На смену одноразовым ракетам должны прийти космические транспортные комплексы многоразового использования
Пилотируемая космонавтика относится к числу высокотехнологических отраслей машиностроения с большим периодом окупаемости затрат. Поэтому просчеты и ошибки в стратегическом планировании развития ракетно-космической техники болезненно сказываются на национальной космической программе. В качестве примера достаточно привести историю создания и эксплуатации американской транспортной системы Space Shuttle, которая, просуществовав более 30 лет, состарилась и ушла на покой, похоронив 14 астронавтов и шансы на продолжение линии крылатых орбитальных кораблей.
Русский вектор
В отечественной космической истории таких просчетов тоже достаточно. Но вот линия на создание пилотируемых орбитальных станций, сформулированная и осуществляемая нашими инженерами, по сей день обеспечивает очевидное лидерство отечественных технологий в разработке и эксплуатации орбитальных станций, история которых началась 19 апреля 1971 года. В этот день первая орбитальная станция «Салют» положила начало новому вектору в освоении космического пространства. В дальнейшем этот подход был продолжен в орбитальных комплексах «Салют-7», «Мир», МКС. Именно к этому вектору последовательно присоединились США, Европа, Япония, Канада и другие страны.
Еще одно, пожалуй, самое важное достижение отечественной ракетно-космической промышленности – превосходство российского космического машиностроения в создании ракетных двигателей, не имеющих до сих пор мировых аналогов. Даже такие ЖРД (жидкостные ракетные двигатели), как F-1, американская лунная ракета Saturn-V, уступают аналогичным нашим двигателям РД-171 по величине тяги и удельному импульсу (или, говоря проще, по расходу топлива на единицу тяги). Достаточно сказать, что двигателями РД-180, которые признаны американцами лучшими в мире и представляют собой уменьшенный вдвое РД-171, оснащены современные американские ракеты Atlas-V. А «четвертина» РД-171 – основа двигательной установки ракеты «Ангара», которая должна выйти на летные испытания в 2013 году.
Начало следующего пятидесятилетия отечественной пилотируемой космонавтики положено постановлением правительства РФ о создании космодрома «Восточный» в Амурской области. Сейчас уже существует проектный план нового космодрома со стартовым и техническим комплексами, измерительным и командным пунктами, дорогами и другими жизненно важными сооружениями.
Из опубликованных Роскосмосом материалов следует, что на новом космодроме предполагается развернуть одноразовую ракету-носитель «Русь-МП» грузоподъемностью около 23 тонн, оснащенную двигателями РД-180. Такое решение свидетельствует о том, что у нашей «Технологии создания новых поколений ракетно-космической техники» нет будущего, вернее, дорога, по которой приказано идти ракетной отрасли, – это путь в прошлое за большие деньги. Доказательством тому служат следующие обстоятельства.
Куда тянет локомотив прогресса
Во-первых, в составе новой РН «Русь-МП» предполагается использовать двигатели, на которых американцы летают уже семь лет, а к моменту ввода в эксплуатацию нашей перспективной РН – 2015 год – отставание от США составит более 11 лет.
Во-вторых, результат принятых решений – это не только отставание, но, что значительно страшнее, уничтожение конструкторской мысли в конструкторских бюро, создающих ракетные двигатели. Дело в том, что система средств выведения нашей страны при таком раскладе будет построена на уже созданных двигателях РД-191 (система средств выведения «Ангара») и РД-180. Следовательно, пока будут эксплуатироваться ракеты, оснащенные этими двигателями, потребности в новых ЖРД не будет. Значит, кроме авторского сопровождения производства уже созданных двигателей, потребности в разработке новых двигателей не будет еще лет 50.
В-третьих, сегодня одноразовые ракеты, способные доставить на низкую околоземную орбиту грузы массой до 20 тонн, успешно эксплуатируют США (Atlas-V, Delta-IV), Россия (Протон, «Ангара А5» с 2013 года), Европа (Ariane-5), Япония (H-IIA), Китай (CZ-5). Амбициозные планы в этом направлении осуществляют Индия и Южная Корея.
Возникает вопрос, зачем России еще одна одноразовая ракета грузоподъемностью порядка 23 тонн, в то время как уже практически создана ракетная система «Ангара», летные испытания которой должны состояться в 2013 году?
Семейство РН «Ангара» создано на основе универсальных ракетных модулей УРМ-1 с двигателями РД-191. Оно включает в себя носители, способные доставлять на различные орбиты грузы массой от 3,8 до 25 тонн, а в перспективе – до 35 тонн, за счет комплектации различным количеством одинаковых модулей. Унификация модулей позволяет существенно сократить затраты на производство и эксплуатацию ракет.
Эх, раз, еще раз…
На смену одноразовым ракетам должны прийти космические транспортные комплексы со ступенями многоразового использования. В качестве такой системы, которая должна сменить РН «Ангара», может быть использована многоразовая ракетно-космическая система первого этапа МРКС-1. В ее состав входит ракета с многоразовыми возвращаемыми ракетными блоками, наземный комплекс с автоматизированной системой управления послеполетной, предполетной подготовкой и пуском ракеты.
Такая система, разработанная в ГКНПЦ им. М.В.Хруничева – крупнейшем предприятии космической отрасли, стала победителем конкурса, который проводился Российским космическим агентством.
Система с минимальными затратами за счет применения многоразовых двигателей новой разработки, более эффективных, экологически чистых компонентов топлива, многоразовых ракетных блоков, автоматизированных технических и стартовых комплексов позволяет выводить в космос грузы массой от 20 до 47, а в перспективе до 60 тонн.
Для сравнения достаточно сказать, что МРКС-1 для запуска пилотируемого корабля сжигает один двигатель тягой 150 тонн, а РН «Русь-МП» – три двигателя тягой более 370 тонн каждый (необходимо заметить, что стоимость двигателя пропорциональна его тяге).
Очевидным и понятным критерием эффективности близких по классу ракет служит такая величина, как расход топлива, а также фактор, определяющий стоимость пуска, – это масса одноразовых блоков и количество ракетных двигателей, которое расходуется за один пуск (см. таблицу).
Стоимость создания многоразовой системы, конечно, больше, чем стоимость создания ракеты «Русь-МП». Но детальный анализ показывает, что разница состоит только в затратах на научные исследования, что в полной мере соответствует требованиям президента России о необходимости инвестировать средства в новейшие технологии. По существу принятие программы создания многоразовой ракетно-космической системы означает лидерство страны в мировой космонавтике в течение следующих 50 лет.
Финансовые ресурсы на создание действительно инновационной, не имеющей мировых аналогов космической транспортной системы могут быть консолидированы, если цели создания МРКС-1 подчинить федеральную космическую программу. Для этого надо объединить затраты на космодром «Восточный», разработку нового двигателя и перспективные средства выведения.
Между тем Роскосмос претворяет в жизнь планы создания на новом космодроме весьма посредственной ракеты среднего класса повышенной грузоподъемности. Так, в январе 2011 года руководитель Роскосмоса – на тот момент Анатолий Перминов – заявил: «Что касается ракетных комплексов, пилотируемых кораблей, они идут по отдельной федеральной космической программе, поэтому там общая стоимость создания перспективной пилотируемой транспортной системы, создания нового ракетно-космического комплекса «Русь-М», всего наземного технологического оборудования, космической инфраструктуры – там общая сумма около 180 миллиардов рублей. Вот общие цифры по созданию космодрома «Восточный» до 2015 года» (Москва, РИА Новости).
Системный кризис в Роскосмосе повлек за собой принятие ошибочных решений. Очевидно, что назрели перемены, о которых уже высказывались аналитики.
Текущий год – годовщина триумфа нашей космонавтики – может стать переломным, все зависит от того, найдется ли сила, способная исправить допущенные ошибки и сделать практическую космонавтику локомотивом технологий. Чтобы стать двигателем прогресса, у космической отрасли имеются почти все необходимые условия.
Владимир Григорьевич Власенко - кандидат технических наук. Департамент инновационного развития и стратегических исследований ФГУП "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В.Хруничева". Статья отражает частное мнение автора
