Предприятия «Роскосмоса» намерены вернуть утраченные позиции на рынке космических пусковых услуг. Для этого параллельно разрабатываются сразу несколько технических решений, которые должны помочь отечественным носителям составить реальную конкуренцию американской многоразовой ракете Falcon 9 и привлечь новых заказчиков.
Еще несколько лет назад почти каждый второй космический запуск в мире был российским. С тех пор позиции России серьезно пошатнулись. Из-за череды аварий «Роскосмос» растерял практически все коммерческие заказы, а субсидирование американским правительством частной компании SpaceX позволило ей захватить высвободившееся место и занять 60% рынка коммерческих запусков. Сейчас она проводит по одному пуску каждые две недели и в 2017 году едва не обошла Россию по общему количеству ракетных стартов.
Космический центр имени Хруничева, который со своими ракетами «Протон» до прихода SpaceX доминировал на рынке коммерческих пусковых услуг, готовит для конкурента сразу два ответа – убирает у тяжелых носителей «Протон» третью ступень, снижая стоимость ракеты, и разрабатывает многоразовую версию легкой ракеты «Ангара».
В 2016 году Центр Хруничева принял решение о создании двух модификаций ракеты «Протон-М» — «Протон Средний» и «Протон Легкий». В «средней» версии у носителя уберут третью ступень. Это решение быстро достижимо и не требует существенной переделки ракеты, ведь в 1960-х годах именно так и выглядел первоначальный «Протон». Главная задача: снизить стоимость запуска и подстроить носитель под полегчавшие за последние годы спутники связи.
Первый запуск обновленной ракеты планируется на 2019 год. В «легкой» версии дополнительно планируется убрать два блока первой ступени, что должно еще больше снизить цену пуска.
Сейчас пуски на трехступенчатых тяжелых «Протонах» стоят чуть больше, чем за свою ракету Falcon 9 просит Илон Маск — в районе $65 млн против $61,5 млн.
При этом новые модификации «Протона» не будет конкурировать с базовой версией «Протон-М». Все они будут одновременно обслуживать разные сегменты рынка запусков телекоммуникационных аппаратов международных спутниковых операторов, рассказали «РИА Новости» в Центре имени Хруничева.
«Решения о создании двухступенчатых модификаций ракет-носителей «Протон» были приняты в ответ на потребности рынка. Двухступенчатая ракета-носитель «Протон» сможет составить достойную конкуренцию ракете-носителю Falcon 9 компании SpaceX и вернуть России позиции на рынке пусковых услуг», — заверили на предприятии.
В дополнение к двум облегченным версиям, предприятие планирует усовершенствовать тяжелый носитель «Протон-М». Он получит увеличенный головной обтекатель (защищает спутники во время полета ракеты в плотных слоях атмосферы). Благодаря этому одна ракета сможет выводить на орбиту сразу два полноценных космических аппарата или кластер маленьких спутников. Эта модификация получит название «Протон-М плюс».
Все работы по разработке различных вариантов «Протонов» предприятие ведет за свой счет, рассчитывая на существенную коммерческую отдачу от вложений.
Помимо этого, в 2017 году Центр имени Хруничева совместно с ОКБ Мясищева и «Роскосмосом» приступил к разработке многоразовой версии ракеты легкого класса «Ангара-1.2». После выведения спутника на орбиту первая ступень такой ракеты должна возвращаться на Землю для повторного использования.
Рассматриваются несколько вариантов технической реализации желаемого: спуск на парашютах, посадка на собственных двигателях как у американской ракеты Falcon или же возвращение по-самолетному с помощью крыльев. Последний вариант считается приоритетным.
Во время старта «Ангары» крылья будут сложены, а при возвращении они раскроются и первая ступень ракеты спланирует на аэродром в районе места запуска.
Это уже не первая попытка оснастить «Ангару» крыльями. Разработчики опираются на исследования, проведенные в Центре в начале 2000-х и в 2011-2013 годах. Тогда облик крылатой ракеты признали экономически нецелесообразным. Что получится в этот раз, станет понятно уже этой весной, когда Центр Хруничева представит проект Военно-промышленной комиссии.
Вернуться к проектированию ракет-носителей решила и Ракетно-космическая корпорация «Энергия», созданная в свое время Сергеем Королевым. Именно это предприятие спроектировало ракеты «Восток», на которых в космос запустили первый спутник и Юрия Гагарина, а затем самые массовые в мире ракеты «Союз», до сих пор используемые в космических программах разных стран. Новая ракета среднего класса взяла «семейное» имя предшественника и получила название «Союз-5».
Разработка ракеты началась в 2017 году, а уже в апреле 2018 года РКК «Энергия» сдала эскизный проект носителя «Роскосмосу». Планируется, что в 2022 году новая ракета впервые стартует с космодрома Байконур. Подготовка к ее производству идет опережающими темпами. «Союз-5» планируется использовать как для пилотируемых запусков космонавтов на МКС, так и для коммерческих целей. Именно поэтому стоимость пуска новой ракеты становится таким же важным параметром, как и ее технические характеристики.
«Если говорить о коммерческой привлекательности и ценовых параметрах нового ракетного комплекса, то мы ориентируемся на рубеж порядка $56 млн за весь комплекс услуг по запуску. Сегодня стоимость пуска у того же SpaceX — $62 млн. Мир на месте стоять не будет: уже сейчас Илон Маск обещает снижение стоимости до $48 млн с трендом на дальнейшее удешевление. Мы тоже ставим себе задачи по снижению ценовых параметров ракетно-космического комплекса на базе ракет-носителей «Союз-5», как технического, так и организационного характера, которые позволят нам сохранять конкурентоспособность», — рассказал гендиректор РКК «Энергия» Владимир Солнцев.
Помимо пусков с Байконура, эта же ракета в 2020-х годах должна прийти на замену носителям «Зенит» для проведения запусков с плавучего космодрома «Морской старт», в 2016 году выкупленного группой компаний S7.
«Мы впервые в России в рамках государственно-частного партнерства пробуем совместно с компанией S7 создать ракету-носитель на базе «Союза-5» в коммерческом варианте — в первую очередь, для запусков с платформы «Морской старт». С конструктивной точки зрения это изделие и ракета-носитель для пилотируемых программ Российской Федерации будут максимально унифицированы. Но при том, что обе версии создаются параллельно, коммерческая ракета по темпам снижения своей стоимости будет опережать базовый вариант «Союза-5» и, соответственно, «подтягивать» его к этому тренду по снижению себестоимости», — рассказал глава РКК «Энергия».
Специалисты предприятия уже приступили к формированию технического задания для разработки коммерческой версии ракеты «Союз-5» для нужд S7. За техзаданием последует разработка эскизного проекта этой ракеты.
В РКК «Энергия» не исключают, что «Союз-5» в итоге получит многоразовую версию, так же как и ракета Илона Маска. Такой вариант дополнительных мер по снижению себестоимости пуска рассматривается корпорацией. Обсуждаются различные варианты — спуск первой ступени ракеты на парашюте или ее реактивная посадка как у Falcon 9, возвращение на парашюте только самой дорогой ее части — ракетных двигателей. Их цена составляет до 30% стоимости ступени носителя.
«Сегодня перед нами стоит задача еще раз, более детально изучить возможность ее (ракеты) возвращения. Однако пока данная работа носит, скорее, факультативный характер: мы должны проверить, насколько это вообще целесообразно делать, потому что неизбежная плата за решение определенных функциональных задач — это снижение веса выводимой полезной нагрузки. Нам необходимо рассмотреть несколько технических вариантов решения этой задачи», — говорит Солнцев.
Свою многоразовую ракету проектирует разработчик межконтинентальных баллистических ракет нового поколения «Сармат» и морских баллистических ракет «Синева» и «Лайнер» — уральское предприятие Государственный ракетный центр Макеева. На протяжении нескольких последних лет специалисты предприятия ведут разработку многоразовой ракеты «Корона». Это должна быть одноступенчатая ракета. На Землю она будет возвращаться целиком, а не в виде первой ступени как у SpaceX или Blue Origin.
«На сегодняшний день проведены технико-экономические исследования и разработан эффективный график разработки ракеты-носителя. Исследованы необходимые условия ее создания, проанализированы перспективы и результаты как разработки, так и эксплуатации предлагаемого средства выведения», — рассказали на предприятии.
Носитель предлагается изготовить из композитных материалов, применив новые термостойкие углепластиковые покрытия. Это сделает ракету легкой и способной выдержать высокие нагрузки во время полета. После выведения спутника на орбиту, ракета должна самостоятельно, за счет импульсов из двигательной установки, приземлиться на выдвижные «ножки», аналогично тому, как это делает Falcon. А через сутки после посадки российская «Корона», пройдя техподготовку, вновь будет готова к новому полету.
Разработчики закладывают в этот носитель возможность не менее 25 полетов, а ряд элементов сможет использоваться не менее сотни раз. По расчетам конструкторов, ракета сможет выводить на низкую околоземную орбиту груз массой до 7 тонн. Falcon 9 в многоразовой версии способна выводить 13 тонн.
«Американцы отработали технологию мягкой посадки первой ступени ракеты-носителя Falcon и ее повторного использования в составе ракеты. Наша разработка — ракета-носитель «Корона», в отличие от американской, не имеет отделяемых ступеней и фактически является космическим кораблем мягкого взлета и посадки, что открывает дорогу к реализации дальних межпланетных полетов с экипажами на борту», — говорит гендиректор ГРЦ Макеева Владимир Дегтярь.