Новая российская ракета «Союз-5» может прийти на смену средним носителям «Союз-2» и «Зенит», а также тяжелым ракетам «Протон» и «Ангара». В Роскосмосе ожидают, что она станет конкурентом носителю Falcon 9 компании SpaceX, а три или пять ее первых ступеней станут основой для сверхтяжелой ракеты «Энергия», при помощи которой Россия планирует отправить миссию к Луне. О последних планах по созданию «Союза-5» и перспективах нового носителя рассказывает «Лента.ру».
Официально создание ракеты «Союз-5» начнется в 2018 году в рамках опытно-конструкторской работы «Феникс». На эти цели, согласно Федеральной космической программе на 2016-2025 годы, выделено 30 миллиардов рублей. Проектировать «Союз-5» планируется в подмосковной РКК «Энергия» и самарском РКЦ «Прогресс», производить — на «Прогрессе». Ведущие космические предприятия страны давно лоббировали в Роскосмосе проект «Феникс», однако только в 2017 году им удалось подвинуть проекты Центра Хруничева, производителя «Протона» и «Ангары».
В основу работы «Феникса» РКЦ «Прогресс» положил разработки проекта «Русь-М». В 2015 году глава Роскосмоса Игорь Комаров сообщал, что в проекте Федеральной космической программы на 2016-2025 годы работа «Феникса» не значится. В августе того же года генеральный директор РКЦ «Прогресс» Александр Кирилин заявил, что предприятие приступит к разработке ракеты-носителя «Феникс» в 2018 году в инициативном порядке. В декабре стало известно, что «Феникс» сохранили в проекте Федеральной космической программы. Проекту удалось выжить, внятная информация о нем стала появляться только в последнее время.
В перспективе «Союз-5» должен стать главной российской ракетой среднего класса и сменить «королевскую семерку». Именно для этого в 1980-х годах создавались «Зениты», новая ракета должна заменить и их. Базовая версия «Союза-5.1» сможет выводить на низкую круговую орбиту (200 километров) до девяти тонн, в ней предусмотрено в два раза меньше деталей и сборочных единиц, чем в «Союзе-2». По этим характеристикам она также будет конкурентнее средней «Ангары». Из пяти «Союзов-5.1» можно будет собрать сверхтяжелую ракету: один носитель формирует центральный блок, четыре — боковые. Аналогичным образом формируются модификации ракет «Ангара» и Delta IV, а также сверхтяжелая Falcon Heavy.
Изначально в рамках работы «Феникса» предполагалось, что на «Союз-5» установят двигатели, работающие на сжиженном природном газе и жидком кислороде. Сегодня создание таких носителей, которые предположительно назовут «Союз-7», перенесли за 2025 год. «Союз-5» фактически не будет иметь никакого отношения к семейству ракет Р-7, к которому относится «Союз-2», а будет максимально похожа на «Зенит». Двигатель РД-171 первой ступени «Зенитов» (и, согласно планам, «Союза-5» в версии РД-171МВ), работающий на паре кислород-керосин, считается самым мощным в мире жидкостным ракетным двигателем; четыре таких агрегата (в версии РД-170) устанавливались на боковые ускорители советской сверхтяжелой ракеты «Энергия». Продаваемые американцам РД-180 и устанавливаемые на «Ангару» РД-191 — их упрощенные версии.
Фото: Василий Смирнов / Globallookpress.com
На вторую ступень «Зенитов» устанавливались производимые украинским «Южмашем» двигатели РД-120, вместо них на «Союз-5» планируется установить два двухкамерных РД-0124М воронежского «КБ Химавтоматики», четырехкамерные версии РД-0124 стоят на третьей ступени «Союз-2.1б». Новая ракета получит разгонный блок семейства ДМ, такие же устанавливались на «Зениты» (ДМ-SL в рамках проекта «Морской старт» и ДМ-SLБ для «Наземного старта»). Для «Союза-5» холдинг «Российские космические системы» уже разработал универсальную бортовую телеметрическую систему нового поколения, она же будет использоваться на ракетах «Союз-2» и «Ангара», а также кораблях «Союз» и «Прогресс». В РКЦ «Прогресс» заявили, что готовы к производству новой ракеты.
Первый пуск «Союза-5» планируется провести в середине 2022 года с космодрома Байконур, для этого будет модернизирован стартовый комплекс, ранее использовавшийся для «Зенитов». В этом России в рамках проекта «Байтерек» окажет помощь Казахстан. В 2024 году с космодрома Восточный планируется провести запуск «Союза-5» с новым кораблем «Федерация», который в перспективе должен заменить пилотируемый «Союз». Для «Союза-5» могут использоваться модернизированные стартовые столы от «Союза-2» и «Зенита», по этой причине создание соответствующей инфраструктуры дешевле, в перспективе в рамках «Морского старта» также планируется запускать новые ракеты.
Версии «Союза-5» для «Морского старта», Байконура и Восточного будут унифицированы, небольшие отличия обусловлены конструктивными особенностями стартовых столов. В РКК «Энергия» полагают, что силовые агрегаты могут быть адаптированы к «Союзу-5» в течение трех лет, в ЦЭНКИ заявляют, что модернизация стартового стола на Байконуре будет произведена в течение трех-четырех лет, по этим причинам летные испытания новой ракеты могут начаться до 2022 года. Принципиально для создания «Союза-5» остались технические доработки. С новой ракетой, прежде всего из-за ее простоты и дешевизны, в Роскосмосе связывают большие надежды.
Ценовой фактор — главный. Перед создателями «Союза-5» поставлена задача сделать ее конкурентоспособной по сравнению с Falcon 9. Достичь этого планируется за счет снижения стоимости двигателя РД-170МВ (от 35 до 45 процентов от стоимости пуска), удешевления сборки (снижения числа элементов ракеты вдвое), минимизации затрат на опытно-конструкторские работы (используются наработки для ракет «Зенит» и системы «Энергия-Буран») и пусковую инфраструктуру (используются старые стартовые столы).
Тем не менее специалисты еще не определились с окончательным обликом «Союза-5». Во-первых, не исключено, что новая ракета получит двигатель тягой не 740 тонн (как у РД-171), а 1000 тонн, для этого практически не придется менять конструкцию первой ступени носителя. Во-вторых, если на новую ракету будет установлен утяжеленный разгонный блок «Фрегат», что опять не потребует принципиальных конструктивных изменений, а диаметр головного обтекателя увеличен с 4,1 до 5 метров, то она сможет выводить на геопереходную орбиту 6,8 тонны, а на геостационарную — 3,8 тонны. В этом случае отпадет необходимость в тяжелых ракетах «Протон» и, вероятно, в «Ангаре».
Ракета «Протон» на Байконуре
Фото: Пресс-служба Роскосмоса / РИА Новости
Необходимость в последней все больше вызывает сомнения — хотя бы потому, что использование ее для запуска корабля «Федерация» будет дороже, чем на «Союз-5». «Ангара», таким образом, фактически отрезается от пилотируемой космонавтики и коммерческих пусков, в очередной раз превращаясь в дорогой и тупиковый проект. Вероятно, носитель станет резервной ракетой или будет использоваться в редких военных пусках. «Союз-5» также планируется сделать основой и для сверхтяжелой ракеты, ее облегченную версию «Энергия-3» (грузоподъемностью 68-72 тонны), фактически состоящую из трех первых ступеней нового носителя, могут запустить в 2028 году. Старт должен произойти с космодрома Восточный, запускать «Союз-5» и сверхтяжелую ракету планируется с одного и того же стартового стола.
В Роскосмосе уже не исключают, что для пилотируемой экспедиции на Луну, если до этого когда-либо вообще дойдет дело, будут использовать исключительно «Энергию» и «Союз-5»: два пуска первого носителя и один — второго. Ранее космонавтов на спутник Земли планировалось отправлять при помощи пуска четырех тяжелых ракет «Ангара». От последней схемы из-за отказа от возведения второго стартового стола для «Ангары» на Восточном отказались.
Стоимость пуска «Союза-5» Комаров оценивает в 55 миллионов долларов. По мнению главы Роскосмоса, такой ценник должен сделать в 2022 году новый носитель конкурентоспособным на мировом рынке. Насколько реалистичны подобные оценки? В их основу закладывается удешевление стоимости пуска ракеты Falcon 9 на 15-20 процентов к 2022 году, тогда как в действительности старт носителя SpaceX через пять лет скорее всего станет дешевле более чем на 50 процентов (сегодня пуск Falcon 9 оценивается в 62 миллиона долларов).
Последнее связано с многоразовым использованием элементов ракеты Falcon 9. В 2018 году планируется старт ее последней версии Falcon 9 Block 5, первая ступень которой способна выдерживать до десяти запусков. Компания также планирует эксперименты по сохранению второй ступени и головного обтекателя, одна и та же первая ступень ракеты Falcon 9 будет запускаться с интервалом менее суток после использования.
Стоит отметить, что к 2022 году мировой рынок коммерческих пусков наверняка будет отличаться от современного — для этого достаточно посмотреть, как он изменился за последние пять лет. В 2018 году SpaceX планирует занять 60 процентов мирового рынка коммерческих пусков, оставив России долю менее 10 процентов, тогда как в 2010 году страна, наоборот, занимала около 60 процентов рынка. Мировые космические лидеры готовятся к удешевлению пуска ракет и обострению конкуренции в ближайшие несколько лет.
Появятся носители Ariane 6 европейской компании Arianespace и Vulcan американской United Launch Alliance, уже без российского РД-180, устанавливаемого на Atlas V. Эти ракеты вряд ли будут дешевле «Протона» и «Союз-5», однако Ariane 6 будет способен выводить на околоземную орбиту сразу два тяжелых спутника, а Vulcan — фактически новая главная тяжелая ракета США — не останется без государственной поддержки. Стоимость японского среднетяжелого носителя H3 в минимальной конфигурации составит всего 45 миллионов долларов. Первый пуск носителя запланирован на 2020 год, в следующем десятилетии Япония планирует в год запускать в среднем восемь H3.
Однако старые и неповоротливые участники мирового космического рынка, в отличие от новых, вряд ли представляют опасность для России. В частности, в компании Blue Origin, принадлежащей Джеффу Безосу — второму самому богатому человеку в мире, — наверняка займутся демпингом.
И даже если России не удастся занять свое место в новой конфигурации сил, остается только надеяться, что в нашем распоряжении окажется по-настоящему хорошая ракета «Союз-5». В ее основу положены лучшие советские технологии, не зря глава SpaceX Илон Маск еще в 2014 году назвал российско-украинскую ракету «Зенит» лучшим носителем в мире — после Falcon 9. Ракета «Союз-5», если ее создание завершится успехом, окажется твердым середнячком, хотя судьба ее прототипа 30-летней давности действительно могла бы сложиться лучшим образом.