Отвечает ли отечественная космонавтика общемировому тренду развития средств выведения?
Олег Фаличев
Окончание. Начало читайте в предыдущем номере.
После выступлений председателя научно-технического совета Роскосмоса доктора технических наук Юрия Коптева и доктора технических наук Юрия Кузнецова (？ВПК？, № 32) все точки над i вокруг проекта ракеты-носителя ？Ангара？, казалось, были расставлены. Но у экспертного сообщества России все же остаются вопросы. По какому пути двигаться дальше, должны ответить правительство и политическое руководство Российской Федерации.
Во времена СССР постоянное соперничество социалистического и капиталистического укладов многие годы служило мощным стимулом развития науки и техники. В частности, в космической отрасли это привело к разработке двух самых мощных в истории человечества космических ракет-носителей. Их появление стало знаковым событием в развитии мировой космонавтики.
Два мира, два пути в космос
Достигнув уровня грузоподъемности 100 тонн на низкую околоземную орбиту (НОО), СССР и США еще раз подтвердили свое лидерство в мире, к которому они пришли практически одинаковым путем – созданием сверхтяжелых ракет с жидкостными ракетными двигателями (ЖРД) на всех ступенях.
Фото: smigid.ru
Однако после достижения этого рубежа дальнейшие пути развития космонавтики в СССР и США разошлись кардинально.
Соединенные Штаты Америки как уделяли серьезное внимание увеличению грузоподъемности сверхтяжелых РН, так и продолжают до сих пор.
В процессе выполнения лунной программы на примере ракеты-носителя (РН) ？Сатурн？ американские инженеры поняли, что достигнутые результаты близки к пределу. Дальнейшее увеличение мощности ЖРД первой ступени вело к непомерному усложнению технических задач и повышению стоимости их решения в геометрической прогрессии. Так в свое время авиаконструкторы уперлись в звуковой барьер, но нашли обходной путь. Создав воздушно-реактивный двигатель и тонкое стреловидное крыло, они вырвались на простор сверхзвуковых скоростей.
В нашем случае американские инженеры также нашли выход. Он заключался в разработке мощных твердотопливных ракетных двигателей (РДТТ) с тягой 800–1600 тс, которые из-за условий транспортировки собирались из отдельных секций. Такие РДТТ, будучи интегрированы в первую ступень РН в качестве ускорителей, резко подняли тяговооруженность на старте и открыли дорогу к росту грузоподъемности РН, снижению стоимости системы доставки полезной нагрузки (ПН) на орбиты. Твердотопливные ускорители (ТТУ) внедрялись поэтапно в ракетных комплексах ？Титан-4？, ？Спейс Шаттл？, где на старте ТТУ включаются одновременно с ЖРД первой ступени (комбинированная схема), а в новейших РН SLS и Ares американцы пошли еще дальше: здесь первая ступень выполняется чисто твердотопливной.
Таким образом, зарубежная практика показала, что применение ТТУ является способом, который позволяет скачкообразно увеличить грузоподъемность РН и снизить стоимость доставки ПН на орбиты.
И начиная с ？Сатурна？ американцы взяли курс на повышение грузоподъемности.
Дальнейший путь с нашей стороны избирал уже не СССР, а провозглашенная 26 декабря 1991 года Российская Федерация. Руководство космосом было выведено из-под патроната Министерства общего машиностроения (МОМ). В 1992 году создано Российское космическое агентство (РКА), его руководителем был назначен Юрий Коптев.
В годы, когда рушились устои государства, у многих угасло чувство ответственности перед страной, а при смене моральных и технических ориентиров нашлись и те, кто в своих решениях руководствовался правилом ？разрешено все, что не запрещено？. На этой волне закрыли так успешно начавшуюся программу ？Энергия？ – ？Буран？. В 1993-м было объявлено о создании отечественной РН тяжелого класса. По конкурсу на эту роль назначили ？Ангару？ со стартовой массой 640 тонн и грузоподъемностью на НОО 24,5 тонны. Объяснить этот шаг вряд ли кто сегодня сумеет, но именно сейчас проявилась вся его абсурдность. Именно с этого поворотного момента отечественная космонавтика сошла с общемирового пути развития средств выведения. За прошедшие 22 года мы добились появления ？Ангары-5？, которую надо доделывать еще 10 лет, и все равно она будет слабее зарубежного аналога в четыре-пять раз.
У США из ？Сатурна？ выросли SLS и Ares, а у России из ？Энергии？ – недоделанная ？Ангара？.
Серьезные эксперты задаются вопросом, надо ли тратить время на понимание очевидного: мы заблудились и идем не туда? Остается надеяться, что точка невозврата еще не пройдена и руководство страны, объективно взвесив все ？за？ и ？против？, отдаст команду нажать на тормоза.
Десяти спокойных лет у нас не будет. Космическая экспансия начнется раньше, чем завершится ФКП-2025.
Техзадание от президента
В ходе своих публичных выступлений Владимир Путин нередко касается вопросов создания новых образцов военной техники. Выделив и обобщив эти фрагменты, можно четко понять, каким видится президенту РФ очередной этап развития нашего космоса.
Тезис первый. При вложении ресурсов пользоваться старыми разработками, повторяя уже пройденный путь, неэффективно. Нужна новая идея.
В нашем случае таковой является комбинированная схема первой ступени (ЖРД+РДТТ) сверхтяжелой КРН.
Тезис второй. При рождении нового образца военной техники необходимо предусматривать способ противодействия возможным неядерным угрозам. Это одно из главных требований новой Военной доктрины, утвержденной в декабре 2014 года.
Для нас подобной неядерной угрозой является возможность изгнания наших космических аппаратов (КА) с орбит за счет использования американских сверхтяжелых РН SLS и Ares.
Тезис третий. В особых случаях, когда требуется достижение крупной государственной политической цели и это входит в противоречие с экономикой, предпочтение отдается политической задаче.
В этом смысле достижение паритета сил в области космических ракет-носителей России и США – дело государственной важности.
Тезис четвертый. Нужны сверхтяжелая РН и космодром для нее.
Это уже не общий тезис, а созревшее решение конкретной технико-политической проблемы общегосударственного уровня.
Упорное пропихивание ？Ангары？ в ФКП не отвечает требованиям ни одного из перечисленных постулатов и более того – прямо противоречит им. Проследим по пунктам.
Первое. Все цели, рассмотренные на научно-техническом совете Роскосмоса, базируются на давно, еще в прошлом веке решенных задачах. Наиболее современный и перспективный вариант с комбинированной первой ступенью не рассматривался вообще. Более того, в 1994 году у России была готовая ракета ？Энергия-М？ на ？чистых？ компонентах и грузоподъемностью 35 тонн.
Второе. Опасность потерять информационное пространство возникнет в 2018–2020 годах с вводом в строй РН SLS. Но Роскосмос упорно и без аргументации утверждает, что SLS в военных целях использоваться не будет. Это крайне опасное и странное заблуждение.
Третье. Ссылка на недостаточность финансирования для разработки серьезной ракеты скрывает за собой упорное желание Роскосмоса воспрепятствовать появлению российской сверхтяжелой ракеты, поскольку его руки связаны задачей пристроить ？Ангару？. Это подтверждается и тем, что в предложениях в ФКП никаких заделов под сверхтяжелую не просматривается.
Четвертое. В апреле 2015 года прошло обсуждение уточненного проекта ФКП-2025. Основной докладчик Игорь Комаров сообщил, что по требованию Минфина объем ФКП урезан на 844,9 миллиарда рублей. Не дожидаясь утверждения итогов конкурса, Роскосмос перераспределил ресурсы на средства выведения, прежде всего сверхтяжелого класса. В результате проект ФКП-2025 предусматривает отказ от немедленного создания сверхтяжелого носителя, сохранив планы углубленного исследования Луны с орбиты, а также высадки на ее поверхность автоматических КА.
Итак, проект ？Ангара-5В？ не отвечает государственным интересам России и тезисам президента.
Подчеркнем: мы не утверждаем это в совершенно категорической форме. Но призываем еще раз все трезво взвесить, используя окно возможностей, которое пока еще открыто.
Необходим конкурс
В дискуссии на тему ？Ангара？ на страницах нашей газеты (？ВПК？, №№ 10, 14, 17, 19, 27, 32, 37) приведено достаточно фактов для того, чтобы в ситуации смог разобраться не только узкий специалист, но и рядовой читатель, интересующийся техникой.
Критики ？Ангары？ считают, что при проведении конкурса и подготовке проекта программы ФКП-2025 учтены не все потенциальные возможности отечественной науки и промышленности.
Вопрос о создании сверхтяжелой РН не рассматривался, во всяком случае материалов об этом не опубликовано. Мировые тенденции развития средств выведения проигнорированы.
Также легко пренебрегли и усложнившейся военно-политической обстановкой в мире. Поэтому прежде чем открыть кошелек ФКП-2025, надо ликвидировать этот пробел, объявив экспресс-конкурс на создание российской сверхтяжелой ракеты на новых принципах, то есть с комбинированной первой ступенью. Проработки на эту тему имеются в нескольких КБ, но они противоречат генеральной линии Роскосмоса. Соответственно инициативы от генеральных конструкторов ждать не приходится. В условиях развернутой тотальной реформы Роскосмоса перечить начальству чревато.
Для разрешения патовой ситуации конкурс надо провести приказным порядком. Приказ должен исходить из высокой надкорпоративной инстанции. Подобный прецедент крутого разворота событий в истории отечественного ракетостроения уже был. Тогда жесткая административно-партийная вертикаль власти обязала выдающегося конструктора академика Виктора Макеева разработать первый твердотопливный ракетный комплекс для подводного флота. Поклонник ЖРД, уже добившийся в этой области выдающихся результатов, сумел перестроиться, возглавил новую для себя кооперацию предприятий и создал одну из лучших в мире твердотопливных ракет (ЗМ65) с подводным стартом. Аналогичный разворот событий в сторону требований XXI века может состояться и сейчас, если проявится твердая политическая воля. Только после завершения этого экспресс-конкурса по сверхтяжелой РН и оценки его результатов независимой государственной комиссией можно будет считать, что рассмотрены все возможные пути развития отечественных средств выведения и найден оптимальный вариант. Этот выбор давно и далеко вышел за рамки компетенции одной отдельно взятой корпорации. Слабые стороны проекта ？Ангара？ выявлены, конкретные предложения о дальнейших действиях сформулированы. Ждать больше нечего.
Олег Фаличев
Альтернатива Ангаре безусловно нужна. Но навязывание автором комбинированной первой ступени с использованием РДТТ основано фактически только на вере, что американцы не ошибаются. При этом совершенно игнорируется тот факт, что жидкостные двигатели лучше твердотопливных по массово-энергетическим характеристикам. Так почему же американцы так упорно цепляются за РДТТ. Все дело в структуре их оборонной промышленности. Их ВПК в состоянии в очень короткий срок выполнить очень крупны
Американцы потому цепляются за РДТТ, что их ВПК в состоянии очень быстро выполнять крупные заказы. Так был выполнен заказ на твердоопливный Минитмен с 30-ти летней гарантией и чтобы не утерять технологии, американцы используют РДТТ в гражданской космонавтике. Несмотря на то, что по энерго-массовым характеристикам они уступают ЖРД. Альтернатива Ангаре нужна, но и голову тоже надо иметь.
"Для нас подобной неядерной угрозой является возможность изгнания наших космических аппаратов (КА) с орбит за счет использования американских сверхтяжелых РН SLS и Ares" Попытаюсь понять логику автора: Мой сосед по даче купил "Камаз", это является угрозой для меня - он вытеснит мой Range Rover с Минского шоссе. Если автор подобными сентенциями хочет убедить нас в отсутствии логики в действиях Роскосмоса, то он только показывает свою неосведомленность в текущей ситуации в промышленности. Есть масса гораздо более убедительных фактов, подтверждающих нелогичность решений Роскосмоса за последние 10 лет. Например, создание на космодроме "Восточный" инфраструктуры под ракету "Союз", при имеющихся двух стартах на "Байконуре" и одном (скоро двух) стартах в "Плесецке".
Карфаген должен быть разрушен, проект "Ангара" - остановлен и закрыт. Он "противоречит мировому тренду развития средств выведения". Обоснования этих громких деклараций не приводится, зато даются ссылки на якобы тезисы президента, раскрывающие его видение развития космонавтики. С чего автор отождествляет свою и его единомышленников концепцию с пониманием темы президентом? Откуда он узнал и насколько верно интерпретирует позицию президента? Учитывает ли он катастрофическое положение с "Восточным"? Или похоже живет в сталинском времени, когда и в дальнейшем вся страна работала на космос? Он не понимает, что наша космонавтика итак еле жива, а реальные угрозы уже и сейчас исходят от недостаточности орбитальной группировки и надежности имеющихся средств выведения и ИСЗ. Проект "Ангара" может корректироваться, можно вести перспективные работы и по РДТТ. Но в очередной раз начинать вредные метания и бросать практически готовый проект, срочно переходя к непонятно зачем и когда понадобящимся грандиозным проектам это полное безумие. Не мешало бы ответить также на вполне конкретные замечания и разъяснения в комментариях к начальной части статьи. Они содержат конкретную информацию, которой нельзя противопоставить директивные утверждения. В целом разумные мысли о необходимости перспективных разработок обнуляются полным игнорированием нынешнего экономического и технологического состояния, искусственным противопоставлением уже сделанного и дорабатываемого абсолютно нереальным суперпроежектам. Так что согласен с Юрковым, что "голову тоже надо иметь".
Действительно, а что мешает объявить экспресс-конкурс на создание российской сверхтяжелой ракеты на новых принципах, то есть с комбинированной первой ступенью? Почему Роскосмос не идет на это? Не потому ли, что верх берут корпоративные интересы?
Да, в отношении начала разработки сверхтяжелых ракет нужна осторожность ... нужно продумать - что будем возить на орбиту на этих ракетах ? Вообще,я думаю что Россия, даже в нынешнем состоянии, как и СССР, сможет спроектировать и построить любую ракету, но все упирается в деньги и задачи. Задачи для сверхтяжелых ракет четко не сформированы, а денег у нас всегда не хватает. Что имеем сейчас? Сейчас мы имеем в общем то полный спектр ракет для нужд как военных так и народного хозяйства. Есть ракета Союз-2 с грузоподъемностью от 2 тонн (Союз-2.1в) и до почти 8 тонн (Союз-2.1а). Есть ракета Протон с грузоподъемностью 23 тонны. Есть новая Ангара с вариантами грузоподъемности: 3.8 тонн (Ангара-1), 15 тонн (Ангара-3) и 24.5 тонны (Ангара-5). Также есть куча ракет Рокот и Стрела (межконтинентальные баллистические ракеты ур100) грузоподъемностью тоже примерно 2 тонны. То есть худо-бедно они полностью перекрывают нужды страны в выводимой нагрузке. А это главное на сейчас и текущий момент! Для военных и народнохозяйственных грузов есть у нас мощности. И соответственно есть независимость в выводе грузов, а если введем в строй Восточный - будет полная независимость в пилотируемых запусках. Поэтому на Восточном и строят пусковую площадку для Союзов... Конечно желательно побыстрее надо вводить в постоянную эксплуатацию Ангару и сворачивать производство Протона по мере ввода Ангары. Но это дело ближайших 5-7 лет (нужно построить мощности для серийного ввода блоков Ангары и нужен космодром Восточный с пусковыми площадками для Ангары). Если же в будущем у нас появиться четкая цель(!!!) и программа по выводу крупных грузов на орбиту массой 70-130 тонн, то по моему мнению нужно использовать задел который остался с программы Энергия, а именно двигатель РД-170 (РД-171, РД-173). Это уникальная машина (самый мощный ракетный двигатель из когда либо построенных человеком). В любой другой стране им гордились бы как не знаю чем бы... На основе этого двигателя надо сделать УРМ, и получиться ракета-моноблок приблизительно как первая ступень ракеты Зенит, правда Зенит выводил 15 тонн с учетом работы еще второй ступени. Возможно УРМ будет больше чем первая ступень Зенита. Даже вероятно на 99 процентов что больше... Если будет больше - то 3 таких УРМа + 2 ступень (поверх центрального блока) могут и 70 тонн на орбиту закинуть, а 5 УРМ-ов + 2 ступень (поверх центрального блока) и 130 тонн. Ракета Зенит немаленькая... Я не утверждаю, что УРМ будет как Зенит, но УРМ под двигатель РД-170 однозначно будет немаленьким, скорее больше по размерам, поэтому наверно желательно завод по производству УРМ для сверхтяжелой изначально делать уже на месте запуска - в Углегорске (Циолковском)... Проектирование и производство твердотопливных блоков для сверхтяжелой - это долгий процесс и не факт , что все пойдет гладко ... Даже в СССР твердотопливными блоками для космоса , по крайней мере для использования в серию в качестве легких и средних ракет не планировалось и не проектировалось ... Поэтому в конкурсе надо выбрать один проект, который будет относительно дешев и в перспективе безопасен и сосредоточиться на нем всем, а не распыляться, как при лунной программе СССР, когда 3 ОКБ делали ракеты, но ни одна к Луне так и не полетела с космонавтом ... Почему нагрузка именно 70 и 130 тонн , поясняю. В конце 90-х годах совместная комиссия из специалистов России и США проанализировав состояние техники и прогресса на тот момент правда (конец 90-х) пришла к выводу, что для освоения Луны и дальнего космоса желательно иметь 2 типа ракет: 1 тип - грузоподъемностью 25 тонн (для вывода нового пилотируемого космического аппарата типа Орион или ППТС) и 2 тип - грузоподъемностью 70 -130 тонн - для космического корабля для полета на Луну, к которому в космосе уже пристыкуется пилотируемый. Поэтому новая программа США Созвездие предусматривала как раз 2 ракеты: Арес 1 и Арес 5 с такими параметрами грузоподъемности. Обама закрыл программу, так как она долго шла и США сейчас проектируют только одну ракету - СЛС (причем максимально используют задел от шаттлов - твердотопливные ускорители по бокам и увеличенный центральный бак и двигатели от шаттла в центре) с грузоподъемностью от 70 до 130 тонн, а в качестве 25 тонной будут использовать старые, например ракеты Атлас. Новейшие перспективные китайские ракеты (Великий поход лонг марш 5 и 9) для нового же космодрома Венчан на острове Хайнане также проектируются аналогично - одна под 25 тонн , вторая под 130 тонн. Вот только не знаю - есть ли у США и тем более китайцев гарантированные проекты нагрузок (блочные корабли для дальнего космоса и Луны) которые они будут возить на 70 и 130 тонных ракетах ? У кого есть инфа ? Поделитесь ...
Чем занять тяжелые ракетоносители? Да хотя бы тем, что предлагал еще Сергей Павлович Королев. См. "Материалы доклада, обсужденного на Ученом Совете ОКБ-1 22 апреля 1963 года, "Предложения о разработке космических объектов на базе носителя Н-1". См. на gagarin_energia_ru Там и про околоземное пространство, и про Луну, и про Марс и про другие планеты...
Centuriones, 10:32, 10 октября, 2015. Разумное предложение - обратиться к опыту и наработкам С. Королева. Не зря говорят, что новое - это хорошо забытое старое.
Автор забыл и другой часто высказываемый Президентом тезис, что на все новые угрозы у России найдется свой аргумент, который окажется более дешевым, но не менее эффективным. СССР и в то время не могла эксплуатировать систему Энергия-Буран, из-за дороговизны его использования. Писалось, что один запуск Энергии обходился как запуск 100 Союзов. Не надо гнаться за кем-то почти в точности повторяя все, каждый должен идти своим путем. Всегда нужно соразмерять со своими возможностями. Видимо положение с выбором Ангары было таким, что в 90-ых новый РН Зенит оказался за границей, а свой парк ракетоносителей легкого и среднего класса устаревал. Поэтому выбирали тот проект, который решал бы эти задачи и реализацию которого РФ могла бы потянуть. Поэтому и выбор пал на Ангару, как универсальную легкого и среднего класса. Но в технике обычно универсальные выходят немного хуже, чем специализированные…
Могли бы просто перевести РН Протон на другое топливо и двигатели. Такая переделка обошлась бы много дешевле и быстрее, чем с нуля разработка нового РН. И оставалась бы та же стартовая площадка. Так же с РН Союз - замена двигателя центрального блока на двигатель НК33 или РД-191 с увеличением размеров баков центрального блока и новая третья ступень. Таким образом, получаем качественно новый РН. Такие проекты с РН Союз потом предлагались (проект РН Русь и РН Омега), но были заморожены как раз в пользу РН Ангары. Хотя и сейчас при строительстве нового космодрома ？Восточный？ начинают со строительства стартового комплекса РН Союз. Думаю, смысла на то время не было создавать новый РН, повторяющий известные принципа строительства и конструкции одноразовых РН. Уже в имеющихся РН было реализовано все последнее, что можно было сделать с одноразовыми РН, и являющиеся совершенными в своем виде.