Ракетоноситель «Ангара» А5 уникален тем, что он стал первым, выпущенным после распада Советского Союза. Распад великой космической державы привел к ряду значимых проблем в этой отрасли. Знаменитый «Байконур» оказался на территории дружественного, но «зарубежного» Казахстана. С него осуществлялись запуски ракетоносителей тяжелого класса «Протон» и «Энергия». Именно с этим космодромом связаны все успехи советской космонавтики.

История создания

Для того, чтобы не потерять лидирующие позиции в освоении космоса, приоритетном направлении для нашей страны? Правительство РФ объявило в сентябре 1992 года конкурс на создание нового космического ракетного комплекса для тяжелых РН. Также имелось ввиду, что все узлы и детали, исходя из стратегических интересов РФ, должны быть отечественного производства, а все будущие запуски осуществляться с космодромов, находящихся на нашей территории. В конкурсе приняли ведущие конструкторские бюро отрасли: КБ Макеева, РКК «Энергия» им. Королева, ГКНПЦ им. Хруничева. Победу среди проектов одержал коллектив ученых Государственного космического научно-производственного центра имени М. В. Хруничева. Предпочтение получил его проект КРК «Ангара», а разработка и производство признано делом государственной важности. Новый комплекс позволит осуществлять запуск космических устройств разного типа со всех стартовых площадок страны.

Заказчиками космического ракетного комплекса стали Федеральное космическое агентство и министерство обороны РФ. В настоящее время производство основных компонентов комплекса осуществляется в Омске на ПО «Полет».

Испытания РН «Ангара» А5.

Первый запуск ракетоносителя тяжелого класса «Ангара» А5 состоялся 23-го декабря 2014 года на космодроме Плесецк Архангельской области. Испытание прошло успешно: ракетоноситель при помощи разгонного блока «Бриз М» вывел муляж аппарата на геостационарную орбиту, а после выполнения назначенных задач блок вместе с макетом были уведены в зону захоронения или, по-другому, зону существования. Вес РН в момент запуска был около 768 тонн, масса муляжа, примерно, 2 тонны. Высота выведения – 35.8 тысяч километров. Все отделяемые ступени упали согласно расчетам центра.

Следующим этапом стало начало создания в 2016 году инфраструктуры для «Ангары». Планируемый запуск коммерческого спутника Анголы при помощи ракеты-носителя «Ангары» А5, назначенный на декабрь 2016 года, не состоялся из-за неготовности ракетоносителя. Дата старта перенесена на 2017 год и будет объявлена дополнительно.

Зачем нужна «Ангара»?

Если объединить все задачи, стоящие перед новым ракетоносителем, то можно отметить следующие основные направления.
- Создать конкурентоспособный космический комплекс, не уступающий ракетоносителям США, Китая, европейского содружества.
- Активация космодромов, размещенных на территории России. Это, прежде всего, Плесецк, «Восточный» и ряд других, находящихся в проектах.
- Полностью осуществлять разработку, производство комплекса за счет задумок, деталей, узлов, выпущенных в нашей стране. Помимо стратегической важности этого факта, такая политика дает работу многим предприятиям оборонной промышленности, новые рабочие места.
- Разработка новых ракетоносителей должна осуществляться по модульному принципу, что значительно облегчит транспортировку ее компонентов к месту запуска и позволит создать на модульной основе целое семейство разных по грузоподъемности ракетоносителей: от самого легкого с одним модулем, грузоподъемностью 1,5 т до РН тяжелого класса типа «Ангара» А5 и А7.
- Создание нового экологического чистого вида топлива кислород + керосин. Применяющееся горючее на «Протоне-М», гептил, является чрезвычайно токсичным, использование которого далеко не безопасно. Новое топливо позволит существенно обезопасить запуск ракетоносителей «Ангара», в том числе, как планируется, с пилотируемым кораблем.

class="eliadunit">

Технические характеристики

Ракетоноситель осуществляет запуск при помощи универсальных ракетных модулей (УРМ) в количестве пяти единиц при помощи ракетных двигателей РД-191. Основная часть, четыре штуки, находятся на первой ступени, один расположен на второй. УРМ состоит из емкостей с окислителем и горючим, сочетающихся между собой особой проставкой и отсека, где расположен жидкостный реактивный двигатель. РД-191 уже использовался в РН «Энергия» и представляет собой четырехкамерное силовое устройство. В качестве топлива применяется экологически чистая комбинация продуктов сгорания керосина и жидкого кислорода.

Приведем некоторые параметры «Ангары» А 5. Длина РН – 55,2 м, диаметр носителя – 8,86 м. Вес при запуске – 773 тонны. Расчетная масса запускаемых объектов на низкую опорную орбиту 24,5 т, на геостационарную – 4,6 т. В качестве разгонного блока возможно применения «Бриз М» или кислородно-водородное устройство тяжелого класса.

Длина универсального ракетного модуля равна 25,1 м, его диаметр 2,9 м. вес УРМ, заправленного горючим – 149 тонн.Хочется привести пример денежного эквивалента запуска груза при помощи РН «Ангара» А 5. Для доставки одного килограмма на НОО (низкую опорную орбиту) требуются затраты в 2 400 американских долларов. Отправка на большую высоту ГСО (геостационарную орбиту) – 4600 этой же валюты. Это более дорогое удовольствие, чем запуск РН «Протон-М», примерно на 40%. Однако, с увеличением количества запусков, себестоимость ракетоносителя может существенно снизиться. Планировалось, что к 2021 году РН «Ангара» А 5 будет ежегодно запускать 6-7 спутников. К 2015 году на запуск в работу космического ракетного комплекса потрачено 160 млрд. рублей. Также предполагается, что к 2025 году ракетоноситель «Протон-М» полностью будет заменен более молодым устройством.

«Навстречу утренней заре – по «Ангаре»?

Слова из этой популярной в прошлом, песне вспоминаются после заседания научно-технического совета Роскосмоса, которое произошло 12 марта 2015 года. На нем все члены НТС единогласно проголосовали за продолжение работ по проекту, в том числе и по «Ангаре» А 5. Несмотря на длительные сроки подготовительного периода, было предложено включить дальнейшие действия по запуску РН в Федеральную космическую программу, которая будет осуществляться до 2025 года. Хотя надо признать, что многие технические эксперты неоднократно отмечали многие недостатки проекта. Перечислим основные из них.

Недостаточную мощность первой ступени «Ангары» А 5, что может привести к аварийной ситуации при доставке грузов с большим весом.
- Длительная задержка по запуску проекта приводит к тому, что в ближайшем будущем, к началу двадцатых годов, американская космонавтика приобретет ракету нового поколения SLS/Orion, перед которой РН «Ангара» А 5 будет технически устаревшим средством.
Существуют и другие замечания, которые ставят под сомнение целесообразность выполнения программы.

Хочется верить, что история с РН «Ангара» А 5 найдет свое логическое завершение. Разработка космического долгостроя закончится и наша страна получит нужный ракетоноситель, который сможет стать полезным в деле отечественной космонавтики.

КОСМИЧЕСКИЙ РАКЕТНЫЙ КОМПЛЕКС «АНГАРА»

Создание космического ракетного комплекса (КРК) «Ангара» является задачей особой государственной важности. Ввод КРК «Ангара» в эксплуатацию позволит России запускать космические аппараты всех типов со своей территории и обеспечит нашей стране независимый гарантированный доступ в космос. Государственными заказчиками комплекса «Ангара» являются Госкорпорация «РОСКОСМОС» и Минобороны России, головным предприятием-разработчиком - ФГУП «ГКНПЦ имени Хруничева». Новый КРК создается кооперацией российских промышленных предприятий и строительных организаций с применением исключительно отечественной элементной базы.

Семейство ракет-носителей «Ангара»

Новейший российский космический ракетный комплекс «Ангара» включает в свой состав семейство экологически чистых ракет-носителей (РН) различных классов, позволяющих выводить до 37,5 тонн полезного груза (модификация «Ангара-А5В») на низкую околоземную орбиту.

Основой для создания вариантов ракет-носителей «Ангара» служат кислородно-керосиновые универсальные ракетные модули - УРМ-1 (для первой и второй ступеней РН) и УРМ-2 (для верхних ступеней РН). Количество УРМ в составе первой ступени определяет грузоподъемность ракеты-носителя.

Универсальный ракетный модуль представляет собой законченную конструкцию, состоящую из баков окислителя и горючего, соединенных проставкой, и двигательного отсека. УРМ-1 оснащается жидкостным реактивным двигателем РД-191, УРМ-2 - двигателем РД-0124А.

В ракетах-носителях семейства «Ангара» не используются агрессивные и токсичные ракетные топлива на основе гептила, что позволяет существенно повысить показатели экологической безопасности комплекса, как в прилегающих к космодрому регионах, так и в районах падения отработавших ступеней ракет-носителей.

Стартовые комплексы

Уникальные технические решения и широкое использование унификации позволяют осуществлять пуск всех ракет-носителей семейства «Ангара» с одной пусковой установки. Созданная на космодроме ПЛЕСЕЦК (Архангельская обл.) наземная инфраструктура КРК «Ангара» включает в себя технический комплекс и универсальный стартовый комплекс (УСК).

УСК на космодроме Плесецк создан на базе стартового комплекса РН «Зенит» и способен обеспечить подготовку и пуски ракет-носителей «Ангара» легкого, среднего и тяжелого классов. Стартовый комплекс включает в свой состав стартовые сооружения, технологическое оборудование, комплекс автоматизированных систем управления, комплекс для заправки разгонного блока «Бриз-М», комплекты наземного оборудования и проверочной аппаратуры. Кроме сооружений, инженерных сетей и коммуникаций протяженностью более 22 км, автомобильных и железных дорог, в состав УСК входят площадки инженерного обеспечения.

Второй стартовый комплекс планируется создать на новом российском космодроме ВОСТОЧНЫЙ.

Тактико-технические характеристики РН семейства «Ангара»

* - в стадии проектной проработки

** - НОО - низкая опорная орбита; ГПО - геопереходная орбита; ГСО - геостационарная орбита; ССО - солнечно-синхронная орбита

*** - стартовый комплекс для РН «Ангара» в проекте второй очереди строительства космодрома ВОСТОЧНЫЙ.

Лётные испытания КРК «Ангара»

Прототип первой ступени (УРМ-1) ракеты-носителя «Ангара-1.2» трижды (в 2009, 2010, 2013 годах) прошел летные испытания в составе первой южнокорейской ракеты-носителя КСЛВ-1, контракт на создание которой был подписан ГКНПЦ им. М.В.Хруничева в 2004 году.

Летные испытания КРК «Ангара» на космодроме Плесецк начались в 2014 году:

• 9 июля 2014 года - Первый пуск ракеты-носителя легкого класса «Ангара-1.2.ПП». РН состояла из двух ступеней на основе УРМ-1 и УРМ-2, неотделяемого макета полезной нагрузки массой 1,43 тонны и головного обтекателя. Ее стартовая масса - ~171 тонна.
• 23 декабря 2014 года - Первый пуск РКН тяжелого класса «Ангара-А5.1Л». Она состояла из трех ступеней, созданных на основе УРМ-1 и УРМ-2. Космическая головная часть включала в себя неотделяемый габаритно-массовый макет полезной нагрузки (его масса - 2,04 тонны), установленный на разгонный блок «Бриз-М» под головным обтекателем. В ходе испытаний разгонный блок успешно вывел макет космического аппарата на целевую орбиту.

Полеты в космос за прошедшие после запуска первого спутника десятилетия стали настолько частыми, что за ними среднестатистический обыватель следит не очень внимательно. На околоземной орбите постоянно вращаются сотни аппаратов различного назначения. Спутники обеспечивают связь, наблюдение, навигацию, они используются для проведения исследований, и стали такими же привычными атрибутами современной жизни, как сотовые телефоны, лазерные считывающие устройства или персональные компьютеры, о которых предыдущие поколения могли только смело мечтать.

Но искусственные космические объекты требуется выводить на заданные орбиты, и это стало таким же бизнесом, как самые обычные транспортные услуги, оказываемые автопредприятиями, авиакомпаниями, пароходствами иди железными дорогами. Россия - мировой лидер в области доставки спутников в околоземное пространство. Космическая ракета «Ангара», по всей видимости, вскоре станет главным инструментом для этой работы.

О центробежной силе

После распада СССР Россия юридически лишилась своего главного космодрома, находящегося в районе Байконура и ставшего казахским. Пользоваться им, конечно, можно, но за это нужно теперь платить, причем немало. Причины, по которым стартовые площадки первых советских космических кораблей строились в южной части страны, просты. Чем ближе к экватору космодром, тем больше обусловленная вращением планеты вокруг своей оси. Соответственно, земное притяжение ракете преодолевать легче, для этого требуется меньше горючего (другие примеры: Французская Гвинея). Зависимость России от иностранных государств, даже очень дружественных, нежелательна. Космодромы «Плесецк» и «Восточный» - вот новые стартовые площадки, с которых предполагается в дальнейшем осуществлять запуск. «Ангара», ракета-носитель нового поколения, должна быть достаточно мощной, чтобы выводить на орбиту коммерческие грузы в широтах севернее Байконура.

Задачи КБ

Перед специалистами ГКНПЦ им. М. В. Хруничева и работавших в кооперации с ним КБ («Энергия», КБ им В. П. Макеева, «Энергомаш» и др.) была поставлена задача создать комплекс, своими возможностями перекрывающий спектр использовавшихся ранее носителей. К таковым относились производимые на Украине «Протоны», «Циклоны» и «Зениты-2». Все эти образцы космической техники должна была заменить ракета «Ангара». Технические характеристики разных типов носителей отличались по мощности и массе полезного груза, выводимого на орбиту. Чтобы добиться универсальности, требовался новый концептуальный подход.

Первый НПЦ им. Хруничева А. А. Медведев в период работы над проектом защитил докторскую диссертацию. В дальнейшем он возглавил конструкторский коллектив.

Модульная конструкция

Советские носители с самого начала строились по модульному принципу. У кораблей «Восток» двигатели размещались в четырех пакетах, окружающих корпус ракеты. Перед конструкторами Государственного космического научно-производственного центра имени М. В. Хруничева стояла задача не просто создать очень сильную систему, способную выводить на орбиту тяжелый груз. Им предстояло спроектировать семейство носителей различной мощности для доставки в околоземное пространство объектов с разной массой. Так возникла серия «Ангара».

Ракета-носитель включает в свою конструкцию один универсальный модуль в вариантах «Ангара 1.1» и «Ангара 1.2». Три или пять УМ создают более высокую грузоподъемность для последующий классов «Ангара-А3» и «Ангара-А5». Такая идеология придает системе универсальность и повышает коммерческий потенциал российского космического ведомства, получающего свободу проявлять гибкость подхода и избегать излишних затрат.

Есть еще одно стратегически важное отличие и преимущество, которым характеризуется «Ангара» - ракета-носитель полностью строится в России и комплектуется исключительно отечественными агрегатами и узлами. События последнего времени наглядно иллюстрируют экономическую выгодность космическо-технологического суверенитета РФ.

Технические данные

Главный показатель - масса, которую может вывести на орбиту ракета «Ангара». Технические характеристики зависят от числа включенных в его конструкцию универсальных модулей. У самого мощного варианта носителя (серии А-7, по числу УМ) при полной массе свыше 1100 тонн полезная нагрузка достигает 35 тонн. Это примерно столько же, сколько мог поднять «Протон-М», стартуя с Байконура. Средний класс представлен версией А-3, он может нести до 14,6 тонн, сам при этом весит 481 тонну. И, наконец, самая легкая ракета-носитель - «Ангара», характеристики которой соответствуют не очень объемным и тяжелым объектам, которые чаще всего нужно выводить в космос (3,8 тонны).

Кроме гибкости комплектации, есть и еще одно важное обстоятельство, повышающее конкурентоспособность российской коммерческой космонавтики. Модульный принцип построения облегчает и удешевляет доставку носителей на космодром. Ракеты можно привозить даже железнодорожным транспортом в разобранном виде.

Экологические вопросы

Использование гептила в качестве топлива для тяжелых носителей совместно с высокотоксичными окислителями создает опасность экологического загрязнения местности в случае аварии или других нештатных ситуаций. Основу каждого универсального ракетного модуля, из которых состоит носитель «Ангара», составляет двигатель РД-191, работающий на керосине РГ-1. Окислителем служит сжиженный кислород, что существенно повышает безопасность системы и минимизирует пагубные последствия для окружающей среды. При этом каждым универсальным модулем создается тяга 212,6 тс.

Проектирование

Концептуальный проект был утвержден Ю. Н. Коптевым, главой Росавиакосмоса, и одобрен Министерством обороны, в компетенции которого входит деятельность КБ. Работы шли десять лет, в результате опытный образец прошел испытания. В 2008 году состоялось огневое тестирование унифицированного ракетного модуля на Химмаше (ФКП «НИЦ РКП»). Затем, в 2009-м, прошли так называемые «холодные испытания» и стендовая проверка гидросистем, топливных агрегатов с использованием компонентов топлива. Наконец, в 2010 году прошли комплексную проверку все узлы УРМ «Ангара». Ракета-носитель была признана работоспособной. Выдержали государственные проверки все агрегаты и системы. Теперь на очереди стояли летные испытания.

Первая попытка пуска

Какими бы точными ни были расчеты, и сколь бы успешно не проходили наземные и стендовые испытания, главным доказательством работоспособности любой космической техники служит успешный пуск. Планировалось, что 27 июня 2014 года с космодрома Плесецк стартует «Ангара». Ракета-носитель должна была без выхода на орбиту поднять вторую ступень вместе с макетом, имитирующим полезную нагрузку, по баллистической траектории преодолеть 5,7 тыс. км и упасть в заданном районе Камчатки (полигон Кура). Этого в тот день не произошло. Примерно за полторы минуты до старта автоматизированная система контроля выдала информацию о неисправности топливной системы, выраженной в падении давления в демпфере окислителя. Отсчет предстартового времени был остановлен. Возможно, Президент России и расстроился по причине этого сбоя, но, по всей видимости, был рад тому, что умная система не допустила намного большей беды.

Полет нормальный

Топливо слили, ракету сняли со стартового стола и подвергли тщательной проверке все системы на монтажно-испытательном комплексе. Это заняло больше времени, чем ожидалось, поэтому старт перенесли еще раз. Наконец, он состоялся, произошло это 9 июля. Полет прошел в запланированном штатном режиме. На 43-й секунде 4-й минуты после старта отделилась и упала в первая ступень. Вторая ступень запустила двигатель еще через 2 секунды, он работал 8 мин. 11 сек. Сброс головного обтекателя произошел через 10 секунд после отделения первой ступени. В общем, все шло четко по заданной циклограмме. Весь полет до Камчатки занял 21 минуту.

Будущее «Ангары»

На настоящий момент пусков было два, и оба прошли успешно. Во время второго на был выведен двухтонный макет, который затем подлежал затоплению в океане. В обоих случаях модификация применялась самая легкая, необходимости доставки в околоземное пространство 35 тонн пока нет, хотя характеристики ракеты «Ангара» А-7 позволяют это сделать.

Вполне возможно, что после преодоления мирового экономического кризиса международное сотрудничество в космосе выйдет на новый виток развития, появятся новые МКС, или возникнет идея межпланетных полетов. В последнем случае самый мощный носитель станет тем транспортом, который доставит на орбиту огромный звездолет по частям для сборки.

А пока ведутся работы по сертификации «Ангары» для пилотируемых стартов.

Гендиректор РКК «Энергия» Владимир Солнцев сообщил СМИ , что корпорация начала проработку концепции сверхтяжелой ракеты на базе ракетных модулей с двигателями РД-171. Ее грузоподъемность на первом этапе будет достигать 80 т, а основным предназначением станет использование в пилотируемой программе. Включенные в Федеральную космическую программу работы по «Ангаре-А5В» – ракете, также предназначенной для нового пилотируемого корабля – Роскосмос намерен отменить.

1. Старый вариант.

В 2015 году после резкой смены руководства Роскосмоса разработка сверхтяжелой ракеты для освоения Луны была остановлена . Поскольку пилотируемый корабль ПТК НП, названный сейчас «Федерация», остался без подходящего носителя, для его запуска к Луне была предложена четырехпусковая схема с использованием модернизированной ракеты «Ангара-А5В», которая отличается от уже однажды слетавшей тяжелой «Ангары» новой кислородно-водородной третьей ступенью. Грузоподъемность «Ангары-А5В» должна была составить от 34 до 38 т.

У концепции было сразу много недостатков. Во-первых, для организации полета в четыре пуска требуется построить как минимум два стартовых комплекса для «Ангары» на космодроме Восточный. В связи с сокращением бюджета в планах остался лишь один. Причем стартовый стол и его инфраструктура должны быть универсальными: и для грузовых пусков обычной «Ангары» с водородным разгонным блоком КВТК и керосиновыми блоками, и для запусков пилотируемого корабля на такой ракете, а также для грузовых и пилотируемых запусков утяжеленной водородной «Ангары».

Во-вторых, водородная «Ангара-А5В» была бы очень дорогой. А тем более – четыре ракеты сразу. В-третьих, конструкция «Ангары» не предусматривает увод от стартового стала при отказе одного из двигателей. Авария на первой ступени приведет не только к отмене всей пилотируемой экспедиции, но и к замораживанию всех пусков тяжелых ракет с Восточного на время ремонтных работ.

2. Новый вариант.

По словам Солнцева, его предприятие разработает проект ракеты с использованием исключительно керосиновых двигателей. Ее грузоподъемность составит 80 т на первом этапе и до 120 т – вероятно, с заменой верхней ступени – на втором. В 80-тонном варианте для удешевления разработки предлагается использовать третью ступень «Ангары-А5». Для организации одного полета на Луну потребуется два пуска 80-тонной ракеты. Облететь Луну на «Федерации» можно будет при помощи одного пуска.

Разработка ракеты на базе двигателя РД-171 предусматривается ФКП в рамках ОКР «Феникс». Финансирование этой ОКР планируется начать в 2018 году. Этот носитель должен будет выводить до 17 т на низкую орбиту Земли, т. е. он относится к среднему классу, однако он может быть использован в качестве модуля более тяжелого носителя.

В прошлом РКК «Энергия» уже предлагала различные варианты сверхтяжелых ракет-носителей, в том числе – «Энергию-5К» , носитель из модулей с двигателями РД-171 грузоподъемностью 79 т.

По своей компоновка «Энергия-5К» похожа на «Ангару-А5» и отличается от нее в первую очередь использованием более мощных двигателей (РД-171 вместо РД-191) и, соответственно, ракетных модулей большего размера. На третьей ступени «Энергии-5К» предлагалось использовать вакуумную версию двигателя РД-191 с тягой 2,1 МН (212,6 тс). Третья же ступень «Ангары» использует более слабый двигатель РД-0124 тягой 294,3 кН (30,0 тс). Таким образом, если в своем новом проекте РКК хочет использовать старый проект с верхней ступенью «Ангары», заявленную грузоподъемность в 80 т обеспечить не удастся. Добиться этого можно либо отказавшись от чистого копирования третьей ступени, либо увеличив длину ракетных модулей, либо увеличив число боковых ускорителей первой ступени.

В Федеральной космической программе было предусмотрено выделение 24 млрд рублей на проработку будущей конструкции ракеты-носителя сверхтяжелого класса. Фактически, скорее всего, речь идет именно об этой работе, и создание собственно сверхтяжелой ракеты в ближайшие 10 лет не планируется. Новостью является лишь отказ от «Ангары-А5В», на которую были выделены значительные средства. Вероятно, эти деньги будут изъяты из программы в связи с очередным сокращением бюджета на 15%.

Полет ПТК НП к Луне также можно считать отмененным, тем более что на необходимые для такой экспедиции водородный и керосиновый буксиры деньги не выделены. Для испытаний нового корабля на низкой орбите Земли можно будет использовать обычную «Ангару-А5» в пилотируемой модификации («Ангара-А5П»), если, конечно, стартовый комплекс для «Ангары» на Восточном все-таки будет построен.