«Родовая» травма ракеты «Союз-5»: «ломаная линия» космической политики

Первый запуск новой российской ракеты «Союз-5» намечен на 2025 год

В России проведены наземные огневые испытания первой ступени ракеты-носителя «Союз-5». Об этом на днях сообщила пресс-служба Роскосмоса. Двигатели отработали на испытательном стенде запланированные 160 секунд. Это важный шаг к первому запуску перспективной ракеты-носителя с космодрома Байконур в конце 2025 года. Речь идёт об испытаниях четырёхкамерного ракетного двигателя РД-171МВ тягой 800 тонн, которым оснащена эта ступень.

тестовый баннер под заглавное изображение

Действительно, наша новая ракета должна стартовать с пускового комплекса «Байтерек», созданного на базе бывшей площадки №45 на космодроме Байконур, предназначавшейся прежде для запуска ракет «Зенит». А все работы ведутся в соответствии с межгосударственным российско-казахстанским проектом «Байтерек». Предусмотрена совместная эксплуатация «Байтерека» до 2062 года.

Были сообщения о том, что казахстанская сторона заплатит $314 млн за модернизацию этой стартовой площадки, чтобы с неё можно было запускать «Союз-5». В свою очередь российская сторона обеспечивает создание и изготовление самой ракеты.

Нынешний гендиректор Роскосмоса Дмитрий Баканов сообщал, что первый старт «Союза-5» состоится в декабре 2025 года. А также, что использование этого носителя обеспечит не только внутренние потребности России и Казахстана по запуску на орбиту космических аппаратов различного назначения, но и позволит выйти совместно с казахстанскими партнерами на международный рынок пусковых услуг.

Также руководитель Роскосмоса считает, что «Союз-5» будет, по сравнению с «Союзом-2», запускать в два раза больше полезной нагрузки на низкую опорную орбиту. А именно вместо 8,7 тонн — 17 тонн. Соответственно, стоимость выведения одного килограмма на орбиту снизится с 500 тыс. рублей до 300 тыс. руб.

Роскосмос предполагает, что «Союз-5» сможет заменить все существующие российские ракеты-носители среднего и тяжелого классов — от «Союза-2» и «Зенита» до «Протона-М».

Что сказать по поводу успешных огневых испытаний РД-171МВ? Замечательная новость, ведь теперь, видимо, нет препятствий для старта ракеты до конца этого года. Однако в упомянутом сообщении Роскосмоса есть ещё одна фраза, смысл которой хочется пояснить. Но пояснить её удастся, наверное, только наполовину. Уж очень запутанная история получается. Что же это за фраза? Роскосмос отметил, что «перспективная ракета сверхтяжелого класса будет оснащена такой же ступенью, как и та, которая была испытана». Следовательно, Роскосмос говорит о какой-то сверхтяжёлой ракете. Какой? Загадка. Но сначала посмотрим, как повлияла эта таинственная ракета на «Союз-5».

Начало было простым. В январе 2018 года по указу президента РФ приступили к созданию космического ракетного комплекса сверхтяжёлого класса. РКК «Энергия», как головной исполнитель, в соответствии с федеральной целевой программой «Создание космического ракетного комплекса сверхтяжёлого класса на 2020-2030 годы» начала проектировать ракету-носитель для этого комплекса.

Согласно заданию требовалось разработать технический проект ракеты-носителя сверхтяжёлого класса «Енисей» к середине ноября 2021 года. В задании указано, в частности, что «Енисей» будет включать шесть боковых блоков, целиком состоящих из первых ступеней ракет «Союз-5» с двигателями РД-171МВ.

Ступени должны размещаться вокруг центрального блока, представляющего собой первую ступень ракеты «Союз-6», с двигателями РД-180МВ, а также разгонный блок класса ДМ.

И как же повлияло принятие такой компоновки «Енисея» на ракету «Союз-5»? Тоже очень просто. Такая компоновка, когда боковые блоки первой ступени состоят из уже испытанных и летающих ракет, должна была удешевить сверхтяжёлую ракету и сделать её более надёжной. Удешевить за счёт серийного изготовления ступеней «Союза-5», а повысить надёжность — за счёт статистики по результатам лётных испытаний этой же ракеты. Очень хорошо. Однако, это хорошо для «Енисея», но плохо для «Союза-5». И вот почему.

Дело в том, что в процессе проектирования оптимизировались параметры сверхтяжёлой ракеты, и устройство входящих в неё блоков первой ступени определялось в результате этой оптимизации. А вот если бы оптимизировали конструкцию «Союза-5» как самостоятельной ракеты, то она могла бы выводить полезную нагрузку побольше.

Исходя из этих соображений специалисты РКК «Энергия» в январе 2020 года сделали закономерный вывод о том, характеристики перспективной ракеты-носителя среднего класса «Союз-5» не оптимальны. И они же предложили способ повысить ее грузоподъемность.

Предложения содержатся в тезисах доклада сотрудников РКК «Энергия», опубликованных к научной конференции по космонавтике «Королевские чтения». В них сказано: «В результате учета всех ограничений соотношение запасов топлива первой и второй ступеней стало неоптимальным. Фактическое соотношение характеристических скоростей ступеней ракеты-носителя «Союз-5» существенно ограничивает ее грузоподъемность».

Специалисты утверждают, что могут увеличить грузоподъемность ракеты до 20 тонн вместо нынешних 17: «Найден максимум массы полезного груза: при увеличении массы заправки на 60 тонн и тяги на 80 тонн масса выводимого полезного груза равна 20,1 тонны». Речь идёт о том, чтобы увеличить заправку компонентами топлива первой ступени и поднять её тягу.

Видим, что дело как раз в неоптимальном распределении масс между первой и второй ступенями из-за того, что первая ступень спроектирована оптимальной для «Енисея», но не оптимальной для «Союза-5». Так что, оптимальный «Союз-5» мог бы выводить на 18% большую полезную нагрузку, чем сейчас.

Вроде бы, с «Союзом-5» всё ясно. А что не так с «Енисеем»? А то, что в 2020 году тогдашний глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин заявил, что сверхтяжелая ракета-носитель должна создаваться на основе принципиально новых технических решений. А именно — должен быть разработан новый маршевый двигатель, позволяющий добиться «горячего резервирования» и многократного использования с целью удешевления серийного производства. Как следствие, он поручил проектирование альтернативного варианта ракеты-носителя «Союз-5», но уже не на кислородно-керосиновом двигателе, а на новом метановом двигателе. Такого двигателя тогда не было.

К концу 2020 года в Роскосмосе решили, что сверхтяжёлая ракета будет базироваться на метановых технологиях. Рассматривались два варианта компоновки ракеты «Енисей». В первом варианте блоки нижних ступеней должны использовать в качестве топливной пары метан-кислород и создаваться на базе первой ступени ракеты «Амур-СПГ». Этой ракеты, заметьте, пока нет. Во втором варианте центральный блок, то есть вторая ступень, будет от «Амура-СПГ», а боковые блоки, составляющие первую ступень — от первой ступени ракеты «Союз-5», работающих на топливной паре кислород-керосин.

Получается, что именно поэтому в сообщении Роскосмоса 10 октября 2025 года и говорится о том, что перспективная ракета сверхтяжелого класса будет оснащена такой же ступенью, как и та, которая была испытана.

Но это опять же не стыкуется с заявлением бывшего главы Роскосмоса Юрия Борисова в ходе просветительского марафона общества «Знание» 26 апреля 2023 года о том, что сверхтяжелая ракета в целях удешевления пусковых услуг будет многоразовой, а при ее создании могут быть использованы наработки по многоразовой ракете среднего класса «Амур-СПГ».

Если так, а возвращаемой может быть только первая ступень, то она должна быть сформирована из первых ступеней «Амура-СПГ», а не «Союза-5». Загадка осталась не разгаданной. Слишком уж часто меняют решения в Роскосмосе.

Мое личное мнение: было бы хорошо не тратить деньги на продолжение работ по «Енисею». Эта ракета должна обеспечивать наши пилотируемые межпланетные полёты. По предварительным оценкам Роскосмоса, она обойдётся в 1,5 триллиона рублей. Знаем по практике, что на деле получится гораздо больше. Это очень дорого, а носитель точно нам не нужен. Во всяком случае, пока. Есть много других насущных проблем у российской космонавтики.

И вообще, не правильно ли было бы затевать такой грандиозный проект, внеся ясность в вопрос: возможны ли вообще длительные пилотируемые полёты к другим планетам? Это можно было бы сделать имеющимися средствами, отправив в такие путешествия животных. И уж как минимум строить сверхтяжёлую ракету, уже имея наиболее важные компоненты для неё?

Возможно, так оно и получится. Но пока на такую деятельность в ближайшие три года затрат не предусмотрено, судя по распределению финансирования национального проекта «Космос».

Что касается «Союза-5», то он и в неоптимальном виде имеет неплохое конструктивное совершенство. Действительно, доля полезной нагрузки в его стартовой массе — 3,2%. У «Ангары-А5» — 3,17%, а у летавшего в прошлом «Зенита-2» — 2,48%. Так что, может быть, не трогать «Союз-5»? Пусть летает и делает свою работу.

Источник: www.mk.ru