Маск впервые запустил к Марсу частную сверхтяжелую ракету Falcon Heavy. Самая мощная в мире ракета

Эта статья посвящена новой концепции ракеты-носителя сверхтяжелого класса, которую рассматривает Роскосмос в качестве базового варианта с 2017 года. О предыдущих проектах Роскосмоса можно прочитать .

Как мы к этому пришли

В 2015 году из-за резкого сокращения бюджета Роскосмос был вынужден отказаться от планов по созданию сверхтяжелой ракеты. Это решение сразу лишило долгосрочную программу российской космонавтики хоть каких-то амбиций. Хотя формально планы полета к Луне не отменялись – просто предполагалось, что вместо сверхтяжелой ракеты для них будет использоваться «утяжеленная» водородная «Ангара-А5В», – все понимали, что даже «на бумаге» облет Луны с помощью четырех ракет выглядит не очень реалистично. А без Луны российская пилотируемая космонавтика обречена либо навечно застрять на низкой орбите Земли, либо закрыться.

В 2016 году, с задержкой на два года, Федеральная космическая программа 2016-2025 была утверждена правительством. По сравнению с первым проектом 2014 года объем финансирования космонавтики по этой программе упал в два раза. Уже после принятия ФКП была дополнительно секвестрована , и этот процесс может продолжиться .

Финансирование ракетно-космической отрасли помимо ФКП идет еще по двум федеральным целевым программам. Если с программой по ГЛОНАСС проблем не возникло, то программа развития космодромов добавила чиновникам много головной боли. Расходы на нее также уменьшились приблизительно в два раза , из-за чего от планов по строительству двух пусковых комплексов для ракет «Ангара» на космодроме Восточный пришлось отказаться. Хотя поначалу это отрицалось, нехватка стартовых столов окончательно похоронила идею многопускового полета к Луне.

В теории, полный отказ от лунной экспедиции вполне возможен. Проблема лишь в том, что при этом потеряется смысл разработки нового пилотируемого космического корабля ПТК НП «Федерация». Этот заказ выполняет РКК «Энергия», которая в последние годы сумела проявить себя как самого сильного лоббиста в отрасли.

Именно «Энергия» и протолкнула новую долгосрочную программу развития средств выведения, логичным концом которой становится создание новой свертяжелой ракеты.

В принятой основательно урезанной ФКП оставалась опытно-конструкторская работа «Феникс» по созданию ракеты среднего класса. Изначально ее целью было создание носителя на замену украинской ракете «Зенит». Эту ракету среднего класса нельзя назвать востребованной, и потому удивительно, что данная ОКР пережила сокращение программы. Именно она, однако, стало отправной точкой для нового плана «Энергии» и «Роскосмоса».

Согласно обобщенной программе от 2015 года, в 2021 году при помощи тяжелой ракеты-носителя «Ангара-А5П» (пилотируемая модификация, грузоподъемность 24,5 т или, по другой концепции, 20 т) должны были начаться летные испытания нового пилотируемого корабля «Федерация». С 2024 года планировалось начать испытания «утяжеленной» водородной «Анагы-А5В» грузоподъемностью 37,5 т. У этого плана есть сразу три проблемы. Во-первых, тяжелую ракету «Ангара» предполагалось использовать для всех модификация корабля «Федерация», включая и лунную (масса около 20 т), и низкоорбитальную (около 15 т), что очень дорого и неэффективно. Во-вторых, развертывание серийного производства универсальных ракетных модулей (УРМ) «Ангары» в ПО «Полет» в Омске столкнулось с трудностями и не завершено до сих пор. В-третьих, строительство стартовой площадки для «Ангары» на Восточном до сих пор не начато, и шансов успеть к 2021-2022 году не так уж много. Значит, летные испытания ПТК НП будут неоднократно откладываться. Ну и помимо этого, как было написано выше, водородная «Ангара» для лунной экспедиции совсем не подходит.

Чтобы решить эти проблемы, РКК «Энергия» решила полностью вычеркнуть из пилотируемой программы ракеты «Ангара», которые разработал и производит Центр им. Хруничева. На первом этапе «Энергия» решила разрабатывать не лунную, а более легкую низкоорбитальную модификация корабля «Федерация», и для ее испытаний использовать среднюю ракету, разрабатываемую по ОКР «Феникс» – она получила два названия: «Союз-5» и «Сункар». «Союз-5» получит двигатель РД-171 на первой ступени и будет внешне отличаться от «Зенита» разве что диаметром. Он сможет летать с модернизированного пускового стола для «Зенитов» на космодроме Байконур и с морского космодрома Sea Launch компании S7, причем работы на Байконуре должны быть выполнены на средства Казахстана, а модернизация комплекса Sea Launch, соответственно, на средства S7. Благодаря схожести новой ракеты с «Зенитом» переделка стартовых комплексов будет простой и недорогой. Именно «Союз-5» будет использован для начала испытаний «Федерации», которое одновременно с первым пуском новой ракеты назначили на 2022 (а скорее 2023) год.

Контракт на разработку «Союза-5», конечно же, достался РКК «Энергия», но основным субподрядчиком и производителем станет самарский РКЦ «Прогресс».

Водородная ракета «Ангара-А5В» пока не исключена из программы. У нее осталась задача выведения тяжелых спутников военного назначения. Тем не менее, по словам главы Центра им. Хруничева Андрея Калиновского (в июне 2017 года перешел на работу в Роскосмос), разработка этой ракеты в ближайшие годы не начнется . К ней планируется приступить после появления стартового стола для «Ангары» на Восточном, т.е. в начале 2020-х годов. Если в проект стартового стола не будет заложена возможность использования его с водородной «Ангарой», отказ от нее станет просто вопросом времени.

А где же сверхтяжелая ракета?

Ставка на «Союз-5» решила первоочередную проблему. Эта ракета, если будет создана в срок, позволит начать летные испытания ПТК НП. Но для лунной программы «Союз-5» не подходит. Зато подходит многомодульная ракета, которую можно связать из первых ступеней «Союза-5» так же, как американская Falcon Heavy состоит из трех Falcon 9 или как «Ангара-А5» состоит из пяти модулей «Ангары-А1.2». Ракету, состоящую из трех модулей среднего класса на первой и второй ступени, неофициально в широком смысле называют «тризенитом». А пятимодульную ракету можно по аналогии назвать «пятизенитом». Эту идею РКК «Энергия» взяла на вооружение довольно давно, назвав «Энергией-5» (см. предыдущую версию статьи о сверхтяжелых ракетах). Первая ступень «Энергии-5» состоит из четырех ускорителей с одним двигателем РД-171 (т.е. каждый такой ускоритель является аналогом первой ступени ракеты «Союз-5»). Вторая ступень – аналогичный центральный модуль. Третья ступень – кислородно-водородная, что, как раз, является отличием от первоначальной концепции «многозенита». Грузоподъемность «Энергии-5» составит более 90 т на низкую орбиту Земли, что позволит доставить ПТК НП на орбиту Луны в один пуск или организовать высадку на Луну в два пуска.

Как ясно из документа, проектируемая российская сверхтяжелая ракета не станет многоразовой. А значит — ее можно использовать только в государственных проектах, где не нужна коммерческая конкурентоспособность. Ракета, первый запуск которой может случиться в 2028 году, кажется хорошо подходящей для обслуживания окололунной станции, курс на создание которой взяли Соединенные Штаты при Трампе.

С одной стороны, это хорошо — явно «некоммерческая» ракета не будет испытывать давления со стороны SpaceX. С другой — получается, что наличие или отсутствие реальных задач для отечественного сверхтяжа зависит лишь от желания США вкладываться в окололунную станцию. История учит, что NASA со времен лунной программы почти никогда не доводило до конца свои пилотируемые проекты. Соответственно, новая российская ракета рискует остаться без работы, если американцы опять передумают.

Почему российский сверхтяж не может быть даже частично многоразовым

Из приложения к контракту видно, что сверхтяжелая ракета будет создаваться из блоков средней ракеты «Союз-5», проработку которой недавно начала РКК «Энергия». Первый полет «Союза-5» намечен на 2022 год. Технически эта ракета, выводящая на орбиту 18 тонн, будет упрощенным вариантом советского «Зенита».

В частности, двигатель ее первой ступени, РД-171МВ, — это, по сути, упрощенный РД-171 первой ступени «Зенита», нет только дросселей пуска окислителя (кислорода). За счет этого становится меньше возможностей управлять тягой, но зато на пять процентов повышается мощность, проще, легче и надежнее становится конструкция двигателя. Производитель, соответственно, надеется благодаря этому снизить цену двигателя на 15—20 процентов относительно «зенитовского» РД-171. Пуск «Союза-5», по планам, будет стоить 35 миллионов долларов (правда, за счет чего именно, пока никто не знает). Это значит, что запуск сверхтяжа из «пакета» союзовских ступеней будет стоить несколько сотен миллионов долларов — стоимость сверхтяжа нельзя свести к простой сумме стоимости его элементов, их сборка потребует множества уникальных работ по сопряжению, которые поднимают удельную стоимость на десятки процентов.

И вроде бы все хорошо, ведь прямо сейчас в России нет сверхтяжа, а тут он появится. И не на базе «Ангары», которая по 100 миллионов долларов за штуку, а на базе предположительно более дешевого «Союза-5». Но есть одно «но». Как известно, сегодня российские ракеты-носители на коммерческом рынке присутствуют в незначительных количествах — их вытеснили более дешевые ракеты Falcon 9. Одна из сильных сторон этой американской ракеты — возможность повторного использования самой дорогой ее части — первой ступени. Пока она экономит SpaceX около 10 процентов стоимости каждого пуска, однако после внедрения последней модификации Falcon 9 — Block 5 — будет экономить уже до 30 процентов.

А «Союз-5» и создаваемый на его основе сверхтяж по этому пути пойти не смогут. Причина довольно проста — кислород-нафтиловый двигатель РД-171МВ (нафтил, С12,79H24,52 — углеводородное топливо, внедряемое из-за снижения добычи нефти, подходящей для изготовления ракетного керосина) в первой ступени «Союза-5» всего один, а у Falcon 9 в первой ступени — сразу девять более слабых двигателей. Для посадки ракеты на хвост лучше подходит несколько двигателей меньшей мощности, чем один более мощный.

Дело в том, что современные ракетные двигатели могут варьировать тягу очень умеренно. От них легко получить полную мощность, но трудно добиться совсем малой. Пока ракеты летали по одному разу, все было нормально: даже вес самой ракеты с топливом таков, что там пять процентов мощности не нужны, с ними ничего в космос не вывести.

Иная история со спасением ступени. Когда она садится, топлива в ней остается мало — почти все ушло на вывод полезной нагрузки. Сама ступень очень легкая. Если «пережать» тягу двигателя, ракета просто не сядет, а когда топливо кончится — упадет камнем. Хорошо, когда, как у Falcon 9, двигателей девять — отключил часть и садись. Если один, как у советского «Зенита» и его потомка «Союза-5», это сделать будет заметно сложнее.

Кроме того, у РД-171 с самого начала упрощенная система управления соплами, что дополнительно усложняет посадку на хвост. Нет в конструкции «Союз-5» места и для «ног» — опор, без которых ракету на хвост не посадить.

Сверхтяж будет собираться на базе первых ступеней «Союза-5» — точно так же, как Falcon Heavy собирается на основе трех первых ступеней Falcon 9. Если «кирпичики» одноразовые, то и дом из них будет одноразовый.

Отсутствие многоразовости в проекте видно и из того, что приложение к контракту детально описывает требования по обеспечению безопасности падения ступеней сверхтяжелой ракеты, но не детализирует вопросы их пригодности к спасению.

Что отсутствие многоразовости говорит нам о целях проекта

Российская сверхтяжелая ракета, согласно имеющимся документам, полетит не ранее 2028 года. Это могло бы создать для нее риски конкуренции с Falcon Heavy — многоразовой и потенциально более дешевой. Однако на самом деле они малы. К тому времени SpaceX предполагает заменить Falcon Heavy, в связи с ее моральным устареванием, на более мощную и дешевую (на килограмм нагрузки) ракету BFR.

Из этого очевидно, что на коммерческий рынок российский сверхтяж вряд ли кто нацелит. Если авиалайнеры одной компании летают один раз, а другой — много, то билеты первой компании будут слишком дорогими для коммерческих перевозок. Ракеты SpaceX вытеснили российские «Протоны» с рынка даже в одноразовом варианте, и пока нет оснований считать, что при конкуренции с их многоразовыми сверхтяжелыми потомками что-то изменится.

Однако есть отрасль, которая «имунна» к дорогим пускам — государственные космические проекты. В прошлом году NASA очень сильно напирало на проект окололунной станции. Причина такого интереса к этой программе у NASA проста: агентство к началу 2020-х достроит свою ракету SLS, которая станет самой мощной в мире. На полеты к Луне NASA достаточно денег не дают, а летать на SLS к МКС не получится — SLS в 10 с лишним раз дороже, чем Falcon Heavy. Будет невозможно объяснить налогоплательщику, зачем летать за такие деньги, если есть способ дешевле.

Конечно, Falcon Heavy способна доставить модули и к окололунной станции, и это тоже будет дешевле. Но здесь NASA в выгодном положении: налогоплательщик не в курсе тонкостей о возможностях Falcon Heavy, поэтому заместитель главы NASA Уильям Герстенмайер уже ведет дезинформационную кампанию, публично утверждая, что SLS может доставить модули для новой станции, а ракета SpaceX — нет. Его, конечно, уже уличали в искажении фактов, но это не так важно, поскольку голосовать за финансирование SLS будут в Конгрессе, а там все равно газет не читают.

Изображение: NASA/MSFC

Роскосмос очень быстро подключился к этому крайне полезному для него проекту. С советского времени собственных пилотируемых космических программ у нас нет, поскольку они требует серьезного финансирования. Поэтому для нашей страны единственный реальный шанс на заметную пилотируемую активность в космосе — это участие в международном проекте. Уже прошлой осенью глава Роскосмоса Игорь Комаров подписал с представителем NASA заявление о намерении сотрудничать по окололунной станции.

Это отличный шаг, благо других оснований для финансирования пилотируемых программ у нас пока не предвидится. Но такое сотрудничество требует, чтобы у России была ракета, способная долететь до окололунной орбиты с перспективным космическим кораблем «Федерация» (более 15 тонн). Согласно приложению к контракту на проектирование нового российского сверхтяжа, примерно в этой весовой категории — до 20 тонн к окололунной орбите — и запланированы возможности будущего российского сверхтяжа.

Иллюстрация: NASA

Итак, как мы видим, наша сверхтяжелая ракета не просто так задумана одноразовой. Ведь к окололунной станции часто летать никакого смысла нет. Во-первых, невесомость там практически ничем не отличается от невесомости на МКС, то есть новых экспериментов много не поставишь. Во-вторых, цена доставки груза и людей за 400 000 километров (окололунная орбита) заметно выше, чем за 400 километров (орбита МКС).

В третьих, — и это важнее всего — Луна находится за пределами магнитного поля Земли. Радиация вне этого поля — 0,66 зиверта в год. Предельная доза для космонавта по нормам как NASA, так и Роскосмоса — всего 0,5 зиверта в год. На поверхности Луны уровень радиации ниже в два раза, а на Марсе — в три. То есть окололунная станция — самое смертоносное место из когда-либо предложенных людям в истории освоения космоса.

Фото: Федеральное космическое агентство / wikimedia commons / CC BY 4.0

Поэтому представители государственных космических агентств уже не раз поясняли, что станция, скорее всего, будет периодически посещаемой, а не постоянно обитаемой. То есть летать туда надо редко и надолго не задерживаться. А для редких полетов многоразовые ракеты не нужны. Если они будут летать по многу раз, то новые ракеты будут делать так редко, что возникнет реальный шанс утраты навыков по их производству.

Таким образом, следует признать: проект российского сверхтяжа выглядит во всех отношениях продуманным и хорошо отвечает поставленной задаче. Он сможет демонстрировать российский флаг в космосе на рубежах, которые взялись покорять американцы. Это отличный проект, за который Роскосмос заслуживает наивысших похвал.

Особенно отличным его делает то, что у нас в стране нет своих задач для сверхтяжа, кроме одной — иметь его, если он будет у США. Так уж исторически сложилось, что у руководства отрасли, а вслед за ним — и страны в целом — нет понимания того, зачем может быть нужен сверхтяж вне престижных международных проектов. Соответственно, поскольку единственный просматривающийся заказчик нашего сверхтяжа — это NASA, участие в их проекте окололунной станции пока наш единственный реальный шанс вообще получить сверхтяжелую ракету.

Почему это рискованно

При всех плюсах ориентации отечественного сверхтяжа на участие в американском проекте Deep Space Gateway у нее есть и серьезный минус. Дело в том, что космическое агентство в США зависит от электорального цикла в этой стране. В последние десятилетия каждый новый президент хочет заработать имиджевых очков, объявив новый, «невиданный» космический проект.

Это может быть что угодно: СОИ Рейгана, возвращение на Луну Буша-младшего, план захвата астероида Обамы или вот, например, создание окололунной станции в эпоху Трампа. Выполнять все это не только не обязательно, но и не нужно. Больше восьми лет никакой президент в США у власти не пробудет, а реализовать без сверхусилий действительно большой космический проект за восемь лет все равно не выйдет.

Проект Deep Space Gateway в связи с этим может постигнуть та же печальная участь, что и более ранние проекты NASA, такие как закрытая при Обаме программа Constellation, в которую были вложены миллиарды долларов и годы труда. До того ровно так же был закрыт целый ряд других программ. Фактически Штаты после полетов на Луну довели до конца только одну пилотируемую программу — МКС.

Взлет тяжелой ракеты-носителя «Дельта IV» с кораблем «Орион» на борту. «Орион» входил в программу Constellation и продолжает разрабатываться после ее свертывания.
NASA / Sandra Joseph and Kevin O’Connell

Особенно большой риск для проекта DSG создает то, что идея окололунной станции вызывает сильное раздражение у американского общества. Известный американский публицист Роберт Зубрин, специализирующийся на космосе, уже отметил: «Там нельзя сделать ничего такого, что нельзя сделать на МКС, за исключением подставления людей под большие дозы радиации — форма медицинского исследования, за которую ряд нацистских врачей вздернули в Нюрнберге».

Может получиться так, что следующий президент США не захочет, чтобы его имя в истории фигурировало рядом с фамилиями Гиммлера и Менгеле. В этом случае российской сверхтяжелой ракете придется менять коней на середине переправы — у нас нет и не планируется никаких самостоятельных национальных космических проектов, для которых была бы нужна сверхтяжелая ракета. В этом случае она рискует остаться без каких-либо определенных целей.

Сверхтяжелое повторение истории с «Ангарой»?

Подобный случай в постсоветской истории нашей космонавтики уже был. Не так давно без большой доли заказов осталась «Ангара», ракета, на создание которой потрачено в ~6,5 раза больше, чем на создание Falcon 9 (разработка которого стоила примерно 400 миллионов долларов).

Макет ракеты-носителя тяжелого класса «Ангара» на VII Международной выставке военной техники, технологий и вооружения cухопутных войск «ВТТВ-Омск-2007».
Фото: Валерий Гашеев / ИТАР-ТАСС

Как отмечал Игорь Комаров еще в прошлом году, планы по производству «Ангары» уменьшились в несколько раз — из-за сокращения финансирования. Снижение числа заказов приводит к простою, а тот, в свою очередь, вызывает рост стоимости производства и пусков. Как мы сейчас знаем, регулярные полеты «Ангары» — спустя 20 лет после запуска программы — так и не начались. Грозит ли та же судьба новому сверхтяжу?

Стоит признать, что NASA, с каждым новым президентом резко меняющая свои планы в космосе, — партнер для российской космонавтики менее надежный, чем российское Министерство обороны. Да, МО всегда может сократить запуски своих спутников, но не может вовсе от них отказаться — без этого оно будет слепым в случае большой войны. А вот Штаты вполне могут отказаться от окололунной станции вовсе — им не впервой. Поэтому призрак «Ангары» еще долго будет бродить где-то рядом с проектом российского сверхтяжа.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Sp-force-hide { display: none;}.sp-form { display: block; background: #ffffff; padding: 15px; width: 960px; max-width: 100%; border-radius: 5px; -moz-border-radius: 5px; -webkit-border-radius: 5px; border-color: #dddddd; border-style: solid; border-width: 1px; font-family: Arial, "Helvetica Neue", sans-serif; background-repeat: no-repeat; background-position: center; background-size: auto;}.sp-form input { display: inline-block; opacity: 1; visibility: visible;}.sp-form .sp-form-fields-wrapper { margin: 0 auto; width: 930px;}.sp-form .sp-form-control { background: #ffffff; border-color: #cccccc; border-style: solid; border-width: 1px; font-size: 15px; padding-left: 8.75px; padding-right: 8.75px; border-radius: 4px; -moz-border-radius: 4px; -webkit-border-radius: 4px; height: 35px; width: 100%;}.sp-form .sp-field label { color: #444444; font-size: 13px; font-style: normal; font-weight: bold;}.sp-form .sp-button { border-radius: 4px; -moz-border-radius: 4px; -webkit-border-radius: 4px; background-color: #0089bf; color: #ffffff; width: auto; font-weight: 700; font-style: normal; font-family: Arial, sans-serif;}.sp-form .sp-button-container { text-align: left;}

«Энергия» - советская сверхтяжелая ракета-носитель. Она была одной из трех самых мощных когда-либо построенных ракет того же класса - «Сатурна V», а также злополучной ракеты Н-1, которую она должна была заменить. Другим главным предназначением ракеты было выведение на орбиту советского космического корабля многоразового использования, что отличало его от американского, взлетавшего с помощью своих собственных двигателей, питаемых большим внешним топливным баком. Хотя в 1987-1988 годах «Энергия» дважды побывала в космосе, после этого запуски больше не проводились, несмотря на то, что в Советском Союзе она должна была стать основным средством доставки грузов на орбиту XXI века.

Лунный плацдарм

После того как Валентин Глушко возглавил ЦКБЭМ (бывший ОКБ-1), сменив опального Василия Мишина, он в течение 20 месяцев работал над созданием лунной базы, основанной на модификации ракеты «Протон» конструкции Владимира Челомея, в которой использовались самовоспламеняющиеся двигатели Глушко.

К началу 1976 г., однако, руководство СССР решило остановить лунную программу и сосредоточиться на советском космическом корабле многоразового использования, так как американский челнок рассматривался как военная угроза со стороны США. Хотя в конечном итоге «Буран» будет сильно похож на конкурента, Глушко внес одно существенное изменение, которое позволило ему сохранить свою лунную программу.

В американском челноке «Спейс шаттл» два твердотопливных ракетных ускорителя две минуты разгоняли корабль до высоты 46 км. После их отделения корабль использовал двигатели, расположенные в его кормовой части. Другими словами, шаттл, по крайней мере, частично, обладал своей собственной а большой внешний топливный бак, к которому он крепился, ракетой не являлся. Он лишь предназначался для перевозки топлива для главных двигателей космического корабля многоразового использования.

Глушко же решил строить «Буран» вообще без каких-либо двигателей. Это был планер, предназначенный для возвращения на Землю, который выводился на орбиту двигателями, внешне напоминавшими топливный бак американского шаттла. На самом деле это была ракета-носитель «Энергия». Другими словами, главный конструктор Советского Союза спрятал в системе космического корабля многоразового использования разгонный модуль класса «Сатурн V», который потенциально мог стать основой для его любимой лунной базы.

Третье поколение

Что из себя представляет ракета-носитель «Энергия»? Ее разработка началась, когда Глушко возглавил ЦКБМ (на самом деле название «Энергия» использовалось в наименовании недавно реорганизованного отдела НПО задолго до создания ракеты) и принес с собой новую конструкцию ракетного летательного аппарата (РЛА). В начале 1970 годов Советский Союз имел не менее трех ракет - модификации Н-1-Р-7, «Циклон» и «Протон». Все они конструктивно отличались друг от друга, поэтому стоимость их обслуживания была относительно высокая. Для третьего поколения советских космических летательных аппаратов требовалось создать легкие, средние, тяжелые и сверхтяжелые ракеты-носители, состоящие из одного общего набора компонентов, и РЛА Глушко подходил на эту роль.

Серия РЛА уступила «Зенитам» ОКБ Янгеля, но у этого бюро тяжелые ракеты-носители отсутствовали, что давало возможность продвижению «Энергии». Глушко взял свою конструкцию РЛА-135, которая состояла из большого основного разгонного модуля и отделяемых ускорителей, и снова предложил ее вместе с модульной версией «Зенита» в качестве ускорителей и основной новой ракетой, разработанной в его бюро. Предложение было принято - так родилась ракета-носитель «Энергия».

Королев был прав

Но Глушко должен был принять еще удар по своему самолюбию. На протяжении многих лет тормозилась по той причине, что он не соглашался с Сергеем Королевым, который считал, что для большой ракеты жидкий кислород и водород являются лучшими видами топлива. Поэтому в Н-1 были двигатели, построенные гораздо менее опытным конструктором Николаем Кузнецовым, а Глушко сосредоточился на азотной кислоте и диметилгидразине.

Хотя это топливо и обладало такими преимуществами, как плотность и пригодность к хранению, но оно было менее энергоемким и более токсичным, что представляло большую проблему в случае аварии. Кроме того, советское руководство было заинтересовано в том, чтобы догнать Соединенные Штаты - у СССР не было больших двигателей на жидком кислороде и водороде, в то время как во второй и третьей ступенях «Сатурна V» они использовались, как и в главном двигателе «Спейс шаттл». Отчасти добровольно, отчасти из-за этого политического давления, но Глушко пришлось уступить в его споре с Королевым, которого уже восемь лет как не было в живых.

10 лет разработок

В течение следующих десяти лет (это долго, но не слишком: на разработку «Сатурна V» ушло семь лет) НПО «Энергия» разработала массивную основную ​​ступень. Боковые ускорители были относительно легче, меньше и использовали двигатели на жидком кислороде и керосине, в создании которых СССР имел большой опыт, так что вся ракета была готова к первому полету в октябре 1986 года.

К сожалению, для нее не было полезной нагрузки. Хотя при разработке «Энергии» и возникали некоторые проблемы, положение с челноком «Буран» было гораздо хуже - он не был даже близок к завершению. До этого момента название «Энергия» использовалось для ракеты-носителя и космического самолета. Здесь и пригодилась уловка Глушко. Ракете не нужно было ожидать, пока другая ее половина будет готова. В последний год ее создания было принято решение совершить запуск без «Бурана».

«Полюс» гонки вооружений

Между осенью 1985-го и осенью 1986 года была создана новая полезная нагрузка «Полюс». Это был один из функциональных грузовых блоков Владимира Челомея, перепрофилированный из модуля космической станции и тесно связанный с модулем МКС «Заря». «Полюс» предназначался для проведения широкого спектра экспериментов, но его главная задача состояла в испытаниях 1-МВт углекислотного лазера - оружия, разрабатывавшегося в СССР с 1983 года. На самом деле все было не так зловеще, как кажется, так как СССР критиковал США за стратегическую оборонную инициативу, и Михаил Горбачев не хотел рисковать тем, что американцы могут узнать о военном противостоянии. Встреча на высшем уровне в Рейкьявике закончилась в октябре 1986 года и страны были близки к радикальному сокращению ядерного оружия, и в декабре 1987 года они собирались заключить договор о сокращении ракет средней дальности. Различные компоненты лазера намеренно не использовались, осталась только возможность отслеживать цели, и даже ту Горбачев запретил испытывать, посетив Байконур за несколько дней до старта. Однако визит Горбачева привел к появлению формального названия ракеты (в отличие от предполагаемого челнока): надпись «Энергия» появилась на ее корпусе незадолго до приезда Генсека.

Ошибка программы

Первый пуск ракеты-носителя «Энергия» состоялся 15 мая 1987 г. В течение первых нескольких секунд полета, до того как корабль покинул стартовую площадку, он заметно наклонился, но затем сам скорректировал свое положение после запуска системы управления ориентацией ракеты. После этого «Энергия» полетела красиво, в сопровождении единственного МиГа, и быстро исчезла в низких облаках. Ускорители отделились правильно (хотя для этого и следующего полета они не были оснащены парашютами, которые бы позволили их повторное использование), а затем основная ступень покинула зону видимости. После выгорания ракета-носитель отделилась от «Полюса» и, как и планировалось, упала в Тихий океан.

«Полюс» весил 80 тонн, и, чтобы достичь орбиты, он должен был запустить собственный ракетный двигатель. Для этого нужно было совершить оборот на 180 градусов, но из-за ошибки программы после пуска модуль продолжил вращение, и, вместо того чтобы перейти на более высокую орбиту, он опустился ниже. Грузовой модуль также разбился в Тихом океане.

Успех?

Хотя запуск и потерпел неудачу, сама ракета имела полный успех. Работа над «Бураном» продолжалась, и в основном завершенный челнок (готовый к полету, но способный генерировать мощность, достаточную лишь на один день на орбите) был соединен со второй ракетой для запуска беспилотной миссии 15 ноября 1988 года. И вновь ракета-носитель «Энергия» была запущена безупречно (с изменением в программном обеспечении, предотвращавшем опасный наклон во время старта), и на этот раз его полезная нагрузка тоже не подвела: «Буран» в автоматическом режиме приземлился на Байконуре, совершив два витка вокруг Земли, три часа и двадцать пять минут спустя.

Таким образом, к началу 1989 г. Советский Союз имел самую мощную ракету, до сих пор никем не превзойденную. Она могла запустить челнок с полезной нагрузкой, аналогичной нагрузке американских орбитальных аппаратов, а сама по себе могла вывести на низкую околоземную орбиту 88 тонн груза или доставить 32 тонны на Луну (по сравнению с 118 т и 45 т у «Сатурна V» и 92,7 т и 23,5 т у Н-1). Планировалось дальнейшее увеличение этого показателя до 100 тонн, и велись работы по созданию специального грузового отсека вместо приспособленного «Полюса». Уменьшенная версия ракеты, названная «Энергия-М», с одним двигателем и двумя ускорителями, также находилась в завершающей стадии разработки, и была способна выводить полезную нагрузку весом до 34 тонн.

Дорогое удовольствие

Распад Советского Союза стал главной причиной неудачи проекта. Только-только он начинал становиться на ноги, но необходимость в защите интересов безопасности сверхдержавы исчезла, как и деньги, необходимые для масштабных научных миссий. Другая проблема заключалась в том, что ускорители «Зенит» производились компанией, расположенной в независимой Украине.

Правда, еще до того ракета-носитель «Энергия» стала мало востребованной - если нет необходимости лететь на Луну, то подъем на орбиту 100 тонн груза был излишним. У челноков, для которых она разрабатывалась в первую очередь, оказались те же недостатки, что и американских шаттлов, но у ракеты не было преимущества монопольного положения, как это было в США до взрыва «Челленджера» в 1986 году.

Крик отчаяния

Отчаяние НПО «Энергия» можно проследить по предложенным им миссиям:

• Выведение на орбиту массивных лазеров с целью восстановления озонового слоя в течение нескольких десятилетий.
• Построение на Луне базы для добычи гелия-3, используемого в разрабатываемых международным консорциумом, которые будут готовы к 2050 году.
• Запуск отработанного ядерного топлива в «могильники» на гелиоцентрической орбите.

В конце концов дело дошло до вопроса о том, на что была способна ракета, чего не могли бы сделать меньшие, более дешевые космические корабли - каждый пуск «Энергии» стоил 240 млн $ даже при завышенном курсе рубля к доллару в конце 80-х. Если бы запуски производились только при необходимости, содержание завода по изготовлению ракет было бы роскошью, которую ни Советский Союз, ни Россия позволить себе не могли.

Пиррова победа

Если согласиться с теорией, что Советский Союз распался в первую очередь из-за финансовых трудностей, то можно также обоснованно сказать, что «Энергия-Буран» была одной из главных причин этого краха. Данный проект был примером неконтролируемых расходов, которые погубили СССР, и условием его дальнейшего существования было воздержание от реализации такого рода проектов.

С другой стороны, можно обоснованно утверждать, что наибольший урон супердержаве нанесла реакция Михаила Горбачева на финансовое положение страны, и СССР мог бы дотянуть до сегодняшнего дня, если бы Политбюро вслед за возглавил кто-то другой.

Возможные перспективы

Если оставить в стороне фантастические идеи, упомянутые выше, «Энергия» могла бы использоваться для выведения на орбиту одного или нескольких крупных модулей космической станции, которые бы потом достраивались модулями, выводимыми с помощью комбинации «Энергия-Буран»: в конце 1991 года станция «Мир-2» была реконструирована на использование 30-тонных модулей.

Также возможной была постройка меньшего челнока, который бы располагался не сбоку, а в передней части ракеты.

Ставка Глушко на то, что советская космическая программа, как это случалось ранее, пройдет через эпоху перемен, оказалась верной. Хотя разрабатывать и ракеты-носители для конкретной миссии более эффективно, история показывает, что после их создания возникают и новые способы их использования. Глушко умер 10 января 1989 года, менее чем через два месяца после второго и последнего полета «Энергии».

«Зенит» славы

Двигатель РД-170, разработанный для «Зенита» и «Энергии» также оказался одним из лучших ракетных двигателей. Его модификациями могут похвастать южнокорейская «Наро-1», российская ракета-носитель «Ангара» и американская «Атлас V», которая не только использовалась для выполнения научных задач, таких как доставка марсохода «Кьюриосити» и запуск зонда «Новые горизонты» к Плутону, но и американскими военными. Такова разница между 1988 годом и сегодняшним днем.

В настоящее время не проводятся запуски таких ракет. С некоторой натяжкой, последним запуском такого носителя можно назвать 8 июля 2011 года , когда был совершен последний запуск по программе Спейс Шаттл . С некоторой натяжкой, потому что в таких полетах, орбитальный челнок фактически выполняет роль последней ступени ракеты-носителя и масса выводимой полезной нагрузки на околоземную орбиту при этом ограничена всего 20-30 тоннами. В связи с этим можно сказать, что последний запуск такого типа носителей был фактически производен 15 мая 1987 года , когда с помощью советского ракеты-носителя Энергия , была произведена неудачная попытка вывода на орбиту макета боевой лазерной станции , общим весом 80 тонн.

3 D- модель ракета-носителя Энергия с пристыкованной станцией Полюс или . .

В США же последний подобный запуск был произведен 41 год назад — 14 мая 1973 года . Тогда в последнем запуске Сатурна-5 была запущена орбитальная станция Скайлэб , массой в 77 тонн. Тот запуск тоже был фактически частично неудачным — при запуске станция потеряла теплоизолирующий экран и одну из двух солнечных батарей. После того запуска, космические державы перешли к модульному созданию орбитальных станций. С другой стороны, в настоящее время, целых три страны разрабатывают сверхтяжелые ракеты-носители — Россия , США и Китай .

В России такой проект связан с планами пилотируемых полетов к Луне и Марсу . Для Луны планируется создать до 2030 года носитель, выводящий на околоземную орбиту до 80-90 тонн. Для Марса планируется создать, уже после 2030 года, носитель выводящий на околоземную орбиту до 160-190 тонн. В уже упомянутом Вестнике НПО им Лавочкина приводится несколько вариантов таких носителей. К примеру таких:

Для запусков подобных носителей планируется использовать новый космодром Восточный . Первый запуск с этого космодрома (носителя Союз-2 ) должен произойти в конце 2015 года. С другой стороны, выбор Восточного означает, что всю космическую инфраструктуру под сверхтяжелые носители, там придется создавать с нуля. Это достаточно обидно, учитывая, что на Байконуре в советские годы был создан огромный задел по прошлым подобным носителям, таким как Н1 и Энергия-Буран . Недавно я видел сообщение , что бывший огромный ангар на Байконуре , где готовили к запуску Н1 и Энергию, по прежнему в том же состояние, в котором он был в 2002 году, после обрушения кровли.

Планируемые траектории выведения с космодрома Восточный . .

Теперь перейдем к США . В настоящее время там разрабатывается фактически два разных сверхтяжелых носителя: государственный от NASA и частный от SpaceX . В первом случае носитель появился, как замена программы Спейс Шаттл . Сначала он назывался Арес-5 и разрабатывался для программы Созвездие с целью пилотируемых полетов на Луну . В 2010 году произошел фактически отказ от лунных планов, хотя от разработки сверхтяжелого носителя NASA не отказалось. Проект носителя был существенно изменен и получил название SLS (Space Lauch System ) . Теперь уже предлагается его использовать не для пилотируемых полетов к Луне , а для пилотируемых полетов к астероидами или Марсу . Первый запуск этого носителя ожидается в 2017 году. Существует в разработке два варианта SLS : пилотируемый и грузовой. Первый выводит до 70 тонн на орбиту, второй до 130 тонн.

Крайний справа это грузовой вариант SLS . Слева от него пилотируемый вариант SLS. .

SLS очень широко использует и инфраструктуру, и технологии оставшиеся после программы Спейс Шаттл . К примеру, для сборки будет использоваться тоже здание вертикальной сборки и те же пусковые площадки на мысе Канаверел , что применялись для программы Сатурн-5 и Спейс Шаттл . Ожидается, что первый запуск SLS будет произведен к 2017-2018 году.

Здание вертикальной сборки на мысе Канаверел , в которое с начала этого года перестали пускать туристов, по причине начала подготовки его использования для программы SLS . .

Другим планируемым американским супертяжем является носитель Falcon Heavy от частной компании SpaceX . Его возможности будут скромнее, чем у SLS — только 53 тонны на околоземную и 5 метровый головной обтекатель, в тоже время, он планируется в значительной мере многоразовым. Для запусков на первых порах решено использовать стартовую площадку SLC-4E на космодроме Ванденберг в Калифорнии . Эту площадку до 2005 года использовали военные с целью запусков секретных спутников на полярные орбиты. Ожидается, первый запуск Falcon Heavy случится уже в этом году, но учитывая хронические переносы SpaceX , вероятнее всего его стоит ждать в 2015 году. С другой стороны, скорее всего Falcon Heavy в ближайшие годы станет самым мощным ракета-носителем из существующих, в связи с тем, что реализация всех остальных супертяжей проходит на значительно более ранних этапах развития. И конечно, собственный частный капитал миллиардера Элона Маска позволяет SpaceX меньше зависеть от политических капризов, которые являются бичом государственных космических агентств. Если запуски пройдут успешно, то в будущем NASA обещает разрешить использовать Falcon Heavy для запусков стартовый комплекс на мысе Канаверел под номером 39 , на пару с SLS . В более далекой перспективе у SpaceX существует проект носителя Falcon XX , грузоподъемностью до 130 тонн.

Различные ракеты-носители SpaceX в сравнение с Сатурн-5 . .

И наконец перейдем к Китаю . Как выяснилось в прошлые годы, там тоже разрабатывают сверхтяжелый носитель под названием Великий поход-9 , скорее всего для пилотируемого полета к Луне . Его грузоподъемность оценивается в 130 тонн. Очевидно, что его запуски будут производиться с нового космодрома Вэньчан на острове Хайнань . Прошлые китайские космодромы имели большие проблемы с зонами падения отработанных ступеней в густонаселенных районах. При каждом запуске часто происходят эвакуации многих тысяч местных жителей. Сооружение стартовых комплексов на новом космодроме ведется с 2007 года, первые запуски с него в космос ожидаются в ближайшее время (это будет новая ракета Великий поход-5, которая немного мощнее нашего Протона ).

Будущие китайские ракеты-носители. .

Правообладатель иллюстрации Pushkarev/TASS Image caption В СССР одна из программ создания сверхтяжелой ракеты закончилась двумя успешными запусками

Ракетно-космическая корпорация "Энергия", которую выбрали головным разработчиком космической ракеты сверхтяжелого класса, опубликовала на своем сайте "дорожную карту" проекта.

Его первый этап будет продолжаться с 2018 по 2019 год. За это время корпорация разработает эскизный проект, определит облик составных частей ракеты, а также подготовит технико-экономические обоснования.

Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы будут продолжаться следующие восемь лет, с 2020 по 2028 годы. За это же время должен быть построен стартовый комплекс для ракеты на космодроме Восточный, а также вся необходимая инфраструктура. В 2028 году запланированы летные испытания ракеты.

• Лунная ракета в Олимпиадах: сколько может стоить суперпроект Роскосмоса

Указ о создании на Восточном комплекса для запуска ракеты был подписан на этой неделе президентом России Владимиром Путиным. Про саму ракету сейчас неизвестно почти ничего. "Энергия" сообщает, что она должна будет выводить на низкую околоземную орбиту 90 тонн груза, на окололунную полярную - 20 тонн.

Кроме того, при создании ракеты будут использованы (очевидно в качестве ускорителей первой ступени) блоки ракеты "Союз-5" - нового носителя среднего класса, который в настоящее время разрабатывается для замены ракеты "Союз-2".

Головным разработчиком "Союза-5" также является РКК "Энергия", а первые летные испытания должны начаться в 2022 году на Байконуре. В 2024 году Роскосмос рассчитывает запустить ракету с пилотируемым кораблем на борту. В июле Интерфакс со ссылкой на анонимный источник сообщил, что на финансирование программы будет потрачено "почти 30 млрд рублей".

Такая схема, когда в качестве первой ступени используются блоки ракеты средней тяжести, уже применялась на советской сверхтяжелой ракете "Энергия". Четыре ускорителя представляли собой блоки ракеты "Зенит", созданной в украинском КБ "Южное". "Союз-2" также использует некоторые наработки этого проекта.

В Роскосмосе ранее рассматривали возможность строительства двух площадок на Восточном для средних ракет с тем, чтобы доставлять на орбиту полезную нагрузку в несколько этапов. В случае, если на орбите надо было бы собрать станцию или корабль для полетов на дальние расстояния, то их можно было бы не запускать большими сегментами или целиком, а собирать на орбите, доставляя компоненты средними ракетами.

Сколько стоит сверхтяжелая ракета?

Что касается финансирования новой программы создания сверхтяжелой ракеты, то, как заявил в четверг глава "Роскосмоса" Игорь Комаров, поскольку оно не было включено в федеральную космическую программу (ФПК) 2016-2025 годов, то теперь ее необходимо будет изменить, возможно, внеся в нее отдельную подпрограмму.

О планах по разработке сверхтяжелого носителя в России говорят уже несколько лет. Еще в 2016 году вице-премьер российского правительства Дмитрий Рогозин, курирующий ОПК и авиакосмическую отрасль, заявил, что уже тогда Путин поручил приступить к этому проекту.

В конце ноября того же года первый заместитель главы Роскосмоса Александр Иванов сказал, что разработка ракеты и стартового комплекса под нее . Это больше, чем объем финансирования всей Федеральной космической программы на период с 2016 по 2025 год. Она была принята в конце 2015 года и составляет 1,4 трлн рублей.

Эти цифры совпадают с оценкой самого Игоря Комарова. Представляя журналистам весной 2016 года проект ФКП, он сказал, что ее разработка по стоимости соизмерима со всем совокупным финансированием 10-летней федеральной космической программы. Стоимость одного пуска он оценил в миллиард долларов.

Зачем России сверхтяжелый носитель?

В 2016 году Комаров не видел смысла в том, чтобы тратить на сверхтяжелую ракету такие деньги. "Этот проект не имеет коммерческого применения. В рамках существующих договоренностей, которые, я надеюсь, будут сохраняться, по использованию космоса и ограничению вооружений, не будет потребностей в нагрузках, в том числе и для военных целей", - сказал он тогда.

Однако 1 февраля 2018 года на брифинге на космодроме Восточный Комаров, рассказав о президентском указе, сказал, что задачи для сверхтяжелой ракеты есть.

"Задача ей поставлена - изучение Солнечной системы, планет Солнечной системы, Луны и окололунного пространства, задача выведения пилотируемых кораблей и автоматических космических аппаратов на околоземную орбиту и решение других народно-хозяйственных задач", - добавил глава госкорпорации.

Как заявил Русской службе Би-би-си глава Института космической политики Иван Моисеев, сторонники этого проекта рассчитывают на то, что ракета оправдает себя в будущем.

"Я присутствовал при том, как эта идея возникла. Это было 31 марта прошлого года в экспертном совете в военно-промышленной комиссии. Аргументы там были следующие: сейчас нет полезных нагрузок, потому что нет ракеты, конструкторы их не делают. А вот ракета появится, тогда для нее начнут делать полезные нагрузки. Но это не соответствует действительности, потому что для сверхтяжелой ракеты нужны и сверхдорогие нагрузки", - сказал он Би-би-си.

"Это политическое решение. Нет никого, кто говорил бы - дайте нам сверхтяжелую ракету-носитель, у нас нагрузки стоят, а мы не можем их запустить. Попались на терминологию, мол, будет сверхтяжелой, впереди планеты всей", - считает Моисеев.

Однако, как полагает другой эксперт - главный редактор журнала "Новости космонавтики" Игорь Маринин - Россия может позволить себе такую ракету.

"В 2016 году был пик кризиса, когда нам было не до тяжелых ракет и не до освоения космоса. Только ходили разговоры, что России нужен суперпроект, который бы поднял космическую отрасль на новый уровень, вернул бы интерес к космосу [...] Сейчас было объявлено, что Россия вышла из пике, что у нее уже несть небольшой прирост и что будет сокращать в ближайшие пять-десять лет расходы на оборону и вооружения. Соответственно, предприятия нужно загружать", - сказал он.

В истории существовало две успешных программы разработки сверхтяжелых ракет. Американская Saturn V, выводившая на низкую орбиту до 140 тонн, совершила 13 запусков, часть из которых - в рамках лунной программы. Советская "Энергия" была способна вывести на орбиту до 100 тонн и совершила два тестовых запуска. Еще одна советская программа - Н1 - была свернута после четырех аварийных запусков.

В настоящее время в США разрабатывается программа Space Launch System, носитель которой, как ожидается, сможет выводить на низкую опорную орбиту до 130 тонн полезной нагрузки. Ранее говорилось, что первый полет ракета сможет совершить уже в 2018 году, однако он откладывается, и пессимистические прогнозы говорят, что она полетит не ранее 2020 года.

Второй возможный конкурент российской ракеты - Falcon Heavy компании SpaceX Илона Маска. Она уже установлена на стартовую позицию и может быть запущена в ближайшие дни. На официальном сайте проекта говорится только, что старт состоится в 2018 году, но сам Илон Маск в своем твиттере уже назначил дату на 6 февраля. В перспективе ракета сможет выводить на низкую орбиту 63 тонны полезной нагрузки.