Не спешите хоронить "Ангару", "Восточный" и Роскосмос

9 июня исполняется год, как не летает «Протон», в то время как в Новой Зеландии стартовала новая частная ракета с широким использованием новых технологий, а в США показали гигантский самолет для запуска космических ракет методом воздушного старта. SpaceX провела испытания ступеней Falcon Heavy перед намеченным на конец лета первым пуском, а на «Восточном» отменили пилотируемый вариант ракеты «Ангара». Если не случится очередной аварии (а надеяться на неудачу конкурента глупо), одна частная компания SpaceX имеет шансы сделать в 2017 году больше пусков, чем весь Роскосмос. Из такой подборки фактов при желании можно сделать отличную агитку «все пропало, „Ангаре“ конец, „Восточному“ конец, и всей российской космонавтике тоже конец». Но, если задуматься, ситуация сложнее и интересней плакатного лозунга.

Небольшое предисловие

Новость об отмене пилотируемой «Ангары» на «Восточном» вызвала большое количество комментариев. Об этом писали журналисты, популяризаторы, работники отрасли (раз, два, три, четыре, пять, шесть, семь). С таким изобилием мнений я даже было подумывал не высказывать свое, но, во-первых, несколько человек прямо просили написать об этом, и во-вторых, не со всеми комментариями выше я согласен.

Мечты об идеальной ракете на фоне битвы гигантов

Было бы хорошо иметь идеальную ракету-носитель. Чтобы она была универсальной, могла выводить и легкие, и тяжелые спутники, в специальной модификации на ней было бы возможно слетать к Луне, и при этом она бы еще и стоила копейки. Эту задачу пока никто не решил, поэтому неизвестно, какие характеристики должна иметь такая ракета и по какой идеологии строиться. В то же время, у каждого носителя есть компания-производитель, которая стремится лоббировать свои интересы и доказать, что именно ее решение — самое лучшее. Нелегкая судьба «Ангары» станет понятней, если держать в голове эти два фактора.

Идея «Ангары» появилась в 90-е годы, когда после распада СССР Байконур внезапно оказался на территории другого государства. Казахстан мог помешать запускать российские спутники, поэтому появилась необходимость в новой тяжелой ракете, стартующей со своей территории (переводить на новое место «Протон» нерационально по экологическим соображениям). В «Плесецке» был неиспользуемый старт «Зенита», а в бюджете не было денег, поэтому первый вариант «Ангары» разрабатывался под существующий старт и из-за этого вынужденно был очень оригинальной конструкции с боковыми сбрасываемыми баками. Но из-за отсутствия средств изначальный проект не реализовали, и появилась возможность его изменить. По новой идее ракета должна была стать модульной и собираться из одинаковых блоков — универсальных ракетных модулей УРМ. С одним блоком ее грузоподъемность составила бы 2 или 3,8 тонны, и она бы заменила «Космос-3М», который последний раз стартовал в 2013 и легкие конверсионные ракеты. С тремя УРМ в космос можно было бы вывести 15 тонн, и эта ракета смогла бы заменить «Зенит», уже тогда испытывавший проблемы из-за разорванного на две страны производства. С 5 блоками и 25 тоннами на низкую околоземную орбиту получилась бы замена «Протона». А самый тяжелый вариант с 7 блоками мог бы вывести 36 тонн на низкую орбиту, и несколькими пусками можно было бы собрать «поезд» до Луны. А благодаря тому, что универсальные модули производились бы серийно, они должны были быть дешевыми.



Схема оказалась не без недостатков. Из-за другого расположения боковых блоков вариант А7 требовал отдельного стартового комплекса или переходного блока, аналогичного «Блоку Я» у РН «Энергия». А из-за того, что был выбран небольшой размер УРМ, максимальная грузоподъемность «конструктора» получилась сравнительно небольшой. За это «Ангару» ругали энтузиасты сверхтяжелых ракет и экспедиции на Луну.

Ожидаемая масса корабля «Федерация» составляет от 12 до 16 тонн в разных вариантах, и было бы логично выводить его на трехблочном варианте А3. Но туда «Федерация» по каким-то причинам не поместилась, и под пилотируемую версию стали адаптировать вариант А5, который в версии А5П должен был иметь грузоподъемность в районе 18 тонн. В то же время из-за несовместимости старта пропал вариант А7. Вместо него возникла идея создать большую водородную третью ступень и установить ее на пятиблочный вариант. Водородная А5В должна была иметь грузоподъемность в районе тех же 35 тонн, что и полностью кислородно-керосиновый А7.

В нулевых годах у «Ангары» Центра им. Хруничева был конкурент — ракета-носитель «Русь-М» от самарского «ЦСКБ-Прогресс». Ракета строилась по такой же схеме, но размер УРМ был побольше, и одноблочный вариант мог поднять на орбиту 6,5 тонн, а самый тяжелый пятиблочный — 50 тонн.



Тогда «ЦСКБ-Прогресс» проиграло, и в 2011 году «Русь-М» официально закрыли. К началу 2010-х получилась неидеальная, но достаточно стройная схема — «Протон» к 2025 году меняется на А5, легкие ракеты переходят на А1, А3 оказался невостребованным, а чтобы в отдаленной перспективе отправиться на Луну, нужно будет собирать корабль, лунный модуль и разгонные блоки четырьмя пусками тяжелой «Ангары», которая будет стартовать с «Восточного», в том числе и в пилотируемом варианте. Увы, со временем стройность схемы нарушилась.

Крадущийся «Феникс», затаившийся «Протон», воскресший «Зенит»

В конце 2013 года, за шесть месяцев до первого пуска «Ангары» А1, полетел ее прямой конкурент — «Союз-2.1в». После успешного дебюта легкой и тяжелой «Ангары» в 2014 году, новых пусков не было уже два с лишним года, и из-за того, что перенос производства в Омск все никак не закончится, в апреле этого года появилась новость, что следующий пуск «Ангары» перенесли на 2018. У Центра им. Хруничева обнаружились серьезнейшие проблемы, да и конкуренты не зевали — из-за истории с неправильным припоем Воронежский механический завод, который делал двигатели, передали от Центра им. Хруничева в НПО «Энергомаш», дочернюю структуру РКК «Энергия». Параллельно выяснилось, что государственные космические агентства и частные компании массово стали заниматься сверхтяжелыми ракетами. А из «Ангары» сверхтяжелая ракета, напоминаю, не получалась вообще никак. «Старичок» «Протон», формально все еще обреченный закрыться в 2025, решил напоследок обзавестись облегченной и удешевленной версией. Отдел коммерческих космических перевозок Федерального управления гражданской авиации США посчитал, что один пуск тяжелой «Ангары» будет стоить $100 миллионов в сравнении с 65 «Протона» и 61,2 Falcon 9. Компания S7 купила «Морской старт», для которого нужна ракета «Зенит» (фактически закрытая) или аналог. И тут самое время было появиться ракете «Феникс», она же «Сункар», она же с недавних пор «Союз-5», которую разрабатывали минимум с 2015 года, только на это мало кто обращал внимание. А самая свежая вишенка на торте — пресс-служба компании «Южмаш» заявила, что уже заключен контракт на производство 12 «Зенитов» для S7 при том, что по словам главы Роскосмоса Игоря Комарова на прошедшем на днях Петербургском международном экономическом форуме «Морской старт» будет работать с «Союзом-5». Неудивительно, что на фоне таких новостей аналитика и прогнозы встают дыбом, а вместо движения в одном направлении у российской космонавтики оказывается сразу множество вариантов.

Рано паниковать

Что можно сказать о решении об отмене пилотируемой «Ангары» А5П? Прежде всего, «Ангару» в целом пока никто не собирается хоронить. Она теряет монополию единственной ракеты на будущее, но это не страшно.

Да, вместо четырех стартовых комплексов будет два, но с «Восточного» «Ангара» не исчезает, и по заявлению Дмитрия Рогозина отправится в полет в 2021 году. Далее, не придется выбрасывать деньги, ломая то, что уже успели бы сделать по этому направлению. Похоже, что хитроумная РКК «Энергия» втихую разрабатывала «Федерацию» под «Феникс», так что в ее проекте переделки будут минимальны (если будут вообще). Ну и, наконец, на Байконуре действительно есть стартовые позиции РН «Зенит» с башнями обслуживания, которые были построены под пилотируемый вариант «Зенита» с кораблем «Заря».





Да, конечно, их нужно будет дорабатывать под новую ракету, но это действительно должно обойтись дешевле, чем строить с нуля большой старт с двумя башнями под пилотируемую «Ангару».

Немного о «Восточном»

В конце апреля прошлого года я с цифрами и схемами рассказывал, зачем нам нужен космодром «Восточный». Если очень коротко — это аналог Байконура для запусков на геостационарную орбиту со своей территории. Кроме этого его задача похожа на стратегическую концепцию fleet-in-being, когда одним только своим существованием он показывает, что Россию нельзя шантажировать доступом к Байконуру. «Восточный» наверняка повлиял на сегодняшнее улучшение отношений с Казахстаном в космической сфере. Но отношения между странами меняются, и иметь альтернативу, даже если с нее не будут ничего запускать, очень полезно. А пуски с «Восточного» будут, уже на конец 2017 запланированы два, потом — больше. «Плесецк» и Байконур вполне могут работать вместе, при том, что, например, на полярную орбиту спутники выводят с обоих космодромов, так что и на три космодрома работы хватит. Новая удобная башня обслуживания на «Восточном» является серьезным аргументом за переезд туда как минимум части спутников, а стартовые комплексы Байконура будут продолжать запускать «Союзы» и «Прогрессы» к МКС.

«Морской старт»

Когда «Ангара» была основной ракетой на будущее, новость о возможном ее размещении на «Морском старте» была достаточно интересной. Сегодня же возникает другая интрига — сможет ли возродиться «Зенит», и как он будет конкурировать с «Союзом-5» через пять лет. При этом не стоит забывать, что первая попытка организовать пуски с «Морского старта» закончилась банкротством. Я восхищен увлечением космосом генерального директора «S7 Group» Владислава Филёва, и честно желаю ему всяческого успеха, но необходимо понимать, что космос — штука сложная, очень трудная для извлечения прибыли, и на единицы успешных частных компаний были десятки тех, кому повезло меньше.

«Союз-5»

Эскизный проект «Союза-5» будет выпущен только в этом году, тем не менее, уже сейчас можно найти вот такую картинку неизвестного авторства.



Будет очень интересно посмотреть, насколько будут отличаться итоговые цифры. «Зенит», «Союз-5» и Falcon-9 — братья-близнецы по конструкции, и их можно сравнивать практически напрямую. И если характеристики на иллюстрации реальны, то это будет очень плохой новостью. Мю ПН (отношение полезной нагрузки к начальной массе) показывает массовое совершенство ракеты-носителя. И меньшая мю ПН с лучшими кислородно-керосиновыми двигателями будет означать серьезную деградацию наших конструкторской и производственной школ.

Дороги, дороги

Я попытался представить возможные варианты будущего, которые могут ждать российскую космонавтику.

Сценарий первый: «Все идет по плану».

Необходимые условия:

1. Удается наладить производство «Ангары» на заводе в Омске. Вероятность этого очень велика, но, поскольку это событие еще не наступило, не стопроцентна.
2. «Ангара» оказывается экономически эффективной. Реальную стоимость пуска варианта А5, пока они не стали регулярными, можно только предполагать, и оценка в $100 миллионов легко может оказаться ошибочной.

Результаты:

В течение 2018-2025 годов летает все меньше «Протонов» и все больше ракет «Ангара А5». Появившийся в 2022 году «Союз-5» не является прямым конкурентом тяжелой «Ангаре». С 17 тоннами на низкую орбиту, с Байконура на геопереходную он выведет тонны 4, при том, что «Ангара» с «Восточного» может вывести 25 т на низкую орбиту и в районе 7 тонн на геопереходную («Протон» вывел 6,45 т в 2016 году). «Союз-5» выводит на низкую орбиту «Федерацию», которая вполне может успеть застать МКС, особенно если ее продлят дальше 2024 года. Во второй половине 20-х годов на базе «Союза-5» собирают сверхтяжелую ракету из трех блоков, для которой нужно будет строить отдельный старт. На ней можно будет отправиться в облет Луны одним пуском или высадиться на Луну в два пуска. Либо, если проект сверхтяжелой ракеты не реализуется (это очень большие деньги при отсутствии коммерческих полезных нагрузок), можно собрать лунный облетный или посадочный корабль за 2 (облет) или 4 (высадка) пуска «Союза-5» и «Ангары».

Сценарий второй: «Российская Дельта-4».

Необходимые условия:

1. «Ангара» оказывается неспособной конкурировать за коммерческие полезные нагрузки.

Результаты:

«Ангара» становится ракетой, которая нужна только военным. Реже пяти раз в год (а, скорее, один-два), она выводит военные спутники. В таком виде у нее нет будущего, и в 2020-х годах она так или иначе прекратит существовать. Здесь главными вопросами становятся конкурентоспособность «Протона» и «Союза-5». Если у «Протона» не получается конкурировать, то крайне печальным становится будущее всего Центра им. Хруничева. У ЦСКБ «Прогресс» никуда не исчезают уже летающие «Союзы-2», так что их положение лучше даже в случае
неудачи «Союза-5». В случае же успеха «Союза-5», он может стать одной из основных ракет-носителей второй четверти 21 века в России, выводя космонавтов и полезные нагрузки с Байконура и «Морского старта».

Сценарий третий: «Стагнация».

Необходимые условия:

1. Сроки программ «Ангара» и «Феникс» постоянно сдвигаются вправо или же начинается чехарда разных проектов. В «Плесецке» тихо ржавеет построенный стартовый стол, на «Восточном» так же ржавеет долгострой.

В результате 2024 год (последний договорной год эксплуатации МКС) российская космонавтика встречает теми же «Протонами» и «Союзами-2», которые летают сейчас. Ситуация не катастрофическая, но очень неприятная — другие страны и частные компании не будут стоять на месте, за коммерческие запуски на международном рынке конкурировать будет все сложнее, и в итоге российская космонавтика сильно сожмется в размерах до уровня региональной державы с прагматичной беспилотной космонавтикой только для себя.

К какому из сценариев окажется ближе реальное будущее, мы сможем узнать только через несколько лет.

Что касается сравнительных новостей, с которых начиналась публикация, в ближайшее время поводы порадоваться будут только небольшие. Например, «Протон» должен будет вернуться к полетам 8 июня, так что годовщину без пусков мы скорее всего не отметим, а 14 июля попутной нагрузкой с «Канопус-В-ИК» должен будет наконец отправиться в космос сделанный энтузиастами спутник «Маяк».