Ракета полетела лишь во второй раз за шесть лет, а с момента начала работы над ней прошло уже больше 25 лет.
1255 просмотров
14 декабря с космодрома Плесецк запустили «Ангару-А5». Это стало вторым за шесть лет запуском для первой российской ракеты — и всё ещё тестовым. Старт проводили военные, а «Ангара» до сих пор не готова для серийного производства. TJ рассказывает, в каком состоянии сейчас находится российская разработка, чем отличается от существующих и чего ждать дальше.
Что происходит с «Ангарой»
14 декабря Космические войска России провели лишь второй запуск «Ангары» за всю историю её разработки — предыдущий был в 2014 году. Несмотря на то, что всё прошло штатно, а ракета вывела на орбиту макет полезной нагрузки, запуски с такой паузой с трудом можно назвать успехом.
Формально работу над «Ангарой» начали ещё в 1992 году, когда правительство организовало конкурс на разработку Космического ракетного комплекса (КРК) тяжёлого класса. Но Борис Ельцин подписал указ о разработке «Ангары» только 6 января 1995 года — с этого момента можно отсчитывать время работы над новой ракетой. Об этой дате, по крайней мере, пишут госагентства. TJ не удалось найти указ на сайте Кремля (другие распоряжения от этого дня там есть).
Изначально идея создания «Ангары» была достаточно простой: после распада СССР часть предприятий космической отрасли и космодром «Байконур» оказались за пределами России, а власти РФ не хотели зависеть от других стран. Поэтому правительство решило создать ракету тяжёлого класса, которую бы целиком производили в России и из отечественных комплектующих, а запускали с российских космодромов.
Другой целью «Ангары» было заменить большинство ракет, которые использовали в 90-е: в том числе «Протоны», украинские «Зениты» и «Циклоны». По задумке властей, это бы позволило российским властям заново создать разрушенную вместе с СССР космическую отрасль.
Проблемы с проектом начались почти сразу: первые два года ракету создавали только на бумаге и она была далека от того, к чему в итоге пришли в ГКНПЦ им. М. В. Хруничева. Изначально инженеры планировали создать двухступенчатую ракету-носитель, которая использовала бы разное топливо в каждой ступени — на первой керосин, а на второй — жидкий водород.
Двигателем первой ступени выбрали РД-171, который создавали для украинского «Зенита», а двигателем второй стал РД-0120, который использовали на центральном блоке советской «Энергии». Это сильно упрощало задачу конструкторам — они могли использовать уже известные и проверенные по нагрузке двигатели, производство которых было легко наладить. Кроме того, РД-171 позволял использовать для запуска стартовые комплексы ракеты «Зенит».
Однако уже в 1997 году в ГКНПЦ им. М. В. Хруничева решили всё переиграть. Принятый вариант ракеты отклонили, а вместо него предложили использовать схему ракеты на базе универсальных модулей и с керосином на всех ступенях. Решение приняли без нового конкурса — глава тогда ещё Росавиакосмоса Юрий Коптев подписал документ, и с согласия Минобороны инженеры начали работать над новой ракетой.
Кардинальное изменение компоновки ракеты совпало с самыми неудачными годами в плане финансирования российской космонавтики. В 95 и 96 году деньги на «Ангару» выделили только в Минобороны, в 1997 году — там и в Российском космическом агентстве, а в дефолтном 1998 году на программу и вовсе не дали почти ничего — военные предоставили 6,5 миллионов рублей вместо 99 миллионов, а РКА — ни рубля. Ещё хуже ситуация стала в 1999 году, когда Минобороны выделило всего миллион рублей.
Позже ситуация начала выравниваться: в 2000 году военные выделили на «Ангару» 48,3 миллиона рублей, но нормальное финансирование пошло только в 2005 году, до этого программа получила лишь 4% необходимых средств.
Если бы речь шла о коммерческой разработке, то проволочки с финансированием могли бы и не повлиять на итоговый результат, проект бы просто бы отложили. Но в космической отрасли, а особенно в российской, действуют иные правила: ещё со времён советской космической программы все ракеты и запуски — это результат совместной работы десятков организаций от конструкторских бюро до производственных объединений.
Исторически все предприятия были намертво завязаны на государственное финансирование. И если власти не выделяли деньги, то разрушались целые организации, цепочки поставок, кооперация и технологические линии. Проще говоря, сбой финансирования приводил не только к срыву сроков, но и отбрасывал отрасль назад — приходилось заново отстраивать сотрудничество между предприятиями и менять разработки на ходу.
Кроме того, на космонавтику в России всегда влияла ещё и экономическая ситуация в мире. Например, в кризисном 2008 году выросли цены на материалы и энергоносители, поэтому «Ангара» потребовала дополнительных вложений. Больше всего денег Роскосмос получал из бюджета в 2013 и 2014 годах. Возможно, если бы такой уровень финансирования сохранили на пять или десять лет, то Россия успела бы обзавестись и орбитальной группировкой, и достроить космодром «Восточный», и запустить в серийное производство «Ангару».
Космические успехи СССР во многом зависели от финансирования. Советские власти не жалели денег на программу до самого конца — даже на закате страны в 1989 году на космос выделили более 10 миллиардов долларов. Но у российского правительства были другие приоритеты, поэтому Федеральную космическую программу на 2016-2025 годы сначала утвердили, а потом урезали вдвое с 2,8 до 1,4 триллиона рублей, и продолжают уменьшать финансирование. Ещё сильнее досталось Федеральной программе развития космодромов, которую уменьшили с 750 до 340 миллиардов рублей.
Россия могла бы финансировать «Ангару» благодаря монополии на рынке пилотируемых космических запусков, которая продолжалась с 2011 года, а также благодаря другим коммерческим запускам. Однако вместо этого Роскосмос пытался одновременно создать многоцелевой космический корабль «Федерация» (бывший «Орёл»), много заявлял о лунной программе и начал работу над другой ракетой, которую в итоге назвали «Союзом-5» (прим. TJ — ничего из этого пока так и не воплотили в жизнь).
Первый полёт тяжёлая «Ангара» совершила лишь в 2014 году — казалось, что теперь ракета оказалась на финишной прямой, но на этом проблемы не закончились. Следующим испытанием для «Ангары» стал полный «переезд» производства из Москвы в Омск.
По официальной версии, главной причиной стали проблемы со сваркой — на московских заводах использовал аргонно-дуговую сварку, которая не подходила для «Ангары», а на омском предприятии «Полёт» используют фрикционную сварку, которая как раз и нужна для ракеты.
Другой причиной власти называли более выгодное расположение Омска — якобы город находится ближе к космодрам Плесецк и Восточный. Однако до этого расстояния никогда не были проблемой для отечественной космонавтики — ракеты без проблем возили и на Байконур, и в Плесецк. А «Ангару» изначально проектировали с учётом размеров железнодорожных тоннелей.
Получается, одним решением Роскосмос сам разрушил уже налаженный производственный цикл на профильном предприятии, а заодно «оптимизировал производство», сократив персонал. Это повлияло не только на «Ангару», но и на прошедшие проверку временем «Протоны», которых стали запускать в три раза меньше после 2013 года.
При этом омский «Полёт» вместо постепенного освоения производства делал всё в авральном режиме, который оказался ещё и намного более затратным для бюджета. Только первый этап модернизации предприятия обошёлся в семь миллиардов рублей, а второй — в 10 миллиардов рублей, и до сих пор не завершён. В результате перевод производства из Москвы не произвёл ожидаемого эффекта, зато по одной из версий, это освободило территории ГКНПЦ им. М.В. Хруничева под коммерческую застройку.
Что уникального в «Ангаре» и чем она отличается от других российских ракет
Изначально «Ангару» создавали лишь как замену используемым в 90-х ракетам, но производимую целиком в России, она также должна была заменить потерянную «Энергию». Но в итоге российские инженеры замахнулись на создание универсальной модульной ракеты, а из-за проблем с финансированием начали обновлять проект прямо в процессе разработки.
В итоге «Ангара» выросла в целое семейство ракет-носителей, а главной особенностью стало применение универсальных ракетных модулей (УРМ). По задумке инженеров, грузоподъёмность ракеты зависит только от количества УРМ: один модуль — это «лёгкий» класс, а три и более — уже «тяжёлый».
В финальном варианте «Ангара» должна была решить сразу несколько задач. В первую очередь, позволить выводить грузы на орбиту с территории России («Протоны» запускают только с «Байконура»), при этом изготавливать её будут только отечественные предприятия.
Помимо этого она должна заменить тяжёлые ракеты-носители с токсичным гептилом — в том числе «Протоны». В «Ангаре» применяется экологически чистое топливо на основе керосина, а окислителем выступает жидкий кислород, поэтому ракета считается более безопасной.
Благодаря модульной структуре «Ангару» можно было бы легко транспортировать по железной дороге. При этом в максимальной комплектации она смогла бы выводить на орбиту до 35 тонн полезной нагрузки, а прошедшая два испытания «Ангара А5» — до 26 тонн, больше чем «Протон».
В случае успеха ГКНПЦ им. Хруничева может занять почти весь рынок российских космических запусков — ракета на основе универсальных модулей могла бы заменить сразу все существующие типа ракет-носителей. «Ангару А5» хотели использовать вместо «Протона», а «Ангару А3» вместо украинского «Зенита-2». Без замены остались бы только ракеты-носители семейства Р-7 — все «Союзы».
При этом даже самый тяжёлый вариант «Ангары» отстаёт от конкурентов. SpaceX уже дважды успешно применила ракету сверхтяжёлого класса Falcon Heavy для коммерческих миссий, а российскую разработку можно сравнивать только с Falcon 9, запуски которых стали для американской компании обычным делом. «Ангара А5» сопоставима по стартовой массе и выводимой нагрузке с Falcon 9, французской Ариан-6 и китайской CZ-11.
7 миллиардов рублей
Что ждёт «Ангару»
Перспективы применения «Ангары» остаются неясными. Пока что, за четверть века работы над ракетой, «Ангара» совершила два полёта. Оба запуска были тестовыми, а до серийного производства проект даже по оптимистичным оценкам самих конструкторов доберётся не раньше 2022 года.
Глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин уже неоднократно высказывался об «Ангаре» как о способе решения многих целей отечественной космической программы. По его мнению, ракету можно будет использовать и для создания орбитальной станции, и для вывода в космос новых орбитальных модулей для МКС, и для полётов на Луну.
Однако пока «Ангару» неоткуда запускать на регулярной основе — стартовая площадка существует только на Плесецке, но и она требует модернизации. Пока нет ни документации для первых пилотируемых полётов, ни системы аварийного спасения для экипажа.
Другая проблема ракеты заключается в том, что она уже на этапе тестирования не удовлетворяет требованиям заказчиков — в первую очередь, Минобороны РФ. Выводимая масса ракеты оказалась ниже заложенных нормативов, поэтому «Ангару-А5» ещё до начала серийного производства отправили на модернизацию. Для этого инженеры модифицируют двигатель РД-191, но первый его образец будет готов только в конце 2021 года.
На мировом рынке «Ангара» уже устарела: несмотря на модульную структуру из универсальных блоков, она остаётся одноразовой, а характеристики и стоимость уступают конкурентам, особенно в лице SpaceX. Российскую ракету начинали создавать почти одновременно с американскими Atlas V и Delta IV, но их сейчас выводят из эксплуатации в пользу Falcon 9, Falcon Heavy и других новых ракет с возвращаемыми ступенями.
Но даже в случае, если проблемы с грузоподъёмностью «Ангары А5» удастся решить, а производство ракеты быстро наладят в Омске, она вряд ли станет востребованной в ближайшее время. Для коммерческих запусков она ещё не успела доказать свою надёжность — нужно больше успешных стартов как с «Плесецка», так и с «Восточного», где всё ещё нет стартовой площадки.
На сайте Роскосмоса говорится, что старт «Ангары» с «Восточного» намечен на 2023 год, но об этом говорили ещё в 2015 году. Глава ведомства Дмитрий Рогозин сообщал о планах провести два пуска «Ангары» в 2021 году, но не уточнял, каких именно. В любом случае, даже руководитель Роскосмоса теперь согласен, что для создания ещё одной новой ракеты сначала нужно создать новые технологии, а не использовать уже существующие.
Я не приступал бы к созданию сверхтяжелого комплекса на основе существующих решений, пусть даже они до сих пор хороши и до сих пор конкурентны. Нужен принципиально новый маршевый двигатель, позволяющий добиться «горячего резервирования» и многократного использования.