Россия — один из признанных мировых лидеров в области космической промышленности. Большие надежды возлагались на семейство ракет «Ангара». Сегодня мы поговорим об истории создания этих ракет, их некоторых особенностях и роли в космических исследованиях.
Что это вообще за ракеты такие?
Ракеты «Ангара» — это семейство модульных ракет, разработанных в России для различных космических миссий. Создали их для доставки на орбиту Земли всякого разного (например, спутников, космических аппаратов и грузовых кораблей).
А что значит: «модульные ракеты»? Всё дело в том, что они состоят из универсальных ракетных модулей (УРМ) и комплектуются новыми двигателями РД-191.
Конструкция новых ракет значительно превосходит устаревшие «Протоны». Каждый УРМ имеет длину 25,1 метра и диаметр 2,9 метра. Состоят они из соединённые между собой баков для окислителя и горючего, а также отсека с двигателем. В заправленном состоянии вес ракеты не превышает 149 тонн.
Ключевая особенность — «Ангару» не собирают на производстве в традиционном смысле, а изготавливают как раз вот эти модули. Поэтому, путём монтажа УРМов друг на друга можно создавать различные модификации ракеты.
Например, из одного модуля получится лёгкая ракета «Ангара-1.2», а из пяти модулей — тяжёлая «Ангара-А5».
Таким образом, семейство ракет «Ангара» имеет несколько конфигураций, что позволяет подобрать подходящую ракету для конкретной миссии, а значит и увеличить гибкость и эффективность космических запусков.
К тому же, УРМы могут быть изготовлены отдельно и затем собраны в целую ракету, что заметно упрощает производство.
История и проблемы создания ракет «Ангара»
А вот история создания «Ангары» довольно печальна: нехватка денег привела к крайне продолжительной разработке, а часть по-настоящему крутых идей так и не была реализована.
После развала Советского Союза, космодром «Байконур», с которого осуществлялись пуски тяжёлых ракет «Протон», оказался в другой стране, в Казахстане.
Поэтому возникла потребность в создании комплекса ракет-носителей тяжёлого класса, где каждый компонент был бы изготовлен из российских деталей на российских производственных площадках, а пуски осуществлялись бы с российских космодромов.
И вот в 1995 году президент России Борис Ельцин принял решение о разработке «Ангары» для замены «Протонов» (которые уже тогда успели несколько устареть, да и в настоящее время они летают только с «Байконура», но и оттуда их планируют прекратить запускать).
Это решение поставило крест на амбициозном проекте сверхтяжёлой ракеты «Энергия». На самом деле потребности тогда в нём не было, да и не финансировали его.
В общем-то, и на «Ангару» денег тоже не было — выделяли всего 4% необходимых средств, что не меняло практически ничего. Поэтому в следующие 10 лет проект, можно сказать, стоял на месте.
Вновь финансирование появилось лишь в 2005 году, а в 2014 с «Плесецка» были совершены первые два успешных пуска ракет — «Ангара-1.2» и «Ангара-А5», но об этом чуть позже.
Затем, производство переехало из Москвы в Омск, страна взяла курс на импортозамещение, вот и затянулось создание новых носителей до наших дней.
Собственно, именно во второй половине 2000-х годов и возникла идея модульной ракеты. Двигатель РД-0120 и топливо на водороде остались в прошлом, превратившись в артефакты развитой цивилизации. Так произошёл полный переход к кислородно-керосиновой технологии.
По задумке, модульная ракета должна была заменить все прочие ракеты, которые разрабатывались в СССР, а после его развала оказались разбросанными по разным странам.
«Ангара-А5» и «Ангара-А7» должны заменить «Протон», который ещё и работает на крайне токсичном топливе.
«Ангара-А3» шла на замену «Зениту-2», который делали на Украине (его производство остановилось после 2013 года в связи с закрытием проекта морского/наземного запуска).
«Ангара-А1.2» станет альтернативой «Циклона-2/3», который был снят с производства на Украине.
«Ангара-А1.1» сможет заменить «Космос-3М», используя менее опасные топливные компоненты, после того как производство последнего было прекращено в 90-х годах.
Со временем из программы исчез сначала вариант А3. Более того, в 2019 году глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин и вовсе заявил, что «Ангара-А3» не только никогда не проектировалась, но её даже не планировали когда-либо создавать, поскольку долгое время существовал носитель «Зенит-2», а после российско-украинского кризиса 2014 года было принято решение заменить его «Союзом-5»
Позднее был исключен и вариант А7, который предоставлял уникальную возможность для запуска невиданных по тяжести полезных нагрузок.
Самая младшая одноступенчатая «Ангара-1.1» пока также остаётся только проектом, хотя она уже, можно сказать, летала: в 2009 году стартовала южнокорейская «Наро-1».
По сути своей она состояла из УРМ-1. А под маленьким обтекателем была небольшая корейская твердотопливная ступень. Российская первая ступень отработала без замечаний.
В итоге от проекта массового семейства ракет у нас осталось только две модификации: «Ангара 1.2» и «Ангара-А5».
Ещё в 2007 году первый вице-премьер Сергей Иванов говорил, что испытания «Ангары» должны были начаться в 2010 году, а первые пуски — в 2011-м. Но что-то пошло не так.
Из-за финансовых трудностей (как всегда) в 2010 году первый пуск был перенесён на 2012. Затем, в 2011 году появилась информация о решении перевести производство ракеты в Омск.
В итоге только 9 июля 2014 году лёгкая ракета в специальной модификации 1.2ПП успешно преодолела суборбитальную траекторию, а 23 декабря 2014 года тяжёлая ракета успешно вывела макет полезной нагрузки на геостационарную орбиту.
Затем сообщили о планах пуска второй тяжелой «Ангары» в 2016-17 годах. И как-то оказалось, что в 2016-17 году ничего не было произведено, а выпуск возобновят в 2018.
В 2018 году вторую тяжелую «Ангару» обещали сделать к 2019, ну а в 2019 году сроки сдвинулись на 2020, в котором она успешно стартовала.
Что по стоимости? В. Е. Нестеров в своей книге «Космический ракетный комплекс „Ангара“. История создания» написал по данным на конец 2017 года, что было потрачено 112 млрд рублей.
Затем в 2021 году был произведён успешный пуск третьей «Ангары-А5» (правда с разгонным блоком возникли проблемы, и он сошёл с орбиты в январе 2022 года).
А в 2022 году «Ангару-1.2» запустили два раза — в апреле и октябре.
Ангара-НЖ
В июне 2023 года на Восточный доставили «Ангару-НЖ». У многих может появиться закономерный вопрос: а что это, очередное переименование? Ведь в проекте такого не было.
На самом деле «НЖ» означается «наземная жидкостная». «Ангара-НЖ» — это массово-габаритный, конструкторско-технологический и электрозаправочный макет тяжёлой ракеты «Ангара-А5».
С помощью этого макета сотрудники «Восточного» будут обучаться обращению с новой ракетой и новым же стартовым столом на космодроме.
Например, они будут учиться проводить сборку, транспортировку и заправку топливом, проводить различные испытания, имитацию аварий при установке на стартовый стол.
Также планируется аттестация собственно пускового комплекса для РН «Ангара» (он называется «Амур»).
А затем произведут пуск ракеты с самоликвидацией на высоте 10-12 км. Такие дела.
Что в итоге?
Определённо радует, что проект сдвинулся с мёртвой точки: космодром готовится, ракеты испытывают.
В будущем ожидаются модификации ракет с большой мощностью, которые смогут доставлять более крупные грузы на орбиту и Луну.
Если всё будет хорошо, серийное производство ракет «Ангара» начнут в 2024 году. В идеале планируется выпускать по 8 экземпляров ежегодно.
В целом, завершение разработки и последующие испытания ракет «Ангара» — важный шаг для России, но назвать это революцией всё-таки язык не поворачивается.
Фактически, случиться это должно было уже около 15 лет назад, и в таком случае в настоящее время мы были бы на высоте.
Сейчас же основными конкурентами «Ангары-А5» являются американская РН Falcon 9, французская Ariane-6 и китайская РН «Чанчжэн-5».
Пуски «Ангары» обходятся дешевле, чем, например, «Delta IV Heavy», однако, по данным с 2014 по 2020 год, они в два раза дороже, чем запуски «Протона-М». Однако это вполне объяснимо, учитывая то, что «Протон» — серийный.
Важно отметить, что «Delta IV Heavy» использует водородное топливо и способна поднять на низкую околоземную орбиту 28 тонн груза. В случае запусков на геостационарную орбиту, «Delta IV Heavy» значительно превосходит по грузоподъемности ракету «Ангара-А5» (24 тонны).
В 2020 году были озвучены данные, что стоимость одной ракеты «Ангара-А5» оценивается примерно в 7 миллиардов рублей. Позднее появилась информация, что цена может составить 5 миллиардов рублей за экземпляр.
Кроме того, начиная с 2024 года, производство ракет будет полностью перенесено из в Омск, что дополнительно может снизить стоимость до 4 миллиардов рублей.
Пока рано говорить, будут ли российские ракеты дешевле, чем зарубежные. В 2020 году главный конструктор КБ «Салют» Центра имени Хруничева Сергей Кузнецов отметил, что изначально запуск ракеты «Ангара-А5» обойдётся в 100 миллионов долларов, но в дальнейшем цена может уменьшиться.
Пока что это всё равно гораздо дороже, чем у той же SpaceX. У Falcon 9 и ступеней меньше, и первая из них многоразовая, что также снижает себестоимость.
У нас, правда, в планах тоже есть создание возвращаемых первых ступеней с помощью авиационной посадки. Но имевшиеся технологии благополучно утрачены и нам придётся начинать создание этой системы с чистого листа.
То же самое справедливо и для водородных двигателей.
Но, развитие ракет «Ангара» продолжается, и в будущем они, надеюсь, сыграют важную роль в российской и мировой космической программе.
Они способны обеспечить надёжные и эффективные средства для доступа в космос, поспособствуют научным и коммерческим исследованиям, а также откроют новые возможности для международного сотрудничества в исследованиях космоса.
Время покажет.