Новое поколение космической техники нуждается в носителе грузоподъемностью 75 тонн и более
В последние год-полтора, когда шло интенсивное обсуждение ныне уже принятого проекта Федеральной космической программы (ФКП) на 2016–2025 годы, по ряду причин почти не слышны были голоса тех, кто не поддерживал ставки на использование в качестве средства выведения исключительно модельного ряда ракет-носителей "Ангара". Те, кто имел аргументы против этого, просто выводились из игры. Так больше года был "лишен слова" бывший президент, генеральный конструктор (2007–2014) РКК "Энергия" Виталий Лопота, который всегда открыто отстаивает свои научные и инженерные взгляды. В Российской академии наук его считают одним из наиболее профессиональных специалистов-практиков и реальным идеологом космонавтики будущего. Интервью "Военно-промышленному курьеру" – первая для него возможность высказать свою точку зрения на ФКП-2025 после того, как домашний арестсменили на подписку о невыезде.
– Виталий Александрович, как вы оцениваете основные положения ФКП на период до 2025 года в части ракет-носителей с учетом того, что ставка сделана по сути на единственный носитель – "Ангару" в разных модификациях?
– Сначала давайте проанализируем, какие тенденции в мире, какие полезные нагрузки имеются сейчас и появятся в ближайшей перспективе. Именно они определят облик носителей, которые будут эксплуатироваться ведущими космическими державами.
«Боинг» заинтересован в наших компаниях. Найдутся здравомыслящие люди, которые всерьез займутся «Морским стартом»
Спутники связи и телекоммуникаций обеспечивают транспортировку пользователям трети всех информационных потоков на Земле. Они работают главным образом на геостационарной орбите, за последние 50 лет достаточно плотно заполненной спутниками. Так что ее ресурс для размещения телекоммуникационных космических аппаратов почти исчерпан. В настоящее время на ГСО находятся около полутора тысяч объектов, из них реально действующих 300–400. В любую географически важную точку орбиты размещают как можно больше телекоммуникационных спутников, чтобы каждый обеспечивал лучшее покрытие поверхности Земли, имел максимум каналов связи и наивысшую производительность. Например, в ходе боевых операций, проводившихся США с участием сил НАТО в Ираке и Афганистане, обеспечивались потоки информации (голос-видео-данные) на уровне 20–30 Гбит/сек на театр военных действий.
Возможности российской космической группировки в 2015 году, то есть 20 лет спустя, не превышали 20 Гбит/сек на весь земной шар. Сравнение не в нашу пользу.
В 2015 году США продемонстрировали свои телекоммуникационные возможности качественно нового уровня на аналогичном ТВД, обеспечив более 54 Гбит/сек (это примерно семь тысяч видеоканалов в реальном масштабе времени). Такой технологический уровень обеспечивает им глобальное информационное превосходство. Полагаю, что наши военные аналитики и стратеги это хорошо знают и понимают. И если мы хотим быть защищенными, должны обеспечить сравнимые или асимметричные возможности.
На телекоммуникационных спутниках нашего уровня технологий последних 15–20 лет количество приемо-передающих блоков на одном борту составляет несколько десятков, а на самых современных спутниках США и Евросоюза, которые уже появились на орбите, число таких транспондеров от нескольких сот до тысячи и более.
Чтобы нарастить наши технологические возможности в области телекоммуникаций, необходимо повышать энергетику и массу полезной нагрузки и как следствие – общую массу спутников связи. Современный уровень – примерно пять-шесть тонн. Такая полезная нагрузка неподъемна для "Ангары".
И она пока никак себя не проявила. Было всего два запуска: один – универсального ракетного модуля ("Ангары-1.2ПП"), другой – "Ангары-5". Я не видел опубликованных данных, какую массу полезной нагрузки удалось вывести. Полагаю, что для "Ангары-5" это порядка 20 тонн на низкую орбиту, высотой 200 километров.
Полезный груз, поднимаемый ракетой-носителем на геопереходную орбиту, составляет менее одной седьмой массы, выводимой на низкую. Получается, что "Ангара-5" способна доставить на геопереходную орбиту не более 2,5 тонны, то есть спутники связи легкого и среднего классов. Именно поэтому разработанные в последние годы военные телекоммуникационные спутники серии "Сфера" оказалось нечем выводить, причем даже в варианте с усечением многих функций.
Для качественного информационного обеспечения огромной территории России в ближайшем будущем мы будем обязаны иметь ракету-носитель, способную выводить нагрузку не менее 50 тонн на нижнюю орбиту. Так что меня удивляет сформированное в стране мнение о программе создания до 2030 года ракет-носителей грузоподъемностью 25–35 тонн, которые в обозримой перспективе не смогут обеспечить эффективное выведение в космос полезных нагрузок по пилотируемым и специальным программам. Притом что почти два года назад руководство страны поручило подготовить и внести предложения по созданию сверхтяжелой РН.
– А как обстоят дела с носителями для космических аппаратов дистанционного зондирования Земли?
– Эти спутники – одно из важных направлений развития полезных нагрузок. Прогноз роста их массы в ближайшей перспективе – полторы-две тонны. Проблем вывода на орбиту таких аппаратов нет, он может обеспечиваться существующими надежными ракетами-носителями грузоподъемностью семь-восемь тонн.
Однако уже в ближайшем будущем для качественно нового и эффективного уровня геоинформационного обеспечения низкоорбитальное детальное наблюдение должно быть дополнено обзорным наблюдением Земли с геостационарных и высокоэллиптических орбит, на которых космические аппараты должны обеспечивать наблюдение с разрешением три – пять метров на пиксель. Для решения задач такого уровня необходимо создавать мощные оптико-электронные и радиолокационные системы диаметром не менее четырех-пяти метров и массой космического аппарата порядка шести-семи тонн. В этом случае для их выведения на заданную орбиту потребуются ракеты-носители грузоподъемностью более 50 тонн.
– Какие нагрузки ожидаются по части военного космоса, науки?
– Для обеспечения обороноспособности и безопасности государства необходимы высокоэнергетические многофункциональные космические аппараты. Речь идет о девяти-десяти тоннах как минимум. В условиях импортозамещения можно спрогнозировать возрастание массы этих аппаратов до 12 тонн и более. Для их выведения на рабочие орбиты (геостационарная, высокоэллиптическая и др.) требуются ракеты-носители с минимальной грузоподъемностью свыше 75 тонн.
Для реализации планируемых научных исследований и решения других экономически значимых задач на ближайшую перспективу вполне достаточны ракеты-носители среднего класса грузоподъемностью порядка 16 тонн.
– А какие потребуются для перспективной пилотируемой программы?
– В настоящее время вся пилотируемая космонавтика формируется вокруг проекта Международной космической станции. Партнеры договорились эксплуатировать ее до 2024 года. МКС – это уникальный орбитальный полигон для отработки космических технологий будущего. К концу 20-х годов ресурс американского сегмента может быть исчерпан. Создание российского сегмента вследствие финансовых и организационных трудностей существенно задержалось. Поэтому на базе новых модулей российского сегмента, которые создаются и будут введены в эксплуатацию в 2018–2022 годах, целесообразно сформировать инфраструктуру следующего периода и использовать ее в качестве орбитального порта на низкой околоземной орбите (международного, посещаемого, обитаемого) для эволюционного развития международной пилотируемой программы.
Сегодня для транспортного обеспечения МКС мы используем космические корабли массой менее 7,5 тонны. Надежные РН семейства "Союз", на которых мы летаем с середины 60-х, вполне достаточны для решения планируемых задач. На космодроме Восточный построен стартовый комплекс для РН "Союз". Выводимая полезная нагрузка для указанной последней модификации носителя декларируется до 9,2 тонны.
Масса корабля нового поколения для низкой орбиты, который у нас создается последние пять лет, будет примерно 12–14 тонн в зависимости от используемых материалов и конструкций. В лунном варианте с возможностью самостоятельного возвращения его масса возрастет примерно до 20 тонн. Для доставки к Луне и возвращения обратно с низкой орбиты Земли 20-тонный корабль необходимо разогнать до 2-й космической скорости (около 12 километров в секунду). Для решения этой задачи нужно к массе корабля добавить еще примерно 55 тонн конструкций и топлива. Итого для выполнения пилотируемой миссии на орбиту Луны и обратно нам потребуется ракета грузоподъемностью не менее 75 тонн.
Чтобы проводить содержательные исследовательские или колониальные лунные миссии, необходимо иметь межорбитальный пилотируемый комплекс – корабль и посадочно-взлетный модуль, лунную орбитальную инфраструктуру, базы на поверхности и прочее. Такие миссии достаточно прорабатывались с тщательным формированием бюджетов необходимых масс и энергии. Это экспедиции посещения, то есть должны опираться на подготовленную инфраструктуру и быть достаточно длительными. Разовыми полетами мы здесь ничего не добьемся. Базовая РН для таких миссий должна быть максимально большой грузоподъемности, не менее 75 тонн. Технологически это восьмипусковая схема. Первые три пуска – формирование пилотируемого межорбитального комплекса с необходимой инфраструктурой в максимально короткий промежуток времени. В течение последующих пяти – семи лет еще пять пусков для обеспечения деятельности миссии. Попытка реализовать лунную миссию 25–30-тонными носителями превращает ее в неэффективную и практически нереализуемую схему с 35–40 пусками.
Для марсианской экспедиции при условии создания мощной электроракетной энергетики (мощность двигателей – не менее 50 кВт) масса межорбитального комплекса, собранного на орбите Земли или Луны, по нашим расчетам, будет примерно 480 тонн. Реализацию такой миссии можно осуществить только сверхтяжелыми РН следующего поколения, отрабатывая все элементы ракетно-космических технологий на лунных полетах. Марсианская миссия может быть также реализована по восьмипусковой схеме. Длительность пилотируемых экспедиций для получения значимых результатов составит не менее трех лет, включая полтора года работы на орбите и поверхности Марса.
Таким образом, пилотируемая программа с новым поколением космической техники нуждается в РН грузоподъемностью 75 тонн и более на первом этапе и свыше 100 тонн на следующем. Идеология и хорошие технологические заделы имеются, но беспокоит одно – в последние годы создаются условия невостребованности имеющегося в России ракетно-космического потенциала.
Правильность изложенной идеологии подтверждается и нашими американскими коллегами – они создают сверхтяжелую РН SLS. В 2017–2018 годах будут проводиться ее летные испытания. Новый носитель рассчитан для решения задач, схожих с нашими. На первом этапе такая РН будет 70-тонной грузоподъемности, им этого хватает. Они запускают свои РН с 27–28 градусов северной широты, поэтому достаточно энергетики 70-тонного носителя. Мы же, имея точки старта гораздо севернее, сможем аналогичные задачи решить только 75-тонной РН. Географическое положение северной страны заставило нас создавать более мощные ракетно-космические технологии. Это великолепное интеллектуальное наследие академиков Королева и Глушко. Последний создал мощные двигатели РД-170/171 с тягой более 800 тонн, являющиеся сегодня основным конкурентным преимуществом России на мировом рынке. Только они в совокупности с другими ракетно-космическими технологиями в настоящее время могут обеспечить России необходимый уровень безопасности и лидерство на рынке.
– Какие перспективы у "Морского старта", варианты его использования?
– Сегодня я отдален от решения вопросов, связанных с "Морским стартом". Но могу сказать, что эта программа была одним из немногих проектов, который обеспечивал технологическую устойчивость наших стратегических ракетно-космических производств.
Лучшей площадки еще никто в мире не смог создать. Современнейший космодром морского базирования – робот, где полностью автоматизированы заправка и пуск РН с безлюдной автономно плавающей стартовой платформы с экватора или любой точки Мирового океана. Использовались самые передовые мировые технологии: ракетно-космические российские, судостроительные норвежские и американские телекоммуникационные.
Благодаря этому проекту сохранены и развиты наши наработки по программе "Энергия" – "Буран". Эти технологии и летно-технические характеристики РН не превзойдены до сих пор и являются базой для создания в России сверхтяжелой РН в кратчайшие сроки.
Все использованные в "Морском старте" норвежские и американские технологии выстраивались вокруг нашей ракетно-космической идеологии – стартовая платформа на воде при трехметровой волне у нас обеспечивает горизонтальность в пределах одного градуса. А на земле допустимое отклонение ракеты от вертикали – полтора градуса.
Когда создавался "Морской старт", были подписаны межправительственные соглашения, вышло поручение президента Ельцина и постановление правительства Черномырдина от 1997 года: начиная с 1998-го Минфин обязан формировать резервы денежных средств на участие России в данном проекте. И если бы это было выполнено, у нас не накопились бы долги.
Из-за проблем предыдущих периодов (неисполнение российских обязательств по соглашениям при создании и эксплуатации "Морского старта", неэффективное управление им) в 2010 году осуществлена реструктуризация проекта с возможным использованием современного морского космодрома в госпрограммах, включая его перебазирование на Дальний Восток. В связи с российско-украинскими политическими проблемами целесообразно было бы кооперацией наших предприятий за два-три года развернуть производство аналогичных и более мощных (на 15–20%) РН на территории страны.
Но оказалось, что готовый и эффективный в эксплуатации современный морской космодром мешает очень многим. Несмотря на поддержку проекта руководством страны, чиновники, включая прежнюю верхушку Роскосмоса, организовали в 2012–2014 годах мероприятия, блокировавшие привлечение оборотных средств на опережающее изготовление ракет для выполнения имевшихся заказов.
В настоящее время 95 процентов активов "Морского старта" принадлежит российской компании. После штатного функционирования космодром вынужденно законсервирован с обеспечением шестимесячной пусковой готовности и находится в базовом порту Лонг-Бич (Калифорния, США). Морской и наземный сегменты в хорошем техническом и технологическом состоянии. Имущественная оценка, проведенная компанией NSR в 2014 году, – примерно два миллиарда долларов.
По уровню реализованных технических и технологических решений морской космодром и сегодня остается наиболее совершенным, лучшим космодромом в мире, ориентированным на российские технологии. "Морской старт" и "Наземный старт" (Байконур), резервируя друг друга, могли бы стать полигонами для отработки всех компонентов сверхтяжелой РН, которые необходимы для обеспечения обороноспособности и безопасности нашей страны и усиления ее ракетно-космического потенциала.
Ракета "Зенит", запускаемая с "Морского старта" с экватора, выводит на орбиту полезной нагрузки на 30 процентов больше, чем стартующая с Байконура. Эти технологии надо развивать, мы все-таки морская держава. Тем более что для базирования в России и пирсы имеются – те, что строили под "Мистрали". Однако до последнего времени РКК "Энергия" прилагала усилия по продаже морского космодрома коммерческому инвестору по цене непрофильного актива – в 20 раз ниже оценки NSR. В 2009 году так пыталась поступить и компания "Боинг", готовившая процедуру банкротства "Морского старта".
С американцами нужно договариваться, вести диалог. Это наши коллеги по МКС, по пилотируемому космосу, по научным исследованиям. У нас очень много общего, очень хорошие на техническом, на инженерном уровне связи с "Боингом". Это Роскосмос должен учитывать. К тому же "Боинг" заинтересован в наших компаниях. Я все еще ожидаю, что найдутся здравомыслящие люди, которые всерьез займутся "Морским стартом", и мы не потеряем это уникальное российское изобретение.
В целом долгосрочное развитие страны должно быть направлено на обеспечение высокого уровня благосостояния населения и геополитическое закрепление в роли одного из лидеров, определяющих мировую повестку. Одно из важнейших условий этого – развитие космической деятельности. Успех России могут обеспечить только надежные, дешевые и эффективные средства выведения, пилотируемые корабли, спутники и другие элементы космической инфраструктуры. Их создание должно быть приоритетной национальной задачей, однако те, кто готовил ФКП-2025, почему-то забыли про главное – разработать и создать действительно сверхтяжелую ракету-носитель.
Беседовал Михаил Алексеев
Виталий Лопота
Опубликовано в газете "Военно-промышленный курьер" в выпуске № 31 (646) за 17 августа 2016 года
