Взлёт 2007 11

«Ангара»: свет в конце тоннеля?

Похоже, самый большой «долгострой» в современной истории отечественной космонавтики близок к завершению. 12 октября первый вице-премьер Правительства России Сергей Иванов провел в Государственном космическом научно-производственном центре им. М.В. Хруничева заседание Военно-промышленной комиссии, которое было посвящено созданию космического ракетного комплекса «Ангара». По словам первого вице-премьера, «комплекс позволит решать широкий спектр задач в интересах обороны и безопасности России, а также сможет обеспечить нам конкурентоспособность на мировом рынке космических услуг». Разработка ракеты-носителя «Ангара» пока идет строго по графику. Но, по мнению Сергея Иванова, не все гладко, есть проблемы, которые могут внести коррективы: это отставание от графика выпуска конструкторской документации на наземное технологическое оборудование, а также кадровая проблема. Первые пуски с космодрома Плесецк намечены на 2011 г., и первый вице-премьер поставил задачу – сдвигов сроков «вправо» больше быть не должно.

В истории создания КРК «Ангара», как в зеркале, отразилась история «постсоветской» России – с ее экономическими неурядицами, безразличием властей к нуждам страны и непоследовательностью немалого числа чиновных решений.

«Долгоиграющая» эпопея началась в 1992 г., когда военное руководство страны, стоя на руинах СССР, вдруг осознало, что Россия может лишиться независимого доступа в космическое пространство. Прежде всего невозможны будут запуски спутников на геостационарную орбиту: единственный космодром, с которого они выполнялись до этого – Байконур – оказался на территории суверенного Казахстана, отношения с которым в те времена нельзя было назвать идиллическими.

Работы по КРК тяжелого класса, названного «Ангарой», были инициированы постановлением Правительства РФ от 15 сентября 1992 г. Согласно техническому заданию, от разработчиков требовалось определить наиболее рациональный вариант перспективного тяжелого комплекса, обеспечивающего «гарантированный доступ» России в космос – независимо от характера и направленности развития военно-политических и экономических взаимоотношений между странами СНГ. Разумеется, в перспективном носителе должны были использоваться исключительно российские комплектующие. В конкурсе проектов участвовали НПО «Энергия» им. академика С.П. Королева, ГКНПЦ им. М.В. Хруничева и ГРЦ «КБ им. академика В.П. Макеева». В первом квартале 1993 г. участники конкурса подготовили технические предложения, а в четвертом – эскизные проекты в объеме первого этапа. Учитывая близость концепций тяжелого КРК, на втором этапе КБ Макеева и НПО «Энергия» выступили единой командой. Но в 1994 г. победу в конкурсе одержал Центр Хруничева с проектом «Ангара-26» (число 26 обозначало массу полезного груза, доставляемого на низкую орбиту).

Несмотря на весьма нестандартный дизайн (из-за огромных навесных баков с жидким кислородом на первой и жидким водородом на второй ступенях остряки из числа любителей ракетной техники называли этот вариант «Ушастая Ангара») концепция проекта была довольно рациональной. Во-первых, в составе РН применялись всего два двигателя – РД-174 (модифицированный кислородно-керосиновый РД-170/171 с первой ступени ракет «Зенит» и «Энергия») и РД-0120А (модифицированный кислородно-водородный ЖРД с центрального блока «Энергии»), причем оба можно назвать практически серийными. Во-вторых, носитель мог запускаться со стартового комплекса РН «Зенит-2». Такой комплекс начинал сооружаться в Плесецке, но во времена перестройки его возведение было заморожено. Кроме того, использование жидкого водорода позволяло сохранить задел криогенных технологий, созданных в рамках программы «Буран».

Создание КРК «Ангара» было узаконено Указом Президента РФ от 6 января 1995 г. и Постановлением Правительства РФ от 26 августа 1995 г. При этом планировалось построить новый стартовый комплекс на Дальнем Востоке – на космодроме Свободный. В том же году масштабный макет «Ангары» был впервые представлен на авиакосмическом салоне в Ле-Бурже (Франция).

Однако, как часто бывает в нашем отечестве, принятые решения никто не спешил исполнять. Вопросы использования космодрома Байконур к середине 90-х гг. были урегулированы, а Росавиакосмосу «Ангара» была в то время не особенно нужна – отечественное космическое агентство было вполне удовлетворено имеющейся номенклатурой РН. Финансирование проекта из госбюджета было мизерным, и Центр Хруничева при поддержке военных продолжил работы самостоятельно.

В 1997-1998 гг. концепция КРК «Ангара» изменилась радикально – из состава носителя как-то незаметно «ушел» водород, а конструкция ракеты стала блочной: в основу компоновки лег так называемый «универсальный ракетный модуль» (УРМ-1). Вместо серийных двигателей в РН было решено использовать новый кислородно-керосиновый РД-191 (однокамерная производная двигателя РД-170/171), а затем его несколько форсированный вариант РД-191М тягой 196 тс на уровне моря. Примерно с тех самых пор в отношении «Ангары» ее разработчиками и некоторыми журналистами используются только превосходные эпитеты: «ракета XXI века», «носитель с самыми высокими параметрами надежности»… Оставим эти высказывания PR-менеджерам: на самом деле пока не все так радужно.

В международных стандартах системы менеджмента качества серии ISO 9000 есть хороший принцип: «принимать решения, основываясь на фактах, а не на предположениях». Увы, похоже, во второй половине 90-х гг., разработчики «Ангары» поступили ровно наоборот. Концепция «модульного проектирования» ракет, основанная на идее создания носителей различной грузоподъемности из ограниченного набора блоков-кубиков (типа конструктора «Лего»), не нова, но до сих пор вызывает детский восторг лишь у некоторой части чиновников и пишущей братии. Они упускают из виду один существенный момент: унификация модулей может принести положительный эффект, когда ракеты запускаются часто, а основной вклад в стоимость пуска вносят производственные издержки. В середине последнего десятилетия прошлого века прогнозы развития рынка коммерческих запусков были очень оптимистичны. Поэтому неудивительно, что «Хруничев», переоценив потребность в пусковых услугах, решил одним махом «застолбить» все рыночные ниши – от ракет легкого класса до носителей-тяжеловесов. Тем более, что основная легкая российская РН «Космос-ЗМ», использующая токсичное топливо, казалось, доживает последние дни. Модульная схема выглядела универсальным решением для достижения рыночных целей.

Реальность сильно разошлась с прогнозами. Потребность в легких РН оказалась мизерной, да и в целом рост космических запусков не состоялся. Но при низкой частоте стартов, решающий вклад в стоимость пуска вносят затраты на разработку. А здесь модульная схема построения конструкции – «вне конкуренции» по затратам. В самом деле, для того чтобы создать набор «ракетных кубиков», необходимо сразу спроектировать и все ракеты, которые будут из этого набора собираться. Такая задача сложна, требует большого времени на взаимоувязку проектов РН различного класса и, в конечном итоге, гораздо затратнее традиционных методов проектирования. Кроме того, унификация даром не проходит – она напрямую влияет на ухудшение массовых характеристик изделия. Поэтому вместо двухступенчатого варианта тяжелых и средних РН в планах Центра им. Хруничева сразу же возникли трехступенчатые ракеты. Заметим, что дополнительная ступень – это не только снижение расчетной надежности, но и дополнительное отчуждение земель под поля падения отделяемых блоков (за деньги, разумеется, – мы ведь при рынке живем!).

Но и это еще не все. Как известно, космодром Свободный, по сути, так и не состоялся. Поэтому «Ангара» была переориентирована на пуски из Плесецка. Более неподходящего места для запусков геостационарных спутников придумать трудно. Для того, чтобы доставить на ГСО спутник той же массы, что и выводимый «Протоном» с Байконура, «Ангара» должна иметь грузоподъемность на низкой околоземной орбите 24,5 т («Протон» – только 21-22 т). Чтобы обеспечить такую энергетику, ГКНПЦ им. М.В. Хруничева был вынужден заказать в НПО «Энергомаш» совершенно новый двигатель РД-191М с высочайшими удельными характеристиками и огромной энергонапряженностью. Разработка этого ЖРД, формально базирующаяся на раннем заделе, практически началась с нуля, встретила многочисленные технические трудности и, что самое главное, столкнулась с недостатком финансирования. Впрочем, концепция «модульного проектирования» другого выхода и не давала – серийные двигатели просто не подходили для «кубиков» выбранной размерности.

В общем, скорее всего, при современном состоянии отечественной ракетно-космической промышленности, «Ангара» еще не скоро будет «супердешевой» и «супернадежной» (тяжелый ее вариант по количеству автономных ракетных блоков-модулей превосходит «Протон»), а энергетики носителя при пусках с Плесецка будет недостаточно, чтобы конкурировать не только с новейшими зарубежными ракетами («Атлас-5», «Дельта-4», последние модификации «Ариан-5»), но и с «Протоном-М». Ситуацию можно улучшить, применив кислородно-водородный блок (КВРБ), но его полномасштабная разработка начнется не ранее 2010-2011гг. Но, уж какой «Ангара» получилась, такой, видимо, и будет. Ракета уже изготавливается «в железе».

Проект КРК включен в Федеральную космическую программу России на 2006-2015 гг. С 2004 г. финансирование из госбюджета ведется по графику в полном объеме.

По состоянию на сегодня семейство РН «Ангара» включает в себя четыре основных модели: две – легкого класса («Ангара-1.1» и «Ангара-1.2») грузоподъемностью 2 и 3,7 т соответственно, и по одной – среднего («Ангара-3») и тяжелого («Ангара-5») классов. Масса грузов, выводимых последними на низкую орбиту, составит 14,6 и 24,5 т.

Из всей этой линейки реально востребован Министерством обороны РФ может быть только тяжелый вариант. Легкие ракеты могут стать заменой «гептиловых» носителей «Космос-ЗМ» и «Рокот». Перспективы применения «Ангары-3» туманны: в ее размерности используется российско-украинская ракета «Зенит».

Основу ракет семейства составляют универсальные ракетные модули УРМ-1 и УРМ-2. Первый оснащен одним двигателем РД-191М и является основой первых ступеней всех РН семейства, а также вторых ступеней «Ангары-3» (два модуля в составе первой и один в составе второй ступени) и «Ангары-5» (четыре и один модуль соответственно на первой и второй ступенях). УРМ-2 с одним кислородно-керосиновым двигателем РД-0124А (модификация РД-0124 для третьей ступени РН «Союз-2.1б», разработчик – КБ Химавтоматики, г Воронеж) применяется в качестве второй ступени в РН «Ангара-1.2». На «Ангаре-1.1» в роли второй ступени выступает разгонный блок «Бриз-КМ», заимствованный с легкой РН «Рокот».

Двигатель РД-191 успешно проходит огневые стендовые испытания (ОСИ), и на 2009 г. намечено проведение его межведомственных испытаний.

В 2006 г. северодвинским машиностроительным предприятием «Звездочка» изготовлен стартовый стол, который доставлен на космодром Плесецк и монтируется на стартовом комплексе. На космодроме идет подготовка рабочих мест в МИКе и других сооружениях технической позиции, а в ГКНПЦ им. М.В. Хруничева – изготовление и испытание ракет семейства «Ангара», подготовка их к началу летно-конструкторских испытаний.

В начале августа этого года в НИИХиммаш (г. Пересвет Московской обл.) началась подготовка к ОСИ блоков носителей семейства «Ангара». Для примерки магистралей на стенде установлен стендовый экземпляр г УРМ-1. По окончании работ он будет демонтирован, погружен в вагоны и отправлен на ракетно-космический завод Центра им. Хруничева для доработки и оснащения двигателем. Проведение ОСИ первой ступени «Ангары» запланировано на 2008 г. В феврале того же года в НИИХиммаше состоятся огневые испытания и второй ступени – блока УРМ-2.

С целью снижения рисков летно-конструкторские испытания (ЛКИ) комплекса начнутся пуском легкой РН «Ангара-1.2». Но уже второй пуск планируется осуществить в тяжелом варианте «Ангара-5».

22 декабря 2004 г. между Российской Федерацией и Республикой Казахстан было подписано «Соглашение о создании на космодроме Байконур КРК «Байтерек» (на базе одного из стартовых комплексов РН «Протон») с использованием РН «Ангара-5». В соответствии с соглашением, Астана предоставит совместному российско-казахскому предприятию бюджетный кредит на 223 млн долл. В ноябре 2006 г. совместная казахстанско-российская рекогносцировочная комиссия завершила облет будущей трассы полета ракеты. Траектория проходит по территории Кзылординской, Карагандинской и Восточно-Казахстанской областей Республики Казахстан с опорным: наклонением 48°. Целью облета было уточнение исходных данных по фактическому расположению населенных пунктов и других наземных объектов, принятых в качестве основы при подготовке ЦНИИ машиностроения (головным институтом Роскосмоса) заключения о безопасности трассы. Определены участки трассовой зоны, наиболее критичные по плотности расположения населенных пунктов и промышленных объектов, в целях введения организационно-технических мер защиты населения и наземных объектов от поражения фрагментами РН в случае ее аварии. На трассе полета был обнаружен газопровод, не отмеченный в плане, поэтому в траекторию будут внесены коррективы. Определены поля падения (эллипс с размерами осей 120x50 км) первой ступени РН «Ангара-5» на территории Карагандинской области, который удовлетворяет условиям обеспечения безопасности. А вот поле падение второй ступени оказалось в Монголии, что требует обсуждения на межгосударственном уровне. Пока же реализация проекта «Байтерек» сдерживается началом летной отработки «Ангары».

Конечно, «Ангару» можно (и нужно) было сделать проще, дешевле и эффективнее. Но, как говорят некоторые представители современной молодежи, «поздняк метаться». Примем во внимание, что «Ангара» – первая космическая ракета, созданная в России после 1991 г А первенцу многое прощают.

«Ангара-1.1» «Ангара-1.2» «Ангара-3» «Ангара-5» «Ангара-5» с КВРБ