Глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин 22 июня сообщил об окончании проекта тяжелых ракет-носителей «Протон», использовавшихся уже более пятидесяти лет, с 1967 года. Предполагается, что их произведут достаточное количество для исполнения уже заключенных контрактов и утвержденных проектов, а затем перейдут на использование более современной «Ангары». Тем самым в истории одного из наиболее успешных отечественных носителей будет поставлена точка. Почему так произошло и в чем причины подобного решения — разбирался портал iz.promo.vg.
Что может «Протон»?
Для начала маленькая ремарка. Когда говорится о том, что ракете «Протон» более шестидесяти лет, не стоит думать, что с момента ее создания так ничего и не изменилось. Нет, ракеты постоянно модернизируются, одни доработки делаются от пуска к пуску, другие объединяют в большие модернизационные пакеты. Например, в 2012 году «Роскосмос» завершил переход на самую современную версию ракеты — «Протон-М». И она очень сильно отличается от «Протона», созданного в Советском Союзе более полувека назад.
Главным отличием стала полностью цифровая система управления. Кроме того, увеличен диапазон возможных наклонений опорных орбит, упрощена конструкция, появилась возможность установки головных обтекателей больших размеров, а значит и возможность размещения полезной нагрузки больших габаритов.
Если это так и «Протон-М» — практически новая ракета, какой смысл менять ее на «Ангару»? Вся проблема в том, что в программе «Протон» есть несколько критических минусов, усложняющих использование ракеты.
Проблемы «Протона»
Основная «родовая травма» «Протона» в том, что он изначально разрабатывался для совсем других целей. Исходно это УР-500 — межконтинентальная баллистическая ракета тяжелого класса. Ее создавали для нужд военных, и главной ее задачей было донести до противника сверхмощную термоядерную головную часть (индекс — 8Ф17, мощность — 150 мегатонн). Запуск тяжелых спутников был лишь побочным заданием разрабатываемой программы. Но от этого проекта в итоге отказались, и на вооружении стоят совсем другие баллистические ракеты, а «Протон» все еще используется в качестве основного российского «космического грузовика».
В качестве топлива для УРов был выбран несимметричный диметилгидразин, он же гептил. Его основной плюс в самовоспламенении при контакте с окислителями на основе азотной кислоты и тетраоксида азота, что упрощает конструкцию ракеты и делает проще многократный запуск двигателей. Основные недостатки же этого вещества в его высокой токсичности и высокой канцерогенности. Просто вдохнув пары гептила, можно получить воспаление слизистых оболочек носоглотки и глаз, а в худшем случае реален и летальный исход. Оставшееся в падающих на землю топливных баках первой ступени горючее наносит приличный экологический вред казахстанской степи.
Вот и получается, что запуски «Протона» стали главным аргументом в спорах об увеличении размера аренды за космодром Байконур, выплачиваемой «Роскосмосом» Казахстану. В 2007 году ступень «Протона» упала менее чем в сорока километрах от города Джезказган. Тогда Астана потребовала $60,7 млн и уменьшения количества пусков «Протона». После переговоров стороны сошлись на $2,5 млн компенсации. И это было штатное падение ступени, в ней остаются неизрасходованными несколько центнеров топлива. В случае же аварии количество выливающегося в степь гептила исчисляется тоннами.
Поэтому в случае ухудшения отношений между странами это же может стать и причиной разрыва космических отношений. В таком случае у России вообще не будет возможности запускать тяжелые ракеты. Стартовые позиции для «Протонов» имеются только на космодроме Байконур, и запуски проводятся лишь оттуда.
А вот стол для запуска «Ангары» есть на военном Плесецке, а к 2021 году его предполагается построить и на Восточном. Раньше предполагалось, что стол на Восточном будет иметь возможность для запуска пилотируемых вариантов ракеты «Ангара», однако в 2017 году от этой идеи отказались, и все пилотируемые полеты достались спешно разрабатываемому в настоящее время «Союзу-5».
Другой проблемой «Протона» часто называют его высокую аварийность, но и это не совсем так. К настоящему моменту «Протон» запускали 404 раза. 49 пусков закончились неудачей по причине аварии или некорректной работы ракеты-носителя. Это дает в итоге менее 90% удачных запусков, что по современным меркам немного. У самой современной версии «Протон-М» статистика лучше, на сегодняшний день ракета стартовала 103 раза, доля успешных запусков составила 90,2%. При этом, если не учитывать аварии разгонных блоков (ракета отработала штатно, а проблема случилась уже после, на этапе работы разгонного блока), то процент успешных запусков «Протон-М» составит более 96%.
Но заказчику в общем все равно, на каком этапе случился отказ, и слава «не самой надежной ракеты» неотступно следует за «Протоном», особенно после череды аварий 2010–2015 годов, часть которых пришлась на более старую версию ракеты — «Протон-К».
Основными заказчиками ракеты-носителя «Протон-М» являются Министерство обороны и ФГУП «Космическая связь», занимающееся телевещанием в России. Они обеспечивают достаточное количество запусков ежегодно, чтобы поддерживать проект на плаву. Однако до появления частного американского Falcon 9 запуски российского «Протона» составляли основную часть коммерческих запусков, успешно конкурируя с другими ракетами по цене. Даже сейчас «Протон» — наиболее успешная с точки зрения продаж пусковых услуг ракета России.
Новый фаворит
А на что же собираются поменять «Протон»? Чем лучше и современней приходящая ему на смену «Ангара»? Начнем по порядку. Основным плюсом стала более экологичная пара топливо/окислитель. «Ангара» использует керосин и жидкий кислород, что гораздо менее токсично, чем гептил. Правда есть у «Ангары» и свои слабые места.
Чтобы их увидеть, стоит сравнить обе ракеты-носителя. И сравнивать нужно уже существующие варианты (предполагается создание «Ангары-А5В» с кислородно-водородной третьей ступенью и новым разгонным блоком КВТК, также работающим на водороде, но это случится не раньше 2025 года). Поэтому разумнее всего сравнивать «Протон-М» с уже летавшей «Ангарой-А5», с одинаковым разгонным блоком «Бриз-М».
У «Ангары» выше стартовая масса, за счет этого и больше полезной нагрузки она может доставить на низкую опорную орбиту высотой в 200 километров. Если «Протон-М» закинет туда 23 тонны, то «Ангара» аж 25,8. Проблема в том, что редко требуется доставка полезной нагрузки максимального веса, под завязку. Чаще всего востребованы гораздо меньшие веса.
А вот при доставке спутников на геопереходную и геостационарную орбиту (высота 35 786 км) «Протон» гораздо грузоподъемнее. Для «Ангары-А5» это 5,4 и 2,8 тонны, а для «Протона-М» 7,1 и 3,7 тонны. Это может оказаться критичным при запуске массивных и сложных спутников связи.
Вторая проблема — это деньги. Во время «ценовых войн» по запускам цена на запуск «Протона-М» снижалась до $65 млн, что более чем привлекательный для клиентов вариант. Если сравнивать государственные проекты такого класса, то европейская Ariane 5 будет стоить более $220 млн, а цена за запуск американской Delta IV Heavy подойдет вплотную к 300 млн.
У «Протона» пока есть лишь один соперник, способный тягаться по цене, — это частная американская компания SpaceX и ее ракета-носитель Falcon 9 с указанной в спецификациях возможностью доставки на низкую опорную орбиту 22,8 тонн полезной нагрузки. Стоит сразу оговориться, пока Falcon 9 ни разу не продемонстрировала подобной возможности. По стоимости это сравнимо с российским «Протоном», точнее же сказать нельзя, учитывая, насколько ревностно бережется информация о реальной стоимости пусков.
А что «Ангара»? Проблема в том, что пока нельзя даже примерно сказать, сколько будет стоить один пуск. Если брать в расчет те две ракеты, что были созданы в 2014 году для тестовых запусков, то 15 апреля 2018 года глава научно-технического совета «Роскосмоса» Юрий Коптев в интервью СМИ сообщил, что стоимость первой «Ангары-А5» составила 3,4 млрд рублей, что сопоставимо со стоимостью двух единиц «Протон-М».
Это очень дорого и малоконкурентно, хотя изначально говорилось о том, что стоимость ракеты-носителя «Ангара» сильно снизится после запуска полномасштабного производства. Благодаря ее модульной структуре предполагается уже после производства ракеты тиражом 6–8 экземпляров ежегодно уменьшить ее себестоимость в полтора-два раза. Последующее увеличение количества по расчетам «Роскосмоса» сможет снизить стоимость пуска ракеты на несколько миллионов, чем у «Протона-М» сейчас.
Однако это лишь расчеты и говорить об этом можно в сослагательном наклонении. Дело в том, что в настоящее время производство «Ангары» создается в Омске, куда и переедет весь Центр им. Хруничева. Производство предполагается наладить лишь к 2021 году, да и то если не возникнет никаких дополнительных трудностей.
Переходный период
Что предлагается делать сейчас, пока производство «Ангары» еще не налажено? Дмитрий Рогозин говорит о том, что «Протоны-М» будут производиться и запускаться под все имеющиеся на данный момент контракты. Их более десяти, включая несколько коммерческих запусков и доставку модуля «Наука» на МКС. Предполагается, что сделанные под запас ракеты помогут российской космонавтике «продержаться» до момента начала полноценного производства «Ангары». Соответственно и основная задача сейчас не протянуть с переносом производства.
Можно говорить о том, что «Роскосмос» сделал ставку на «Ангару» как основной проект российской тяжелой ракеты. И это логично, учитывая более двадцати лет разработки. После этого «задушить» проект было бы не самым умным решением. Да и возможностей для модернизации у «Ангары» гораздо больше, за счет более современных решений, заложенных при проектировании.
Решение заменить одну тяжелую ракету на другую оправданно по многим причинам, среди которых и безопасность, и невозможность поддерживать и заниматься модернизацией сразу двух проектов. Вопрос только в том, успеет ли «Роскосмос» подготовить «Ангару» на замену и не случится ли лаг, оставляющий Россию без ракет тяжелого класса. Впрочем, и тут есть решение: достаточно пока просто поддерживать выпуск «Протонов» и ждать. В настоящее время это выглядит наиболее логичным.