Первый «Союз-5» — в полете: с Байконура стартовала новая космическая ракета

Новый носитель успешно вывел на заданную траекторию макет полезной нагрузки

Старт новой ракеты-носителя «Союз-5» со стартового комплекса «Байтерек» на Байконуре должен был состояться в конце декабря прошлого года. Однако, Россия и Казахстан приняли решение об изменении сроков первого пуска. И вот первый старт «Союза-5» состоялся 30 апреля. Первая и вторая ступени ракеты отработали штатно, а габаритно-массовый макет полезной нагрузки был успешно выведен на расчётную траекторию.

Ранее старт переносили несколько раз. Вначале на первый квартал 2026 года по инициативе казахстанской стороны. Затем несколько раз даты старта переносились из-за необходимости проведения дополнительных проверок систем ракеты и стартового комплекса.

История проекта

Процесс создания этой ракеты был сложным. Раньше «Союз-5» имела другие имена: «Сункар» (по-казахски – «Сокол»), «Иртыш». Головным разработчиком этой ракетно-космической системы является РКК «Энергия», а соисполнителем непосредственно по созданию ракеты-носителя – самарский Ракетный космический центр «Прогресс». Воронежское Конструкторское бюро химавтоматики (КБХА) отвечает за разработку и изготовление двигательной системы, а НПО автоматики им. академика Н.А.Семихатова создало систему управления.

В 2004 году Россия и Казахстан заключили соглашение о разработке совместного проекта «Байтерек». Тогда предполагалось, что со стартового комплекса на Байконуре будут проводиться пуски ракет-носителей «Ангара». Однако, в 2013 году было принято решение о создании ракетно-космического  комплекса на базе ракеты  «Зенит» и имеющейся для нее на Байконуре инфраструктуры. К сожалению, правительственный переворот 2014 года на Украине вынудил отказаться от такого варианта. Дело в том, что сборка ракет-носителей «Зенит» проводилась на заводе «Южмаш» в Днепропетровске.

После включения в 2015 году в российскую Федеральную космическую программу проекта по созданию новой ракеты-носителя среднего класса, мы предложили Казахстану реализовать проект «Байтерек» с использованием этой новой ракеты.

Известно, что Россия арендует у Казахстана территорию космодрома Байконур. И вот вся наземная инфраструктура, находящаяся на космодроме на площадке 42 (монтажно-испытательный корпус) и площадке 45 (стартовый комплекс) была выведена из договора аренды комплекса «Байконур» Российской Федерацией и передана во владение казахстанской стороне, а именно – совместному предприятию «Байтерек». 

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

Вице-министр цифрового развития, инноваций и аэрокосмической промышленности Казахстана Досжан Мусалиев сообщал, что после первого пуска будут выполнены старты в 2026 и 2027 годах. При этом, во всех случаях полезная нагрузка ракеты будет представлять собой габаритно-массовые макеты спутников. Первый запуск с реальной полезной нагрузкой запланирован на 2028 год. 

Нынешний гендиректор Роскосмоса Дмитрий Баканов относительно проекта «Байтерек» сообщал, что использование «Союза-5» 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.

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

Предполагается, что носитель «Союз-5» сможет заменить все существующие ракеты-носители среднего и тяжелого классов — от «Союз-2» до «Протона-М».

Особенности конструкции

«Союз-5» – это двухступенчатый носитель среднего класса. В его жидкостных ракетных двигателях используются экологически безопасное горючее нафтил (разновидность керосина) и окислитель — жидкий кислород. 

Нафтил отличается существенно меньшим содержанием фракций, способствующих отложению в двигателе нагара, и несколько большей плотностью (0,833 г/куб.см против 0,8 г/куб. см у авиационного керосина Т-1), что позволяет залить в баки ракеты-носителя больше горючего.

«Союз-5» способен вывести на низкую околоземную орбиту полезную нагрузку массой 17,5 тонн. Стартовая масса новой ракеты – 530 тонн, высота до 62 метров, диаметр — 4,1 метра. 

Запуск космических аппаратов на геопереходную (эта орбита является переходной между низкой опорной орбитой высотой около 200 км и геостационарной орбитой высотой 35 тыс. 786 км) и геостационарную орбиты, а также на отлётные от Земли траектории возможен при использовании разгонного блока «Фрегат-СБУ». При этом на геопереходную орбиту можно доставить 5 тонн полезного груза, а на геостационарную — до 2,5 тонн.

Конструктивно-компоновочная схема новой ракеты – тандемная, то есть такая, в которой верхняя ступень установлена на нижней. Эта компоновка уменьшает трудоёмкость изготовления за счёт простоты конструкции, снижается трудоёмкость подготовки изделия на техническом и стартовом комплексах. При этом деталей и сборочных единиц в ней примерно в два раза меньше, чем на «Союзе-2».

Конструктивное совершенство «Союза-5» находится на высоком уровне. Доля полезной нагрузки в его стартовой массе — 3,2%. В то же время, у «Ангары-А5» — 3,17%, а у летавшего в прошлом «Зенита-2» — 2,48%.

Ступени «Союза-5» имеют максимально возможные габаритно-массовые характеристики, при которых составные части ракеты ещё можно перевозить любым транспортом: автомобильным, железнодорожным и авиационным. Диаметр первой ступени составляет 4,1 м при длине порядка 35 метра. Груз таких габаритов можно транспортировать по железной дороге, а также он поместится в самолёте Ан-124.

В нашей новой ракете использованы практически только отечественные комплектующие. Так, система управления, изготовлена на отечественной элементной базе. Она базируется на быстродействующей бортовой вычислительной машине, что позволит значительно уменьшить количество связей между ракетой и наземным оборудованием технического и стартового комплексов. Благодаря этому вычислительная машина обеспечит контроль всех режимов испытаний непосредственно на борту, а не на наземном оборудовании.

В составе ракеты-носителя «Союз-5» применены самые энергетически эффективные в мире жидкостные ракетные двигатели (ЖРД). Маршевый двигатель первой ступени РД-171 МВ разработки НПО «Энергомаш» и два ЖРД РД-0124МС разработки КБХА на второй ступени обеспечивают максимально возможные энергетические характеристики на применяемой топливной паре.

В конструкции «Союза-5» применены новые материалы и технологии. Например, баки ракеты-носителя изготовлены из алюминиевого сплава Р-1580. Прочность нового материала не снижается при нагреве. При изготовлении баков используется сварка трением с перемешиванием. Этот процесс обеспечивает и производительность операции, и высокое качество сварного шва.

Разгонный блок «Фрегат-СБУ»

Разгонный блок разработан на базе «Фрегата-СБ» и позволяет максимально использовать возможности «Союза-5». Новая модификация была необходима, поскольку топлива в «Фрегате-СБ», недостаточно для реализации потенциала «Союза-5». В результате появилась возможность использовать в два раза больше топлива (шесть тонн вместо трех).

«Фрегат-СБУ» имеет большой сбрасываемый блок баков. Он представляет собой торовую конструкцию, разделенную на четыре бака. А именно — два бака горючего и два бака окислителя. Во время полёта «Фрегата-СБУ» в космосе сначала используются компоненты топлива в сбрасываемом блоке. Когда они заканчиваются, тот отделяется, и разгонный блок продолжает работу, используя топливо из других баков. Разумеется, это значительно увеличивает весовую эффективность всего разгонного блока.

Маршевый двигатель «Фрегата-СБУ» может включаться до семи раз. Это позволяет выводить полезные нагрузки на три орбиты с разными высотами за один запуск.

«Фрегат-СБУ» оснащён и автономной системой управления, в которой применяется быстродействующий бортовой компьютер «Бисер-6». Программа работы разгонного блока закладывается на Земле, и за счёт этого в космосе он работает автономно. Для определения пространственного положения используется приёмник сигналов ГЛОНАСС, позволяющий увеличить точность выведения полезной нагрузки.

Хотя эта ракета принципиально не отличается от тех кислородно-керосиновых носителей, которые эксплуатируются в России сейчас, многие конструктивные и технологические решения, применённые в «Союзе-5», характеризуются новизной. Это должно способствовать, при сохранении высоких технических характеристик, упрощению и удешевлению изготовления и эксплуатации новой ракеты.

Источник: www.mk.ru