В настоящее время более 80 % задач в космосе решается без участия человека с помощью совершенных автоматических спутников - радио-, теле-, геодезических, картографических и других. Объем рынка космических услуг, который реализуется этими спутниками, согласно докладу Международного совета по космическому бизнесу, превышает 160 млрд долл. Доля России на этом рынке в настоящее время составляет всего около 11%. Как считают отечественные эксперты, ее задача состоит в том, чтобы к 2015 году достичь в этом секторе не менее 21%. Что может предложить наша страна? Какие ракеты-носители (РН) смогут выполнить эту задачу? Об этом специально для ИА "Оружие России" рассказывает Валерий Елисаветский
От «Стилета» к «Рокоту»
Одной из них является РН лёгкого класса «Рокот». Она была создана Государственным Космическим научно-производственным центром имени М.В.Хруничева на базе снимаемых с вооружения двухступенчатых баллистических ракет РС-18 «Стилет» (по международной классификации SS-19) и предназначена для выведения космических аппаратов массой до 2 т. на низкие околоземные орбиты.
Первые две ступени представляют собой блок ускорителей стратегической ракеты РС-18 (SS-19). В качестве третьей ступени используется разгонный блок «Бриз-КМ», который располагается под обтекателем. Двигательная установка первой ступени состоит из четырёх маршевых жидкостных ракетных двигателей РД-0233/0234 конструкции С.А. Косберга.
Двигатели имеют турбонасосную систему топливоподачи с дожиганием окислительного газа. Общая тяга двигательной установки первой ступени составляет 1880 кН. Верхнее днище бака окислителя первой ступени имеет сложную форму и состоит из конической части, направленной внутрь бака, и сферической центральной части, имеющей выпуклость наружу.
В образовавшемся таким образом пространстве размещается сопло маршевого ЖРД второй ступени. Разделение первой и второй ступеней происходит за счёт рулевого двигателя второй ступени, который запускается до подачи команды на выключение ЖРД первой ступени. Торможение первой ступени осуществляется пороховыми двигателями, установленными на хвостовом отсеке.
Двигательная установка второй ступени включает в себя маршевый ЖРД РД-0235/0236 конструкции Косберга и четырёхкамерный рулевой двигатель. Маршевый двигатель имеет схему топливоподачи с дожиганием, а рулевой - без дожигания генераторного газа. Общая тяга двигательной установки второй ступени составляет 255 кН.
Отделение третьей ступени от второй происходит при неработающем ЖРД третьей ступени за счет тяги тормозных двигателей второй ступени. Третья ступень - разгонный блок «Бриз» - обеспечивает до 25 включений маршевого ЖРД и имеет рабочий запас топлива до 5150 кг.
Топливный отсек - цилиндрический с совмещённым днищем при переднем размещении бака окислителя. Верхнее днище бака окислителя - сферическое, а нижнее имеет сложную форму и образует полусферическую нишу. Тяга двигательной установки РБ Бриз - 19,6 кН. Удельный импульс - 3193 Нс/кг. Заправка РБ «Бриз» компонентами топлива производится в заводских условиях.
Высокие технические характеристики ракеты - носителя «Рокот» во многом обусловлены использованием на ней разгонного блока «Бриз-КМ». Он обеспечивает широкие возможности по выведению космических аппаратов на орбиты с различными высотами и наклонениями. Аппаратура разгонного способна с высокой точностью проводит необходимую ориентацию космического аппарата, а также обеспечивать его энергетическое снабжение при выведении и в ходе орбитального полёта продолжительностью до 7 час.
Специальная система позволяет провести отделение КА от разгонного блока с минимальными возмущениями. В состав разгонного блока «Бриз-КМ» входят отсек двигательных установок, топазный, приборный и переходный отсеки, а также адаптер. Двигательная установка использует долгохранимые компоненты ракетного топлива (АТ+НДМГ). Она включает маршевый ЖРД, ЖРД коррекции и ЖРД ориентации. Разгонный блок «Бриз-КМ» имеет высокую степень унификации с разгонным блоком «Бриз-М».
Маршевый ЖРД отличается высокой надёжностью. Он разработан КБ «Химмаш имени А.М.Исаева» и широко используется в космической технике. Это двигатель многократного включения, что позволяет реализовывать различные схемы выведения полезных грузов, включая выведение на одну или несколько различных орбит.
В начале 1998 г ракета-носитель была доработана для обеспечения возможности размещения под обтекателем больших полезных нагрузок. На блоках ускорителей установили высокоэкономичные ЖРД, работающие на азотном тетроксиде (окислитель) и несимметричном диметилгидразине (горючее). Они разработаны в Воронежском КБ Химавтоматики - давнем партнёре ГКНПЦ им. М.В.Хруничева.
Старт ракеты-носителя осуществляется из шахтного пускового контейнера. Кроме того, предусмотрен вариант старта РН из пускового контейнера, находящегося на наземном стартовом столе. Отделение ускорителя первой ступени осуществляется на 121-й секунде полета на высоте около 60 км. Управление полётом первой ступени осуществляется путём отклонения четырёх маршевых двигателей.
Для управления полётом второй ступени на ней установлен специальный четырехкамерный рулевой двигатель. Для надёжного исключения вредного воздействия на окружающую среду остатков компонентов топлива предусмотрена полная их выработка к моменту выключения двигателей. На 186-й секунде полёта на высоте 119 км производится сброс створок головного обтекателя. Ускоритель второй ступени отделяется на высоте 211 км на 304-й секунде полёта.
Дальнейшее выведение КА осуществляется разгонным блоком «Бриз-КМ», на котором после разделения включается маршевый двигатель. Этот двигатель может включаться многократно, что позволяет реализовать сложные программы выведения одного или нескольких КА на различные орбиты.
Наличие в составе двигательной установки блока специального корректирующего двигателя обеспечивает высокую точность выведения КА. Перед отделением осуществляется его ориентация с использованием двигателей ориентации РБ. При необходимости может проводиться также «закрутка» выводимого аппарата. В процессе всего полёта обеспечивается непрерывный телеметрический контроль.
Технический комплекс РН "Рокот» создан путём реконструирования ряда сооружений, технологического оборудования и транспортных средств комплексов РН «Циклон-3» и «Космос-3М». Стартовый комплекс РН «Рокот» в максимальной степени использует сооружения и оборудование стартового комплекса РН «Космос-3М».
В технологии подготовки носителя к пуску максимально учтены особенности иностранных КА. Так, сборка космической головной части в составе головного обтекателя, полезного груза (КА) и разгонного блока «Бриз-КМ» осуществляется в специальных «чистых» помещениях технического комплекса в вертикальном положении.
Стыковка космической головной части и блока ускорителей осуществляется, непосредственно на стартовом комплексе (пусковой установке). Предусмотрено поддержание требуемого для КА температурно-влажностного режима на всех этапах подготовки к пуску.
Этапы большого пути
Первые три испытательных запуска РН «Рокот» были произведены в начале 1990-х годов из шахтной пусковой установки на космодроме «Байконур». Дальнейшие (с мая 2000г.) коммерческие запуски РН «Рокот»» производятся с космодрома «Плесецк».
Всего, начиная с 2000 г., осуществлено 15 пусков «Рокота»:
- 10 пусков в интересах иностранных заказчиков
5 пусков в рамках Федеральной космической программы РФ
Все коммерческие запуски РН «Рокот» осуществляются совместным предприятием EURQCKOT (Eurockot Launch Services GmbH), участниками которого являются Государственный Космический центр им. М.В.Хруничева (49%) и европейский авиационный и космический концерн EADS SPACE Transportation (51%). Eurockot) было официально зарегистрировано 22 марта 1995г. в г. Бремен, Германия.
Этому событию предшествовало подписание 16 мая 1994 года соглашения между Государственным космическим научно-производственным центром им. М.В.Хруничева и крупнейшей в Европе компанией германской авиакосмической промышленности «Даймлер-Бенц Аэроспейс» (ДАЗА) о создании совместного предприятия по маркетингу и обеспечению коммерческой эксплуатации ракеты-носителя «Рокот».
РН «Рокот» успешно прошла лётные испытания на космодромах Байконур и Плесецк. Для повышения конкурентоспособности на мировом рынке ракетно-космического комплекса «Рокот» на космодроме Плесецк создана отвечающая международным стандартам техническая и жилая инфраструктура: наземный технический комплекс, стартовый комплекс, гостиница, ресторан, развёрнута современная система связи и телевидения.
Кто не летает, тот не падает
8 октября 2005 г с космодрома Плесецк был осуществлён запуск РН «Рокот» с европейским спутником Cryosat. Он был седьмым пуском РН «Рокот» по программе лётных испытаний. Пуск завершился аварией на 308-й секунде полёта. Для выявления причин была образована межведомственная комиссия под председательством заместителя командующего Космическими войсками О.Г. Громова.
В состав комиссии вошли представители Космических войск, Федерального космического агентства, предприятий промышленности, независимые эксперты. Комиссия работала на космодроме Плесецк, в ГКНПЦ им. М.В.Хруничева и НПП «Хартрон-Аркос». По результатам работы комиссия пришла к однозначному выводу о том, что причиной аварии явилась невыдача системой управления предварительной команды на выключение маршевого двигателя второй ступени ракеты-носителя.
Это было обусловлено неправильной привязкой команды на подготовку к работе двигательной установки разгонного блока «Бриз-КМ» к общей циклограмме управления полётом ракеты-носителя. Причина аварии РН «Рокот» при запуске КА Cryosat установлена однозначно и не распространяется на блок ускорителей ракеты-носителя.
Все запреты на дальнейшую работу по подготовке и запуску космических аппаратов РН «Рокот» были сняты. Межведомственная комиссия выработала рекомендации по предотвращению появления аварийных ситуаций в будущем. Неудивительно, что 28 июля 2006 г. года запуск РН «Рокот» прошел успешно.
Европейское космическое агентство после неудачного запуска в октябре 2005г. не стало пересматривать уже заключенные контракты, предусматривающие использование российской РН «Рокот».Об этом заявил тогдашний глава постоянного представительства ЕКА в России Ален Фурнье-Сикр.
Новая политика ЕКА
Коснувшись новой политики ЕКА в области использования ракет-носителей, А.Фурнье-Сикр отметил, что главная её цель - «наведение элементарного порядка». По его словам, в перспективе основными носителями ЕКА будут:
- «Ариан-5» (тяжёлый класс)
«Союз» (средний класс)
«Вега» (лёгкий класс)
Совет ЕКА в своём решении уточнил, что, если нет возможности произвести запуск европейского КА при помощи РН «Вега», то будет использоваться «Рокот». Согласно решению совета ЕКА, для каждого запуска будут выбираться основной и резервный носители для обеспечения необходимой гибкости и надёжности выполнения планов.
В качестве резервных носителей могут рассматриваться любые подходящие ракеты России или, например, США. Таким образом, политика ЕКА в области использования ракет-носителей заключается, во-первых, в определении приоритетов и, во-вторых, в планировании обязательного резерва с учётом рыночных предложений.
Проблемы, проблемы, проблемы…
Однако при реализации программы запусков «Рокота» есть определённые проблемы. В частности, только нездоровая конкуренция на рынке российских ракет-носителей лёгкого класса приводит к снижению цен на космические услуги. Ведь у России имеется переразмеренный парк таких ракет для вывода спутников на околоземную орбиту, в который входят «Космос», «Волна», «Рокот», «Стрела», «Днепр» и др.
Кроме того, для повышения эффективности проведения запусков в разработку, модернизацию и развитие космических систем необходимо вкладывать большие средства. По сведениям Международного совета по космическому бизнесу, на эти цели во всём мире расходуется более 18 млрд долл.
По утверждению же российских экспертов, финансирование отечественной космонавтики в последние годы было практически в 30 раз меньше, чем в США. Наша страна планирует выделять на развитие национальной космической программы всего 0,8-0,9 млрд долл. в год. Такое финансирование Федеральной космической программы (в лучшем случае) позволит России только не опуститься ниже второго-третьего места среди космических держав.
На мой взгляд, для того, чтобы Россия заняла достойное место на рынке космических услуг, необходимо провести реструктуризацию отрасли и к 2015 году создать три-четыре холдинга, в которые должны войти не менее 60% предприятий космической промышленности. Однако, это объединение окажется более эффективным, если в него войдут предприятия не только России, но и Украины, Казахстана, Белоруссии.
Валерий Елисаветский