В ночь с воскресенья на понедельник на космодроме Байконур состоялся юбилейный — четырехсотый — пуск ракеты-носителя «Протон». Ожидается, что она выведет на орбиту космический аппарат «Ямал-401» по заказу «Газпром Космические системы». На сегодняшний день «Протоны» лидируют по количеству коммерческих запусков в классе тяжелых ракет-носителей. «Лента.ру» побеседовала о перспективах использования этих ракет с Юрием Бахваловым, первым заместителем генерального директора Государственного космического научно-производственного центра (ГКНПЦ) имени Хруничева и генеральным конструктором КБ «Салют».
«Лента.ру»: «Протоны» были разработаны в конструкторском бюро «Салют», там же они подвергались модернизации. Какой послужной список у этих ракет?
Юрий Бахвалов: Это юбилейный пуск, он стал 400-м в летной истории «Протона» различных модификаций. Это если считать и первые пуски в двухступенчатом варианте, и пуски ракеты-носителя «Протон-К» и «Протон-М».
16 июля 1965 года двухступенчатая ракета-носитель УР-500 вывела на орбиту научную космическую станцию «Протон-1» массой 12,2 тонны. Всего эти ракеты-носители в 1965-1966 годах вывели три спутника «Протон». Научная аппаратура обеспечивала изучение космических лучей и взаимодействие с веществом частиц сверхвысоких энергий: на спутниках были установлены ионизационный калориметр, гамма-телескоп и другие приборы. Впоследствии УР-500 унаследовала название этих космических аппаратов и стала называться «Протоном».
Последний запуск ракеты-носителя «Протон-К» состоялся 30 марта 2012 года, а всего было произведено 310 пусков этой ракеты-носителя. С 1996 года началась коммерческая эксплуатация на мировом рынке «Протона-К» для запуска иностранных космических аппаратов, и всего было уже осуществлено 32 коммерческих пуска «Протона-К». «Протон-К» вывел все тяжелые орбитальные модули и станции «Салют», «Алмаз», комплекс «Мир», первые российские модули международной космической станции «Заря» и «Звезда».
Фото: ГКНПЦ имени Хруничева
Сейчас Россия эксплуатирует ракету-носитель «Протон-М». Ее первый старт состоялся 7 апреля 2001 года, и уже осуществлено 85 пусков. «Протон» используется для выполнения ФКП (Федеральной космической программы — прим. «Ленты.ру»), в интересах Минобороны и в коммерческих целях. «Протон» — востребованное средство выведения, достаточно надежное и с высокими эксплуатационными характеристиками.
Ракета запускается только с космодрома Байконур?
Да. Она проектировалась не только как носитель космических аппаратов, но и как мощная боевая баллистическая ракета. А в ходе создания РН задание было изменено — боевой вариант был снят с разработки. Проектирование и производство ракеты подобного класса в нашей стране велось впервые, и ряд решений не имели и до сих пор не имеют аналогов ни в отечественной, ни в зарубежной практике. В основу компоновки положен принцип обеспечения транспортировки частей ракеты на космодром железнодорожным транспортом, а сборочные работы осуществлялись на техническом комплексе. Возможность провоза максимального габарита определила диаметр центральных блоков ракеты (4100 миллиметров).
Фото: ГКНПЦ имени Хруничева
Опыт, накопленный заводом имени Хруничева и ОКБ-52 (реутовским «Научно-производственным объединением машиностроения» — прим. «Ленты.ру») при создании межконтинентальных баллистических ракет (МБР) отразился в выборе высококипящих компонентов топлива — азотный тетраксид (АТ) и несимметричный диметилгидразин (НДМГ). Это упрощало, облегчало и удешевляло конструкцию и изготовление ракеты и способствовало быстрому повышению надежности. Основой второй и третьей ступеней послужили первая и вторая ступени освоенной и испытанной МБР УР-200 с увеличенным объемом баков.
Для первой ступени в КБ академика Глушко создали самый мощный в то время двигатель с «земной» тягой 150 тонн, с дожиганием генераторного газа в камере сгорания. В начальный период производства ракеты возникли трудности, вызванные применением в конструкции нового, мало исследованного высокопрочного материала АМц (алюминево-марганцевый сплав — прим. «Ленты.ру»). Готовые емкости из него не выдерживали статических испытаний, были даже случаи их самопроизвольного разрушения во время длительного хранения, поэтому сплав заменили на высокопластичный материал АМг-6 (разновидность алюминиево-магниевого сплава — прим. «Ленты.ру»), хотя это привело к утяжелению изделий.
Почему в последнее время участились аварии «Протонов»?
«Протон» — высоконадежная ракета-носитель. Причины последних аварий — снижение качества изготовления, то есть человеческий фактор. Это относится и к центру Хруничева — головному производственному предприятию, и к предприятиям-поставщикам.
И как вы решаете эту проблему?
Все аварии расследует межведомственная комиссия, которая создается в связи с конкретным инцидентом. Она определяет причину нештатного выведения и вырабатывает меры по недопущению подобных ситуаций в дальнейшем. Например, нештатное выведение спутника «Экспресс AM4R» произошло из-за нарушения работоспособности турбонасоса рулевого двигателя третьей ступени — таков вывод межведомственной комиссии. Проверка, проведенная в центре Хруничева и на Воронежском механическом заводе, показала: все операции были выполнены в соответствии с технологическим регламентом, без нарушений.
Тем не менее комиссия рекомендовала выполнить мероприятия по проверке двигательных установок третьей ступени ракеты-носителя. Пуски «Протона-М» временно приостановили, была осуществлена проверка всего задела двигательных установок, в том числе и тех, что установлены на третьей ступени ракет-носителей, находившихся на космодроме Байконур. После этого мы возобновили запуски «Протона-М».
Кто в основном заказывает пуски? И каким образом происходит взаимодействие с зарубежными заказчиками?
Основные заказчики — Федеральное космическое агентство, министерство обороны и иностранные партнеры. По ФКП пуски осуществляются для увеличения отечественной спутниковой группировки, так что здесь заказчики — госпредприятие «Космическая связь», «Газпром космические системы» и ГЛОНАСС. Пуски по линии минобороны — для пополнения спутниковой группировки и укрепления обороноспособности страны.
Подготовка компанией ILS ракеты-носителя «Протон» для коммерческого пуска
Фото: ГКНПЦ имени Хруничева
Что касается иностранных партнеров, то на международной арене маркетингом «Протона» занимается International Launch Services (ILS) — с 2008 года контрольный пакет акций этой компании принадлежит ГКНПЦ имени Хруничева. Так вот, с 1996 года произведено 85 коммерческих пусков ракеты-носителя «Протон» — за это время партнерами предприятия стали более 40 крупных мировых операторов спутниковой связи, в том числе Eutelsat, Inmarsat, SES, Asiasat и другие.
Какая статистика коммерческих пусков?
85 пусков в рамках ILS, из них в пяти случаях космические аппараты не были выведены на орбиту.
Есть ли отличия в стоимости пусков для российской и иностранной сторон? От чего разница зависит?
На внешнем рынке стоимость пуска «Протона», естественно, выше, чем для выполнения отечественных программ — поэтому они и называются коммерческими.
Как вы сегодня оцениваете сотрудничество с американской стороной?
Мы начали сотрудничать в непростой период для предприятия, и в 1990-е годы благодаря этому, из-за выхода центра на мировой рынок с «Протоном», удалось сохранить предприятие, потому что в тот период более 70 процентов нашего дохода приходилось на коммерческие пуски. И это сотрудничество, думаю, продолжится.
Но сегодня ГКНПЦ имени Хруничева — не единственный игрок на рынке коммерческих запусков...
Да, наш основной конкурент на мировом рынке — ракета-носитель Arian 5 компании Arianespace. Американские ракеты-носители Delta и Atlas, в основном, задействованы для выполнения государственных программ. SpaceX пока еще не набрал необходимой статистики, хотя уже формирует портфель заказов. В последние годы появляются новые игроки из Китая и Индии.
Ariane 5 европейской Airbus Group
Фото: ESA
Но пока коммерческий рынок доставки спутников в космос — это тот сегмент космической отрасли, где наше лидерство, лидерство России, не вызывает сомнений. Из 23 коммерческих пусков в 2013 году — 12, то есть более половины, достались российским ракетам-носителям. Шесть были осуществлены РН США, четыре — европейской Ariane 5 и один пуск — в рамках «Морского старта». То есть основной игрок на коммерческом рынке — центр Хруничева, потому что наши ракеты-носители «Протон-М» и «Рокот» восемь раз использовались для выведения иностранной полезной нагрузки (семь раз — «Протон-М», один раз — «Рокот»); более 34 процентов рынка коммерческих пусков 2013 года пришлись на наш центр.
И если рассматривать только ракеты-носители, которые выводят космические аппараты на геостационарную и геопереходную орбиты, то здесь основные игроки — наш «Протон» (на коммерческом рынке в 2013 году семь пусков) и европейский Ariane 5 EКA (три пуска).
Если посмотреть на статистику запусков (и опустить неудачные) с «Протоном» то, начиная с 2010 года (при этом на коммерческом рынке неудачных запусков не было, только на внутреннем рынке), получаются следующие данные данные.
2013 год — всего пусков «Протона» — десять, из них семь — коммерческих. У Arianespace — четыре пуска (из которых один — на низкую орбиту).
2012 год — всего пусков «Протона» — 12, из них восемь — коммерческих (включая «Ямал», который был через ILS). У Arianespace — семь (один — на низкую орбиту).
2011 год — всего пусков «Протона» — девять, из них пять — коммерческих. У Arianespace — пять (из которых один — на низкую орбиту).
2010 год — всего пусков «Протона» — 12, из них восемь — коммерческих. У Arianespace — шесть.
Однако недавно компания Arianespace назвала себя лидером этого рынка...
Если взглянуть на статистику последних нескольких лет, то по количеству коммерческих пусков «Протон» постоянно превосходит Arianespace. Однако Arianespace одним запуском выводят на низкую орбиту не по одному космическому аппарату, а по несколько. Поэтому Arianespace мог опередить «Протон» по массе выводимой полезной нагрузки на орбиту.
Например, в 2011 году у них по массе было выведено больше, чем «Протоном». Но по количеству запусков в год «Протон» в своем классе тяжелых ракет-носителей всегда первый. Когда Arianespace заявляет о 60 процентах мирового рынка коммерческих запусков, они, видимо, говорят о портфеле заказов, то есть об имеющихся контрактах. По состоянию на сентябрь текущего года у центра Хруничева более десяти контрактов на вывод космических аппаратов «Протоном» в интересах иностранных компаний до 2017 года. При этом Arianespace к уже имевшимся добавил в этом году еще 11. Таким образом по портфелю заказов сейчас у них около 60 процентов рынка, но не по количеству запусков ракет-носителей.
Как долго еще будут использоваться «Протоны»?
Мы предполагаем, что минимум до 2025 года. Понимаем, что «Протон» постепенно будет уходить с рынка и заменяться «Ангарой». Но это вопрос времени, «Ангаре» еще надо набрать статистику. Как часто будет летать «Ангара-А5», как быстро пройдет летные испытания, как быстро мы создадим кислородно-водородный разгонный блок — все это повлияет на срок перехода с «Протона» на «Ангару».
По «Ангаре» интересны две характеристики — коэффициент грузоподъемности (то есть отношение веса полезной нагрузки к стартовой массе полностью заправленной ракеты) и коэффициент конструктивного совершенства (отношение сухой массы ракеты к выводимому полезному грузу). По первому показателю «Ангара» — на самых верхних строчках среди всех мировых изделий этого класса, а по второму — чем меньше сухая масса ракеты, тем более она эффективна при выведении одного и того же полезного груза, и здесь мы — первые среди мировых «тяжеловесов», сравнивая с американскими Atlas V, Delta IV или европейской Ariane 5.
И наш, российский, двигатель первой ступени РД-191 — самый совершенный, такого в мире нет ни у кого. То же самое относится и к двигателю второй ступени (РД-0124).