В конце января этого года чрезвычайный и полномочный посол Российской Федерации в Украине Михаил Зурабов проинформировал премьер-министра Украины Николая Азарова о том, что президент РФ Дмитрий Медведев принял решение о продолжении реализации совместной украинско-российской программы по использованию снятых с боевого дежурства межконтинентальных баллистических ракет РС-20 для запуска космических аппаратов в коммерческих целях (программа «Днепр»). Что же это за такая программа, что на нее обратил внимание президент России? Об этом специально для ИА "Оружие России" рассказывает Валерий Елисаветский.
Небольшое вступление
«Холодная война» и противостояние СССР и Запада привела в свое время к переизбытку вооружения: танков, самолетов, ракет. После распада Советского Союза и снижения накала противостояния между Россией и всем другим миром встала нелегкая проблема: что же делать с этим безумным арсеналом оружия?
Да, часть танков и самолетов порезали и переплавили, подводные лодки поставили на прикол и утилизировали. А что делать с ракетами, которые стояли на боевом дежурстве? Порезать как танки? Вроде бы жалко, да и неэффективно. Кроме того, куда девать ядовитый гептил (несимметричный диметилгидразин), высокотоксичный компонент топлива этих ракет?
Правда, согласно Договору об ограничении стратегических вооружений, ракеты должна сниматься с дежурства и уничтожаться одним из трех способов: утилизацией, учебными пусками (попутно это дает возможность оценивать состояние ракет, пока остающихся на боевом дежурстве, и продлевать гарантийные сроки их эксплуатации) и использованием в качестве ракеты-носителя для запуска малых спутников в космос.
Последний вариант наиболее предпочтителен, поскольку для модернизации боевой ракеты в носитель для мирных целей необходимо примерно 100 тыс. долл., а стоимость запуска конверсионной ракеты составляет от 15 до 30 млн долл. Аналогичный пуск помощью американской ракеты-носителя Atlas II AS обойдется в 81 млн долл. при меньшей примерно на 20% массе полезной нагрузке.
Таким образом, например, на базе российской SS-19 («Стилет»), появился «Рокот», а межконтинентальная баллистическая ракета РС-20Б («Сатана») стала «Днепром». «Днепр» может использоваться для запуска космических аппаратов массой до 3,6 т на низкую околоземную орбиту и нагрузок несколько меньшей массы на высокоэллиптические орбиты.
Это гораздо больше, чем у «Рокота» (1,95 т), несколько больше, чем у «Циклона-2»; чуть меньше чем у «Циклона-3», но существенно меньше, чем у «Союза». Интересно отметить, что «Днепр» можно запускать практически из любой точки территории России, где есть шахтные установки, в любую погоду, днем и ночью.
К тому же, ракета может находиться в заправленном состоянии в пусковой установке почти неограниченное время, в постоянной готовности к старту. В России осталось более 160 ракет этого класса. Роскосмос планирует использовать их для запуска коммерческих спутников вплоть до 2015 года.
Как «Сатана» превратилась в «Днепр»
Основой РН «Днепр» является межконтинентальная баллистическая ракета Р-36М (15А18), наименование по СНВ-1 - РС-20Б, код НАТО SS-18 (Satan). Это легкая одноразового действия ракета. Разработчиком ее является ГКБ Южное им. М. К. Янгеля (Украина), изготовителем - ГП ПО Южный машиностроительный завод им. А. М. Макарова.
Cтартовая масса РН -206900 кг. В качестве маршевых двигателей первой ступени используются двигатели РД-264, а также блок из четырех однокамерных ЖРД РД-263, для второй ступени применяется однокамерный ЖРД РД-0229. Конструктивная схема МБР позволила создать ракету-носитель, отвечающую всем требованиям к средствам выведения КА массой до 4000 кг.
В состав РН «Днепр» входят:
- первая, вторая и разгонная ступени
переходники первой и второй ступеней
головной аэродинамический обтекатель с переходником
Все составные части ракеты-носителя, за исключением переходника обтекателя, являются штатными ракеты РС-20Б и используются без доработок. Космический аппарат устанавливается на корпус разгонной ступени при помощи вновь изготовленной проставки.
Комплекс «Днепр» включает в свой состав:
- ракету космического назначения «Днепр»
стартовую позицию
командный пункт
монтажно-испытательные сооружения
Монтажно-испытательные сооружения по своим параметрам соответствуют всем международным требованиям. На стартовой позиции имеются четыре шахтные пусковые установки, что обеспечивает высокий темп пусков ракет. Пуск ракеты производится из транспортно-пускового контейнера по минометной схеме: ракета вертикально выбрасывается из шахты с помощью мощного порохового аккумулятора давления.
В монтажно-испытательных сооружениях проводятся сборка и проверка космической головной части, доработка системы управления и подготовка ракеты для вывоза на стартовую позицию. Все работы по подготовке и тестированию систем космического аппарата выполняются в специально оборудованном помещении с обеспечением высокой степени чистоты окружающей среды.
Реализацией программы запусков «Днепра» занялась российско-украинская компания "Космотрас", в соучредители которой вошли украинские предприятия ГКБ «Южное», ГП ПО «Южный машиностроительный завод» и ОАО «Хартрон». Доработки РС-20 для мирных целей проводится по ее заказу.
В основном, они касаются необходимости изменения полётного задания для системы управления, разработанного украинским НПО «Хартрон», и адаптации ракеты к мирным запускам. Компания «Космотрас» предлагает два варианта ракеты-носителя: «Днепр-1» и «Днепр-М».
В ракете-носителе «Днепр-1» применяется штатная третья ступень ракеты PC-20. Эта ступень выполнена по тянущей схеме: двигатель ступени установлен выше полезной нагрузки. В этом случае космический аппарат размещается в теплозащитном кожухе, который защищает его от газодинамической струи двигателя.
Ракета «Днепр-М» использует классическую конструкцию третьей ступени, когда двигатель находится ниже полезной нагрузки. РН «Днепр» с 1999 года в коммерческих целях запускалась 17 раз и в результате на околоземную орбиту были выведены порядка 50 космических аппарата ряда стран мира, включая США, Англию, Германию, Японию, Францию, Италию, Саудовскую Аравию и Малайзию.
Роковая случайность
26 июля 2006 года состоялся 7 – ой запуск конверсионной ракеты-носителя «Днепр» с космодрома Байконур. Ничто не предвещало катастрофы, однако на 74 секунде полета произошло аварийное отключение двигателей. Ракета упала в 150 км юго-западнее места старта. По свидетельству очевидцев, на месте падения корпуса ракеты образовалась воронка диаметром 50 и глубиной 10 метров.
Взятые там пробы грунта содержали около одного грамма токсичного ракетного топлива – гептила – на килограмм почвы, что превышало примерно в тысячу раз предельно допустимую концентрацию (ПДК) этого вещества. Несмотря на то, что на площади восьми гектаров ударной волной была выкорчевана вся растительность, ни один человек не пострадал.
Ближайший населенный пункт Жанакала находится на удалении 35 км от места падения. После проведения там пробы воды компонентов топлива там было не обнаружено. Эта авария стала неожиданностью даже для экспертов. «Днепр» считается одной из самых надежных ракет-носителей. Всего до этого было произведено около 160 успешных пусков «Сатаны» и 6 коммерческих запусков «Днепра».
Причина аварии была выяснена довольно-таки скоро. Комиссия, расследовавшая причины падения российской ракеты в своем предварительном заключении пришла к выводам, что система управления при пуске ракеты функционировала без замечаний и в соответствии с заданными алгоритмами. Причиной аварийного пуска явилось кратковременное нарушение работоспособности гидропривода качания одной из камер сгорания двигательной установки первой ступени.
Это привело к появлению возмущения, повышенным отклонениям ракеты, выдаче команды на прекращение полета. Причина нарушения работоспособности гидропривода была установлена.
А жизнь продолжается
Аварии космических аппаратов не являются чем-то исключительным. Не падает тот, кто не летает. Обычно коэффициент надежности запусков РН очень велик – 0,95-0,99. Тем не менее, они все-таки падают.
Но здесь не надо впадать в панику и делать правильные выводы. Не секрет, что перед стартом «Днепр» был застрахован на сумму более 50 миллионов долларов. Однако страховка распространялась на повреждение или разрушение ракеты и пусковой установки, а также на причинение вреда чьей-либо жизни, здоровью или имуществу.
Другие риски застрахованы не были. В случае отказа Москвы выплачивать компенсацию, Астана могла бы расширить запрет на пуски с Байконура и запретить старт любых ракет, использующих в качестве топлива гептил. Но она этого не сделала.
Тем не менее, Россия выполнила свои обязательства по выплате компенсаций казахстанской стороне за экологический ущерб, причиненный в результате аварии ракеты «Днепр».
«Ясная» альтернатива
Если же все-таки Казахстан когда-нибудь не даст добра на запуски ракет типа «Днепр», то в этом случае Россия сможет использовать - и уже использует - шахтные установки полигона «Ясный», пятого космодрома России (после Байконура, Плесецка, Свободного и полигона Капустин Яр), расположенного в Оренбургской области. Отсюда уже было осуществлено 3 успешных пуска.
Отсюда «Днепр» запускается в южном направлении на орбиту с наклонением 95 градусов (первая ступень ракеты-носителя будет падать в Туркменистане, вторая – в Индийском океане) и на восток – на орбиту с наклонением 65 градусов (первая ступень – Тюменская область, вторая – Тихий океан). «Днепр» по своим характеристика сопоставим с РН семейства «Циклон», «Рокот» и «Стрела».
Но пока альтернативы «Днепру» по ряду параметров нет. И это понимают многие отечественные и западные заказчики. Кроме того, МКК «Космотрас» разрабатывает новые варианты средств выведения на базе «Днепра», обеспечивающие доставку полезных нагрузок на высокие орбиты.
Это одноступенчатые и двухступенчатые разгонные блоки - по сути, автономные космические буксиры, имеющие модульное построение и существенно увеличивающие энергетические возможности ракеты-носителя. Отличительная особенность концепции - сохранение базовой ракеты без каких-либо доработок.
Оснащенный таким космическим буксиром, «Днепр» сможет отправить полезный груз массой более полутонны к Луне, или 350 кг - к Марсу. Наконец, перспективное направление использования «Днепра», как, впрочем, и других конверсионных носителей, - применение для выведения космических аппаратов на высокие орбиты и отлетные траектории электрореактивных двигателей (ЭРД).
Это позволит снизить затраты на запуск в полтора и более раз. Так, например, суммарная масса полезной нагрузки, выводимой на геостационарную орбиту РН «Днепр», в совокупности с электрореактивными двигателями составит 2400 кг при стоимости запуска менее 33 млн долл.
Таким образом, удельная стоимость (отношение стоимости средств выведения к массе полезной нагрузки) для комплекса РН «Днепр» - ЭРД будет находиться на уровне 13-14 тыс. долл. В настоящее время средняя стоимость запуска 1 кг полезной нагрузки составляет на мировом рынке около 10 тыс. долл., но с учетом дополнительных расходов (адаптер, страховка и пр.) затраты вырастают в несколько раз.
В сегодняшнем варианте коммерческая стоимость запуска «Днепра» составляет от 15 до 20 млн долл. В то же время полетная надежность «Днепра» составляет 0,97 и подтверждена более чем 160 пусками.
Валерий Елисаветский.