`Ангара` (ракета-носитель): технические характеристики и запуск

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 центробежная сила, обусловленная вращением планеты вокруг своей оси. Соответственно, земное притяжение ракете преодолевать легче, для этого требуется меньше горючего (другие примеры: мыс Канаверал, 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 заместитель Генерального директора 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 Печорское море 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 геостационарную орбиту 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.