ракета грузоподъемностью 75–85 тонн, не менее. А с учетом программы импортозамещения, отсутствия некоторых технологий, которые необходимы для работы на орбите, масса наших кораблей может только увеличиваться. Поэтому единственное конкурентное преимущество нашей страны – иметь ракеты сверхтяжелого класса с грузоподъемностью от 75 до 100 тонн и даже более. Мы располагаем всеми техническими и технологическими возможностями для этого, уверены собеседники «ВПК». Даже сегодня, если бы эту программу объявили, у нас есть космодром морского базирования и стартовый комплекс РН «Зенит» на Байконуре, на которых можно отрабатывать все необходимые технологии, компоненты, узлы, агрегаты для создания и испытаний модулей сверхтяжелого носителя.
В прошлом году РКК представила РН «Энергия-1К» в Роскосмосе вместе с целой линейкой РН типа «Энергия-К», и на очередном заседании НТС именно этот проект был отмечен как наиболее перспективный. Кстати, за разработку данной линейки бывший президент, генеральный конструктор РКК Виталий Лопота решением независимого жюри удостоен Золотой медали имени академика В. Ф. Уткина. Но в итоге решение принято другое, хотя РН «Энергия-1К» можно пускать и с «Морского старта», и с Байконура, интерфейсы это позволяют.
Говоря про «Энергию-1К», специалисты выражают уверенность, что она может быть создана в течение трех – максимум четырех лет с момента принятия решения. И это действительно ускорение, про которое говорил глава государства.
И вновь слово Игорю Комарову: «Мы продолжим развивать наши ракеты-носители, основываясь на следующих принципах: прежде всего нам нужно обеспечить независимый доступ в космос для России с нашей территории. И второе – унификация средств выведения. Мы будем серьезно сокращать номенклатуру и работать над унификацией эксплуатируемых ракет-носителей. Как я уже говорил, мы ориентируемся на «Ангару». При этом, безусловно, используем все больше современных технологий и в разработках учитываем создание экологически безопасного топлива. На его основе мы будем разрабатывать наши средства выведения».
Эксперты «ВПК» отвечают: для начала надо обозначить целевые нагрузки, для которых нужны те или иные ракеты. Под любые задачи на низкой орбите – а это спутники дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), связи, научные КА – нам достаточно РН грузоподъемностью до 16 тонн. Для освоения дальнего космоса, включая пилотируемые миссии, для перспективных разработок в интересах Минобороны требуется РН с грузоподъемностью 75 тонн и выше. РН с промежуточной грузоподъемностью – просто потеря времени и средств.
Хочу обратить внимание на то, что многие читатели не заметили – судя по их откликам на публикации «ВПК», когда говорят об отсутствии необходимости разработки «сверхтяжелой» из-за того, что для нее якобы нет полезной нагрузки. Такая РН нужна не столько для дальнего космоса, сколько для обороны. Ранее это косвенно признал глава НТС Юрий Коптев, сообщивший, что из-за отсутствия достаточно мощных ракет-носителей приходится снимать часть полезной нагрузки с перспективных военных КА.
И вновь слово экспертам. У нас есть все технологии, компоненты, узлы, агрегаты и системы, из которых мы могли бы сделать достаточно быстро универсальный ракетный модуль на основе нашего самого большого конкурентного преимущества – сверхмощного двигателя РД-170/171. «Мы же при наличии 800-тонного двигателя «перспективную» ракету делаем на 200-тонном двигателе», – иронизирует один из инженеров-конструкторов.
Несмотря на известное поручение главы государства, Комаров заявляет: «Мы отложили вопросы производства сверхтяжелой ракеты-носителя, которая могла бы выводить на орбиту 70 и более тонн полезной нагрузки. Мы планируем решить эти вопросы за счет двухпусковой схемы «Ангары-А5В». Я считаю на данный момент это оптимальным решением, которое позволяет существенно экономить средства».
Ответим словами специалистов. Роскосмос доложил главе государства, что в 2029 году планируется совершить полет к Луне и доставить на ее поверхность автоматический исследовательский модуль для рекогносцировки будущей базы. Но ракета для этой миссии должна быть большей, чем у «Ангары-А5В», грузоподъемности. Освоение дальнего космоса 30-тонными РН превратится в абсурд. Нужно выходить на грузоподъемность 130–140 тонн. Лунная программа, которая действительно будет шагом вперед, должна быть 15-летней. За это время при наличии 75-тонных носителей 8-пусковой схемой мы могли бы ее реализовать. Первые три пуска – формирование межпланетного орбитального экспедиционного комплекса, оснащенного межорбитальным буксиром. И еще примерно пять миссий 75-тонными ракетами – обслуживание программы в течение 15 лет. Тогда это было бы эффективно.
Что касается лунных миссий, специалисты РКК всегда говорили, что их надо начинать, отталкиваясь от МКС, от ее возможностей формирования экспедиционного комплекса. Для этого у нас есть международные партнеры. И осваивать дальний космос нужно вместе с ними. Это облегчает бремя российского бюджета, здесь можно еще и зарабатывать, предоставляя услуги российскими технологиями.
Но для этого нужно иметь конкурентоспособные ракеты. Дешевые, с хорошей грузоподъемностью. Эффективность выведения наших ракет, чтобы они были дешевыми, должна быть порядка четырех процентов, не менее. Напомню: этот показатель у «ракеты XXI века», как позиционирует Роскосмос «Ангару», не превышает 2,5 процента.
Все амбициозные программы по созданию действительно перспективных носителей нужно делать в согласии с нашими партнерами. Это быстрее, легче. На каком-то этапе можно даже использовать американские или европейские носители, допускают крамольную мысль собеседники корреспондента «ВПК». А самим в это время надо работать над носителями, которые действительно обеспечат наши конкурентные преимущества на следующем этапе. У нас есть все, чтобы сделать сверхтяжелую РН.
Впрочем, Игорь Комаров настроен оптимистично: «Мы будем делать научно-технический задел для того, чтобы в будущем можно было произвести эту (сверхтяжелую) ракету-носитель, возможно, на основе новых двигателей, новых материалов и новых технологий. Средства для этого закладываются. Мы, честно говоря, хотели бы реализовывать более амбициозный вариант программы, который бы более активно и агрессивно решал задачи по освоению дальнего космоса, Марса, по астероидной программе и другие, но исходили из реального состояния тех средств, которые могут быть выделены на реализацию ФКП».
В целом представляется, что игра с зачислением РН «Ангара-А5В» то в тяжелые (что соответствует действительности), то в сверхтяжелые носители призвана решить только одну задачу: до поры до времени скрыть, что поручения главы государства вряд ли будут выполнены.
«Черный» апрель отрасли
Речь про проблемы, безусловно, следует начать с «Прогресса М-27М», стартовавшего с Байконура 28 апреля на ракете-носителе «Союз-2.1а».
12 мая Игорь Комаров и его первый заместитель Александр Иванов, который возглавлял комиссию по выяснению причин аварийного пуска, представили журналистам предварительные выводы комиссии.
«Запевал» глава Роскосмоса, сообщивший, что поврежденный «Прогресс» оказался на орбите с высотой на 40 километров больше, чем целевая. «Подтверждены предварительные версии нештатного разделения, включающие два последовательных события, связанных с разгерметизацией, то есть вскрытием после выключения маршевого двигателя третьей ступени ракеты-носителя сначала бака окислителя, а затем и бака горючего», – уточнил Комаров.
Его дополнил Иванов: «Происходило все очень быстро. Интервал, за который все произошло, представляет собой 0,3–0,4 секунды. В этот момент пропала практически вся телеметрическая информация, которая шла с борта ракеты-носителя и частично – с борта ТГК. Основной задачей той группы, которая работала на первом этапе, было организовать сбор и дешифровку информации, сведение шкал ТГК и ракеты-носителя. Интервал времени, еще раз говорю, был 0,3 секунды. За этот момент произошло огромное количество событий, которые связаны и непосредственно с разделением ТГК и третьей ступени ракеты-носителя, пропаданием телеметрической информации, срабатыванием контактов отделения. Все это необходимо было восстановить, выстроить и попробовать понять, что же такое произошло, что привело к тому, что корабль оказался на 40 километров выше, 3-я ступень ракеты-носителя – на 20 километров ниже. По телеметрической информации мы видим, что корабль получил определенные повреждения. Необходимо было определиться, что это такое. Найти тот практически тротиловый эквивалент, который мог бы привести к такому броску корабля на 40 километров выше. И когда данные проанализировали, было обнаружено, что наддутые баки ракеты-носителя имеют достаточный запас энергетики, который при вскрытии (баков) может привести к этому результату. Все это было проанализировано, промоделировано. Мы теперь четко понимаем, что тех наддутых газами баков при вскрытии достаточно для того, чтобы развести эти две системы на такие расстояния, придав им такое ускорение. Для того, чтобы мы четко определили, что могло быть причиной разгерметизации бака окислителя и в дальнейшем – бака горючего, будет продолжена работа в комиссии, работа группы с привлечением основных НИИ отрасли для того, чтобы не только установить эту причину. Будет организована работа на основных предприятиях, чтобы определить, что могло привести к этому вскрытию. Будет проведено моделирование. Если необходимо, будут проведены эксперименты для того, чтобы четко и однозначно установить причину».
Нисколько не сомневаюсь в компетентности Александра Иванова. Подтверждение тому – его послужной список в ракетно-космической отрасли. Но червячок сомнения остается. Не менее компетентные представители ракетно-космической отрасли предлагают иную версию.
Взрыв двигателя, а не выброс газов при вскрытии наддутых баков окислителя и горючего третьей ступени ракеты-носителя «Союз-2.1а» стал причиной «вылета» семитонного ТГК «Прогресс М-27М» на 40 километров вверх над целевой орбитой. Вскрытие баков не причина, а следствие другого более энергоемкого события, каким мог быть взрыв двигателя третьей ступени. Именно он разметал в разные стороны от целевой орбиты ТГК и третью ступень, создав при этом несколько десятков обломков. Только он мог придать ТГК ту закрутку, которую мы наблюдали. Никаким выбросом газа этого сделать нельзя, равно как им нельзя нанести кораблю повреждения, о которых говорило руководство Роскосмоса.
Известны данные, согласно которым сразу после того, как ТГК оказался на нерасчетной орбите, Центр управления полетами попытался остановить раскрутку с использованием двигателей причаливания, однако на эту операцию не хватило горючего.
Полностью нельзя исключать еще одну версию произошедшего, связанную с вероятным сбоем в работе системы управления. Возможно, команда на отделение ТГК прошла раньше, чем нужно, при еще работавшем двигателе третьей ступени, которая тут же догнала корабль и ударила по нему.
Между тем 14 мая «Интерфакс» со ссылкой на источник, знакомый с ситуацией, сообщил о том, что произведенный в России и запущенный 19 декабря 2014 года в интересах ЮАР спутник ДЗЗ «Кондор-Э» по неизвестным пока причинам вышел из строя. Он несколько месяцев прекрасно работал на орбите, успешно прошел летные испытания и передан заказчику. Однако в начале второй декады апреля внезапно отказал, поделился информированный специалист, не вдаваясь в детали. Не исключается взаимосвязь произошедшего с «Кондором-Э», произведенным в НПО машиностроения, с тем, что случилось 12 апреля на борту египетского спутника ДЗЗ EgyptSat-2 российской постройки. Тогда на этом КА производства РКК по неизвестным причинам отказали основной и резервный бортовые цифровые вычислительные комплексы (БЦВК).
«12 апреля, в Международный день космонавтики, на EgyptSat-2 вдруг отказал основной БЦВК, затем через 15 секунд – резервный», – поделился с «Интерфаксом-АВН» источник в российской ракетно-космической отрасли. По его оценке, «такого не может быть по определению». Он скромно умолчал, что комплектов БЦВК на этом спутнике было не два, а несколько.
«На предприятиях – изготовителях спутников говорят о возможности неких внешних воздействий, – цитирует своего информатора «Интерфакс-АВН». – Есть вопросы к использованной импортной электронной компонентной базе, она, по всей видимости, не была категорий space и military». «10 и 15 апреля отмечались магнитные бури, которые могли повлиять на электронику», – предположил собеседник агентства.
По имеющейся информации, в настоящее время специалисты РКК и НПО машиностроения совместно с зарубежными коллегами пытаются реанимировать спутники.
Отказ за отказом
EgyptSat-2 был запущен 16 апреля 2014 года с космодрома Байконур с помощью ракеты-носителя «Союз». Он успешно прошел летные испытания и в январе 2015 года передан на управление заказчику – египетскому госкомитету по дистанционному зондированию и космическим исследованиям. Как ранее сообщили «Интерфаксу-АВН» в российской ракетно-космической отрасли, еще в ходе испытаний «после проведения юстировки телескопа качество полученных снимков превзошло наши самые смелые ожидания».
Формально EgyptSat-2 относится к разряду спутников ДЗЗ. Его высокие возможности по пространственному разрешению – до одного метра в панхроматическом режиме – позволяют говорить, что речь идет о спутнике двойного назначения.
Масса EgyptSat-2 превышает одну тонну. Предполагалось, что он прослужит на орбите высотой около 700 километров не менее 11 лет. По данным российских специалистов, египтяне были довольны работой спутника и вели речь о возможном заказе второго однотипного аппарата.
Спутник «Кондор-Э» был запущен 19 декабря 2014 года с космодрома Байконур с помощью конверсионной ракеты-носителя «Стрела». Он работал на круговой орбите с высотой около 500 километров и наклонением примерно 75 градусов. Масса космического аппарата – 1500 килограммов, срок активного существования – пять лет.
Первый запуск «Стрелы» выполнен с Байконура 5 декабря 2003 года с макетом космического аппарата «Кондор». Второй запуск – 27 июня 2013-го. На орбиту выведен российский космический аппарат ДЗЗ «Кондор». Корреспонденту «ВПК» не удалось уточнить у военных, как чувствует себя российский «Кондор».
КА этого типа разработки и производства НПО машиностроения строятся по модульному принципу и состоят из базовой платформы и полезной нагрузки. В качестве последней по желанию заказчика используется либо радиолокатор с синтезированной апертурой, либо оптико-электронная аппаратура.
Когда статья уже была подготовлена к печати, стало известно, что 16 мая произошла авария при запуске с Байконура РН «Протон-М» с мексиканским спутником связи MexSat-1. Особенностью этого ЧП стало то, что, похоже, оно впервые произошло при коммерческом запуске – ранее аварийные «Протоны» «валили» федеральные нагрузки…
Кстати, «Протон» пускали примерно в 9 утра. Согласно сообщениям информагентств Игорь Комаров появился в Роскосмосе позднее. Замечу, что его предшественники либо летали на пуски на космодромы, либо следили за ними из здания Роскосмоса, где для этого специально создан Центральный информационный пункт…
Алена Надеждина
Опубликовано в выпуске № 19 (585) за 27 мая 2015 года
