Взлёт, 2014 № 12

Авария «Антареса» и судьба НК-33

В последнюю неделю октября 2014 г. американская космонавтика окрасилась в мрачные цвета двух неудач – катастрофы суборбитального ракетоплана SpaceShipTwo и аварии ракеты-носителя Antares компании Orbital Sciences Corp (OSC). И если первая подняла волну лишь на внутреннем рынке, то вторая отозвалась эхом сразу в нескольких странах…

Итак, 28 октября 2014 г. в 22.22 UTC с космодрома на острове Уоллопс у побережья штата Вирджиния состоялся пятый в истории пуск ракеты Antares: на орбиту запускался беспилотный автоматический корабль Cygnus, выполняющий третью миссию по доставке грузов в рамках программы коммерческого снабжения CRS (Commercial Resupply Mission) Международной космической станции. Штатный полет носителя продолжался не более 10-11 секунд, после чего в районе хвостового отсека ракеты была зафиксирована вспышка. А еще через две секунды там же произошел взрыв с хорошо заметным на видеорепортажах разлетом обломков конструкции. Два двигателя первой ступени отключились практически сразу же, после чего Antares по инерции поднимался вверх секунду-полторы, а затем начал падать. Дежурный офицер, отвечавший за безопасность полигона, успел активировать систему аварийного прекращения полета, и ракета взорвалась, не успев коснуться земли.

На старте вспыхнул пожар, бушевавший несколько часов. Вместе с носителем погиб корабль, а также несколько малых космических аппаратов, которые запускали в качестве попутной нагрузки. Астронавты американского сегмента МКС не получили свыше 2 т запасов и оборудования для служебных систем и экспериментов, запчастей для электроники и компьютеров, фото- и видеоаппаратуры, оборудования для работы в открытом космосе.

Большой, хотя и не катастрофический, ущерб понес стартовый комплекс: выбиты стекла и двери, со стен некоторых сооружений содран сайдинг, упали два из четырех молниеотводов, пострадал транспортер-установщик и стоящая неподалеку пусковая установка зондирующих ракет. Хотя основная наземная инфраструктура на первый взгляд осталась не повреждена, инспекция и ремонтно-восстановительные работы займут не один месяц.

Но перечнем прямых потерь последствия аварии далеко не исчерпываются. Гораздо более существенный урон нанесен ракетной программе компании OSC. В последнее время она и так не могла похвастаться надежностью своих носителей (в 2009 и 2011 гг. из-за аварий твердотопливного носителя Taurus XL были потеряны две очень дорогие научные обсерватории NASA – OCO и Glory). Октябрьская авария заставила усомниться не только в надежности конкретной ракеты, но пошатнула и всю идеологию компании, основанную на системной интеграции решений «со стороны».

В частности, в составе носителя Antares используется первая ступень, топливный отсек которой спроектирован в КБ «Южное» и изготовлен на «Южмашзаводе» (Днепропетровск, Украина). Двигатели AJ-26 поставлены фирмой Aerojet Rocketdyne и являются модификацией НК-33, изготовленных 40 лет назад для советской лунной программы. Двигатель Castor 30XL второй ступени поставлен компанией ATK, а герметичный отсек корабля Cygnus – итальянской компанией Thales Alenia Space.

Такой подход позволял сэкономить на инвестициях в разработку, но не обеспечивал полный контроль процесса производства и, соответственно, качества продукции.

Однако, главным остается вопрос о причинах аварии. Обычно на их определение уходит как минимум несколько недель. Эксперты компетентной комиссии документируют показания очевидцев, расшифровывают и интерпретируют данные телеметрии, изучают фрагменты конструкции ракеты. И лишь после этой кропотливой работы выдают свое заключение. На этот раз виновник аварии был найден на удивление быстро. Уже 4 ноября компания OSC устами председателя совета директоров и главного исполнительного директора Дэвида Томпсона объявила, что «по предварительным данным (которые впоследствие могут измениться), один из двух маршевых двигателей AJ-26, установленных на первой ступени, отказал примерно на 15-й секунде после зажигания». «Сейчас мы считаем, что отказ изначально возник… в турбонасосе этого двигателя. Я хочу подчеркнуть, что для подтверждения этого вывода необходим более подробный анализ», – заявил Томпсон.

Несмотря на предварительный характер вывода, тут же было объявлено о том, что компания, скорее всего, откажется от дальнейшего применения AJ-26, «пока эти двигатели не будут окончательно признаны годными к полетам». Несмотря на то, что причина отказа турбонасоса не была объявлена, Дэвид Томпсон высказался в том смысле, что AJ-26, «возможно, имеет фундаментальные проблемы с надежностью». При этом самарское ОАО «Кузнецов» – партнер Aerojet Rocketdyne – не получил от американцев никаких официальных документов, причем, согласно первоначальным сообщениям, телеметрия фиксировала нормальную работу двигателей.

Тем не менее, судя по всему, OSC собирается «поставить крест» на использовании НК-33 в своих носителях, поскольку объявила, что ракета Antares будет модернизирована, и ее первая ступень получит новые двигатели. Пуски обновленного носителя начнутся не ранее 2016 г.

Было официально заявлено желание компании найти замену AJ-26, намеки на которое в разных формах появлялись на протяжении уже многих месяцев. Причинами поисков было желание OSC продлить эксплуатацию своего носителя и после прекращения программы CRS, которое наталкивалось на ограниченный запас НК-33 и неясность перспектив возобновления их производства в ОАО «Кузнецов».

Несмотря на формальное согласие подождать и даже предварительную договоренность о приобретении нескольких десятков новых двигателей, которые должны быть выпущены в Самаре, OSC присматривалась к российскому же РД-180, а также обдумывала предложение компании АТК, предлагавшей заменить жидкостную первую ступень «Антареса» на твердотопливную. Однако, получить РД-180 оказалось не так-то просто. Эти двигатели продает в США компания RD-Amross – совместное предприятие Pratt amp; Whitney и НПО «Энергомаш». Единственный покупатель – Объединенный пусковой альянс ULA (United Launch Alliance) – устанавливает их на первой ступени носителя Atlas V. Что касается твердотопливной ступени, то, очевидно, ее проектирование, испытания и производство явно займут более двух лет. Поэтому компания OSC нашла иное решение.

Взрыв и пожар на месте падения ракеты-носителя «Антарес» 28 октября 2014 г.

По имеющимся данным, им станет двигатель, создаваемый на базе РД-191 из программы «Ангара». В этом случае перспективы НК-33, в т.ч. и возобновление его серийного производства, выглядят еще более неопределенно: кроме нового российского легкого носителя «Союз-2.1в», который пока запускается крайне редко, у него, по сути, не остается иных потребителей…

Предстоящий перерыв в запусках кораблей снабжения на МКС, тем не менее, не станет поводом для расторжения договора между OSC и NASA. Контракт CRS-1 стоимостью 1,9 млрд долл. будет исполнен до конца 2016 г. путем отправки «Сигнусов» на орбиту другими носителями без каких-либо дополнительных расходов и с минимальными коррективами в расписании полетов. Дэвид Томпсон отметил, что это будет достигнуто «путем консолидации миссий за счет запуска на более мощных ракетах сторонних провайдеров»: «За счет перераспределения грузов из пяти запланированных ранее миссий на четыре корабля мы сможем поддерживать аналогичный или, возможно, даже несколько лучший график снабжения МКС, чем тот, что был до неудачного запуска, и завершить полеты по программе CRS к концу 2016 г.». При этом он сообщил, что в конце 2014 г. OSC совместно с NASA примут окончательные решения по новому расписанию доставки грузов на МКС.

Переговоры о предоставлении пусковых услуг начались с двумя американскими и одним европейским провайдером. Нетрудно догадаться, что это ULA, SpaceX и Arianspace. Как стало известно, наибольшие шансы стать «лошадью» для корабля Cygnus имеет… ракета Falcon 9 конкурирующей компании SpaceX. Это единственный американский носитель, чье производство может быть существенно увеличено в ближайшее время. При этом технических проблем, по мнению OSC, возникнуть не должно, поскольку Cygnus – достаточно гибкий корабль, изначально способный запускаться на разных ракетах. Так ли это, увидим уже скоро.

Игорь АФАНАСЬЕВ, Дмитрий ВОРОНЦОВ