Неладно у нас что-то в ракетно-космической отрасли. Всего за девять месяцев, то есть начиная с декабря 2010 года Россия в трех космических пусках так или иначе потеряла пять спутников различного назначения. И наконец как апофеоз – на прошлой неделе впервые за 30 с лишним лет пусков ракет типа «Союз» носитель разрушился в полете, а его обломки рухнули на территорию Алтайского края. Детальный разбор этого ЧП на страницах «ВПК» еще впереди. Почему новейшие космические аппараты стали косяком улетать за бугор? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Для начала попытаемся разобраться с предыдущими неудачами.
«Экспресс-АМ4»
Запуск состоялся 18 августа, как раз во время работы 10-го международного авиационно-космического салона «МАКС-2011». В 1.25 мск с космодрома Байконур стартовала ракета-носитель (РН) «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз-М» и новейшим спутником связи «Экспресс-АМ4». Особенностью этого запуска являлось то, что все три изделия – носитель, разгонник и спутник разработаны и произведены при участии Государственного космического научно-производственного центра (ГКНПЦ) им. Хруничева. На этот запуск прямо из Жуковского на Байконур прилетел глава Федерального космического агентства (Роскосмос) Владимир Поповкин.
Поначалу все шло вроде бы штатно: отработали три ступени РН, через 9 минут 42 секунды после старта ракеты на высоте около 180 километров от носителя отделился орбитальный блок в составе разгонного блока и космического аппарата (КА). Дальнейшее выведение спутника на целевую орбиту высотой около 36 тысяч километров должен был осуществлять разгонный блок. В течение девяти часов в нужных точках орбиты планировался запуск маршевого двигателя разгонника. Еще одна критическая операция – между третьим и четвертым включениями двигателя при формировании переходной орбиты орбитальный блок должен был сбросить дополнительный топливный бак (ДТБ) разгонника.
По данным телеметрии, до четвертого включения маршевого двигателя разгонник работал штатно. Дальше пошли непонятки. После того как двигатель разгонника отработал четвертое включение, на Землю перестала поступать телеметрия. До расчетного времени отделения космического аппарата (10.38 мск) специалисты надеялись, что несмотря на потерю сигнала, разгонный блок отработает пятое включение и выведет спутник на целевую орбиту. В любом случае первоначально специалисты измерительных пунктов Роскосмоса и Космических войск потеряли спутник, это косвенно указывало, что он по меньшей мере не вышел на расчетную орбиту.
Роскосмос сразу создал комиссию для расследования причин нештатного запуска. Судя по всему, до объявления итогов ее работы приостановлены запуски «Протонов», хотя по планам до 31 октября они должны были стартовать пять раз.
Уже во второй половине дня Роскосмос сообщил об обнаружении одного только разгонника. «В ходе работ по установлению связи с космическим аппаратом специалисты агентства задействовали все наземные измерительные средства космодрома Байконур, с помощью которых удалось обнаружить разгонный блок «Бриз-М», – утверждалось в официальном сообщении Роскосмоса. Более того, на южном космодроме сообщили, что один из измерительных пунктов зафиксировал пятое включение маршевого двигателя разгонного блока и отделение спутника. Однако при этом утверждалось, что «после проведения анализа и расчетов специалисты пришли к выводу, что и «Бриз-М», и «Экспресс-АМ4» выведены на нерасчетную орбиту».
Первые сведения о том, что во Вселенной появился новый объект, поступили от американской системы контроля космического пространства уже 19 августа. По информации с сайта этой системы, находящейся в ведении Стратегического командования США, в космосе присутствует некий объект, которому присвоен каталоговый номер 2011-045А.
Как пояснили корреспонденту «ВПК» в российской ракетно-космической отрасли, на тот момент существовали по меньшей мере три версии того, что может оказаться этим объектом А. «В самом благоприятном случае этот объект – спутник «Экспресс-АМ4». При таком варианте разгонный блок «Бриз-М» после отделения спутника должен перейти на так называемую орбиту увода и его должны были видеть с Земли. Также непонятно в этом случае, куда делся сброшенный перед четвертым включением маршевого двигателя разгонника дополнительный топливный бак, который тоже должен был на время остаться в космосе», – полагает эксперт.
«Второй вариант – объект А – это орбитальный блок в составе разгонного блока и космического аппарата. Такая ситуация возможна в случае, если спутник не отделился от разгонника. В этом варианте также возникает вопрос: куда делся ДТБ?» – отметил он.
«Третья версия и, возможно, самая вероятная – в космосе остался ДТБ. Это могло произойти в случае, если после четвертого включения маршевого двигателя разгонника из-за потери пространственной ориентации орбитальный блок вместо выхода на целевую орбиту направился к Земле», – считает эксперт.
Практически при полном молчании компетентных российских структур все точки над «i» 20 августа расставило все то же Стратегическое командование Пентагона. К тому времени американцы уже видели три новых объекта в космосе и даже идентифицировали их. Прежний каталоговый номер объекта А – 2011-045А получил спутник «Экспресс-АМ4», разгонный блок «Бриз-М» обрел номер 2011-045B, ДТБ – номер 2011-045C. При этом оказалось, что спутник далек от целевой орбиты.
В момент обнаружения американцами «Экспресс-АМ4» находился на орбите со следующими параметрами: наклонение – 51,3 градуса (у целевой орбиты – 20,5), высота орбиты в апогее – 20,317 километра (должно было быть у целевой орбиты 35,800), в перигее – 1,007 километра (должно было быть 5,217). Из этих данных легко заметить, что спутник здорово «недотянул» до целевой орбиты и к тому же оказался на орбите, значительно отличающейся от целевой по наклонению.
Что произошло с орбитальным блоком после отработки четвертого включения маршевого двигателя? Похоже, ответ на этот вопрос мы никогда не узнаем, поскольку с него не поступала телеметрия. Смогут ли специалисты реанимировать спутник и за счет его двигателя вывести в предназначенную для него точку стояния 80 градусов восточной долготы на геостационарной орбите? Сейчас сложно говорить что-либо определенное на этот счет. Ясно одно – есть отличная от нуля вероятность потери спутника. Тем не менее, как сообщила 23 августа пресс-служба Роскосмоса, сформирована совместная рабочая группа для определения возможности перевода космического аппарата на расчетную орбиту и его последующего использования по целевому назначению при условии включения бортовых систем.
Чего может лишиться Россия с потерей «Экспресса-АМ4», претендовавшего на право стать самым мощным телекоммуникационным спутником, построенным в Европе? Как уже упоминалось, этот спутник был создан в ГКНПЦ при участии европейской компании EADS Astrium на базе хорошо зарекомендовавшей себя спутниковой платформы Eurostar E3000. Он предназначался для предоставления пакета услуг (цифровое телерадиовещание, телефония, видеоконференцсвязь, передача данных, доступ к сети Интернет, создание сетей связи на основе технологий VSAT) почти на всей территории России, а также стран СНГ и Центральной Европы.
«Сложившаяся ситуация с выводом на целевую орбиту космического аппарата «Экспресс-АМ4» ставит под угрозу выполнение установленных сроков по обеспечению цифровым телевизионным вещанием 19 регионов России», – признали в Российской телерадиовещательной сети. Для этих зон Федеральная целевая программа предусматривала аренду восьми транспондеров спутника, которые позволяли бы транслировать наряду с федеральным пакетом программ и региональные пакеты.
«Гео-ИК-2»
1 февраля этого года с космодрома Плесецк стартовала ракета-носитель «Рокот» с разгонным блоком «Бриз-КМ» и военным геодезическим спутником «Гео-ИК-2». Сразу следует отметить, что и носитель, и разгонник разработаны все в том же ГКНПЦ. «Рокот» – ракета своеобразная. Она создана на базе межконтинентальной баллистической ракеты РС-18 (по западной классификации – СС-19 «Стилет»). С учетом выполненного пуска всего с северного космодрома «Рокоты» стартовали 16 раз, из них 14 пусков были признаны полностью успешными.
При том запуске поначалу все шло хорошо. Обе ступени ракеты-носителя отработали штатно. Дальнейшее выведение спутника обязан осуществлять разгонный блок. Этот этап полета выпал из поля зрения наземных средств наблюдения, находящихся на территории России. Когда спутник должен был войти в зону радиовидимости российских измерительных пунктов, этого не произошло. Стало понятно, что с ним что-то случилось. Как водится в таких случаях, тут же создана межведомственная комиссия по расследованию причин нештатного запуска.
По одной из версий случившегося, спутник вышел на нерасчетную орбиту. Это косвенно подтвердил командующий Космическими войсками генерал-лейтенант Олег Остапенко. По его словам, в первые часы после пуска проводились мероприятия по определению параметров орбиты космического аппарата и восстановлению связи с ним. Эти усилия не пропали даром – уже 2 февраля со спутника был получен первый сигнал. Позднее с него начала поступать телеметрия, раскрылись его солнечные батареи, однако возможность использовать его по назначению в интересах Минобороны так и не подтвердилась. Факт его существования на орбите, равно как и разгонного блока, засвидетельствовала и американская система контроля космического пространства.
Однако все на свои места поставил 20 февраля бывший тогда первым заместителем министра обороны Владимир Поповкин при посещении международной выставки вооружения «АЙДЕКС-2011» в Абу-Даби. Отвечая на вопрос, известны ли итоги работы комиссии, которая должна была установить причины неудачного пуска, замминистра сказал: «Комиссия работу еще не завершила. В предварительном плане причина неудачи – в разгонном блоке и, по всей видимости, в системе управления». «Этот вывод должна подтвердить комиссия, чтобы точно определить причину сбоя и не допустить его в дальнейшем, – отметил Поповкин. – Ясно одно: космический аппарат по целевому назначению работать не будет, так как он находится на орбите, которая не позволяет этого делать. Тем не менее мы проверим работу отдельных систем, поскольку это – первый космический аппарат данного класса. Будем ждать запуска следующего спутника этого типа в конце года».
День спустя Роскосмос огласил предварительные выводы межведомственной комиссии, согласно которым «Гео-ИК-2» не вышел на расчетную орбиту из-за разового сбоя системы управления разгонного блока «Бриз-КМ». «По оценке комиссии, применение спутника по целевому назначению возможно, при этом объем и сроки решения целевых задач должны быть уточнены по результатам летно-конструкторских испытаний», – отметил Роскосмос. Было объявлено, что пуски «Рокотов» приостановлены до выполнения комплекса рекомендованных мероприятий, призванных обеспечить необходимый уровень качества и надежности ракет этого типа.
Позднее военные то теряли связь с «Гео», то вновь восстанавливали ее, но, судя по всему, он так и не заработал на российское военное ведомство. Что касается «Рокота», то Поповкин уже в качестве главы Роскосмоса в июне на авиационно-космическом салоне в Ле Бурже сообщил: «До конца года будут выполнены один, возможно, два пуска ракет этого типа». Этой же точки зрения придерживается генеральный директор ГКНПЦ Владимир Нестеров. 4 августа на встрече с журналистами он сказал, что пуски «Рокотов» возобновятся в конце 2011-го. «Очень тяжело идут работы по устранению неисправностей, – признал Нестеров. – Мы с ними разобрались. Надеюсь, в конце этого года мы «Рокот» запустим». Тем не менее окончательное заключение межведомственной комиссии на момент подготовки этой статьи еще не объявлялось, несмотря на то, что после ЧП прошло уже почти семь месяцев, в течение которых «Рокоты» не летали.
О ГЛОНАССах
5 декабря 2010 года с космодрома Байконур стартовала ракета-носитель «Протон-М» с разгонным блоком ДМ-3 и тремя космическими аппаратами типа «Глонасс-М» системы глобального позиционирования ГЛОНАСС. Как и в последующих двух случаях, поначалу все шло хорошо. В назначенное время – примерно через 10 минут после старта от ракеты-носителя отделился орбитальный блок в составе разгонника и трех навигационных аппаратов. Однако, похоже, еще до отделения все пошло наперекосяк: орбитальный блок получил импульс такого направления, что еще до включения маршевого двигателя разгонного блока ДМ-3 (кстати, единственного из трех случаев, когда производителем выступала ракетно-космическая корпорация (РКК) «Энергия» им. Королева) оказался на суборбитальной траектории, которая привела его в Тихий океан, куда он упал в районе Гавайских островов в 1,5 тысячи километров северо-западнее города Гонолулу.
Сразу образовалось два взгляда на проблему. «В результате нештатной работы ракеты-носителя «Протон» головной блок, состоящий из трех спутников «Глонасс-М» и произведенного в «Энергии» разгонного блока ДМ-3, был выведен на нерасчетную (незамкнутую) траекторию полета и затонул в акватории Тихого океана», – сообщили 6 декабря в РКК.
Примерно одновременно зазвучала версия о том, что причиной неудачи на орбите стал сбой в работе разгонного блока. Авторам этой версии ответил 13 декабря президент, генеральный конструктор РКК Виталий Лопота: «Тем, кто в прессе утверждал, что двигатель разгонного блока не включился, можно сказать, что он и не мог включиться, так как все упало в океан за восемь минут до этого».
Официальные выводы межведомственной комиссии представил 17 декабря 2010 года генеральный директор ЦНИИмаша Геннадий Райкунов. Согласно комиссии три спутника системы ГЛОНАСС были утеряны из-за ошибки специалистов РКК в формуле расчета заправки топливом нового разгонного блока ДМ-3. «И эта ошибка попала в конструкторскую и эксплуатационную документацию», – сказал он.
«Перевод» данной фразы на простой язык сделал для ВПК источник в ракетно-космической отрасли. По его словам, конструкция нового, усовершенствованного разгонного блока ДМ-3 позволяет заправлять в него на 30 процентов больше топлива, чем в предыдущий вариант разгонника – ДМ-2. «При расчете баллистики каждого запуска специалисты считают, сколько процентов от объема разгонного блока должно быть заправлено топливом, чтобы он смог вывести космический аппарат (аппараты) на заданную орбиту, – пояснил он. – Рассчитывая формулу заправки на запуск «Протона-М», который должен был вывести в космос три спутника системы ГЛОНАСС, специалисты правильно подсчитали процент заправки, но применительно к объему ДМ-2, а не нового ДМ-3, в результате чего заправочный расчет, точно выполнив все инструкции, «перелил» 1,5–2 тонны лишнего топлива». «Вследствие этого ракета не имела достаточной энергетики, чтобы вывести головную часть на расчетную орбиту», – отметил Райкунов.
Математическая ошибка стала только первым этапом в цепи причин, приведших к инциденту. Генеральный директор ЦНИИмаша сделал вывод: «Случившееся происшествие показало, что комплексная программа экспериментальной отработки новой системы (ДМ-3) недостаточна». По его словам, слабый контроль со стороны системного менеджмента качества РКК привел к тому, что ошибка в расчете «прошла все этапы» – от конструкторской разработки до эксплуатации.
Кроме того, было принято необоснованное решение – совместить испытания по заправке нового изделия с летными испытаниями. Если бы испытания по заправке нового разгонника прошли на космодроме Байконур до запуска ракеты (в ходе их разгонный блок заливают топливом по формуле, а затем сливают топливо обратно), то специалисты сразу бы увидели, что было залито на 1,5–2 тонны больше положенного и утери спутника удалось бы избежать.
С официальным заключением межведомственной комиссии вроде бы все понятно. Но вот что показывает элементарная арифметика, анализ которой заставляет высказать то, что у ракетчиков называется «особым мнением». Согласно общеизвестным тактико-техническим характеристикам «Протона-М» он должен выводить на низкую орбиту высотой 200 километров (именно на ней производится отделение орбитального блока. – Прим. авт.) полезную нагрузку массой 22,4 тонны. Посчитаем стартовую массу орбитального блока: масса полностью заправленного разгонного блока ДМ-3 – 15,269 тонны, в том числе топлива – 12,16 тонны, суммарная масса трех космических аппаратов «Глонасс-М» – 1415 килограммов х 3 = 4245 килограммов. Итого: масса орбитального блока – 19,504 тонны. Даже если добавить к ней массу адаптера и, возможно, устанавливаемой в некоторых разгонных блоках ДМ аппаратуры командно-измерительного комплекса (у корреспондента «ВПК» нет данных, использовалась ли при том запуске такая аппаратура), разница между первым и «крайним» показателем очевидна – почти три тонны. А это означает, что хотя ошибка с переливом действительно была, она могла быть как критичной (на чем, собственно, и настаивала межведомственная комиссия), так и некритичной. Поэтому здесь вряд ли были применимы категоричные оценки и выводы. Но они тем не менее последовали. В связи с потерей трех спутников системы ГЛОНАСС от занимаемых должностей были освобождены вице-президент РКК Вячеслав Филин и заместитель руководителя Роскосмоса Виктор Ремишевский.
О разгонном блоке ДМ-3
После неудачного запуска в декабре прошлого года ракеты-носителя «Протон-М» с разгонным блоком ДМ-3 и тремя спутниками системы ГЛОНАСС российские ведомства стали отказываться от использования этого разгонника – и напрасно. Такую точку зрения высказал не так давно глава РКК Виталий Лопота: «Этот разгонный блок имеет самую продолжительную полетную историю. Его готовили для лунной программы и вложили в него все лучшее». Говоря о декабрьском пуске, когда был допущен перелив топлива при заправке ДМ-3, Лопота заметил: «Было упущение конкретного человека, ошибку которого пропустила система. Но это была наземная процедура. Это никак не влияет на свойства ДМ. Он – лучший на сегодня разгонный блок в мире. Обеспечивает такую точность выведения, которую не может обеспечить ни один другой разгонный блок».
После декабрьского инцидента российские ведомства стали игнорировать этот разгонный блок, заказанные блоки сдаются на хранение, сообщил глава РКК. «Но в программе «Морской старт» мы не собираемся отказываться от него, – сказал он. – Сейчас проводится ряд мероприятий по совершенствованию предпусковой подготовки разгонного блока. РКК делает все, чтобы ДМ летал вместе с «Протонами».
И в качестве выводов
Все перечисленные неудачные запуски в очередной раз показали очевидное: России жизненно важно для понимания того, что происходит в космосе и особенно в тех секторах, которые невидимы с территории нашей страны, скорейшим образом вводить в эксплуатацию спутники-ретрансляторы, которые будут способны передавать телеметрию со стартующих ракет-носителей и спутников, когда они находятся над Западным полушарием. Еще одна необходимая, пусть и недешевая мера – восстановление флотилии плавучих измерительных пунктов, они могли бы следить за нашими объектами в космосе. Есть еще и третий путь – размещение мобильных измерительных пунктов на территории дружественных стран не в нашем полушарии. Без всего этого любую неудачу в космосе можно будет списать либо на инопланетян, либо на происки тех, кого политически корректно зовут партнерами.
И еще: все, кто так или иначе связан с практическим космосом, понимают, что от неудач никто не застрахован. Они всегда были и будут, поскольку никто из политиков неспособен отменить теорию вероятности. Главное, чтобы в сугубо технические дела не примешивалась политика, носители которой по понятным причинам все чаще действуют по известному принципу – наградить непричастных, наказать невиновных.
Владимир Куделев
Опубликовано в выпуске № 34 (400) за 31 августа 2011 года
