Angara – pierwsza na świecie rakieta modułowa
1 listopada kierownictwo GKNPT im. Chrunicheva poinformowała, że nowa ciężka rakieta nośna Angara A5, pierwsza na świecie rakieta wykonana według zasady modułowej (powstała jako projektant), przeszła kompleksową diagnostykę i jest całkowicie gotowa do startu z kosmodromu Plesieck.
Lekka wersja Angary - A1 (1 moduł, nośność 1,5 tony) została pomyślnie przetestowana w czerwcu tego roku, teraz rakieta z 5 modułami o ładowności 25,8 ton (orbita 200 km). , a Kolejne starty w cyklu testowym planowane są do uruchomienia A7 z obciążeniem 35 ton i A7.2B z 50 tonami. Uwaga ekspertów: jeśli projekt zostanie zrealizowany w zatwierdzonych ramach czasowych, po pierwsze znacznie obniży koszty, uprości i przyspieszy cały program kosmiczny Roskosmosu i Ministerstwa Obrony, a po drugie, w przyszłości będzie mógł przekształcenie całego światowego rynku rakietowego i kosmicznego, ponieważ koszt dostarczenia jednostki ładunku na żadną z wymaganych orbit nie będzie równy.
Podjęto decyzję o znalezieniu zastępstwa dla ciężkich rakiet nośnych rodziny Proton natychmiast po rozpadzie ZSRR. Początkowo cel był jeden – stworzyć pojazd startowy w całości z rosyjskich komponentów, bez jakiejkolwiek współpracy, nawet z najbliższymi sojusznikami w WNP. W tym samym czasie miał też startować tylko z terytorium Rosji - kosmodromu Plesieck. Nikołaj Moisejew, członek komisji wojskowo-przemysłowej przy rządzie Federacji Rosyjskiej, zauważył: „Celem postawionym deweloperom dla krajowego przemysłu rakietowego i kosmicznego było zapewnienie Rosji niezależnego dostępu do przestrzeni kosmicznej. Oznacza to, że przy pomocy tej nowej rakiety, Angary, konieczne jest wycofanie statku kosmicznego, który mogliśmy wcześniej wystrzelić z Bajkonuru, z naszego rodzimego kosmodromu Plesieck. To zadanie zostało postawione przez kierownictwo kraju. Nie oznacza to, że odmawiamy dalszego użytkowania kosmodromu Bajkonur, wciąż jest na niego popyt, nadal jest wykorzystywany do celów cywilnych. Ale muszę powiedzieć, że do tej pory na Bajkonurze nie ma już żadnego personelu wojskowego, całkowicie przeszedł on pod jurysdykcję cywilną”.
Na podstawie decyzji Rady Naukowo-Technicznej Wojskowych Sił Kosmicznych z dnia 3 sierpnia 1992 r. w sprawie „Pojazdy startowe: stan i perspektywy ich modernizacji i rozwoju” oraz dekretu Rządu Federacji Rosyjskiej 15 września 1992 r. ogłoszono konkurs na projekt i budowę ciężkiej klasy SRC (kompleks rakiet kosmicznych). W zawodach wzięło udział RSC Energia im. Akademik S.P. Korolev, GKNPTs im. M. V. Chrunichev i SRC „KB im. Akademik V.P. Makeev, który przedstawił kilka wariantów rakiet nośnych do rozpatrzenia przez specjalnie utworzoną Międzyresortową Komisję Ekspertów. W sierpniu 1994 konkurs wygrał wariant zaproponowany przez GKNPT im. M. V. Chrunichev, który został mianowany głównym deweloperem kompleksu.
Dalszy rozwój projektu został faktycznie zamrożony z powodu chronicznego niedofinansowania branży w latach 90-tych. Aktywną pracę wznowiono dopiero w 2001 roku, kiedy narodził się pierwszy rosyjski program kosmiczny, wyposażony w realne środki finansowe. Jednak nowy zespół projektowy zaproponował rozszerzenie zadania - zaprojektowanie nie tylko całkowicie domowej rakiety i kompleksu wystrzeliwania dla niej, jak brzmiało to w zadaniu, ale także poważne poprawienie jej właściwości użytkowych, tj. stworzyć przewoźnika, który zwycięży w trudnej konkurencji na dynamicznie rozwijającym się rynku globalnym. Chociaż początkowo Angara była przeznaczona wyłącznie na potrzeby wojskowe. W tym celu konieczne było przede wszystkim rozwiązanie dwóch podstawowych problemów: lżejsza konstrukcja rakiety oraz zmniejszenie nakładów inwestycyjnych – zarówno rozruchowych, jak i operacyjnych.
Projektanci poszli prostą drogą – unifikacją technologii. Zaproponowali wykonanie rakiety uniwersalnej pod względem nośności w postaci projektanta, którą można szybko zmontować w zależności od wykonywanych zadań, przetransportować bez użycia drogich energochłonnych systemów i zamontować na kompleksie startowym w kwestia minut. Jednocześnie kompleks startowy, który zwykle pochłania do 40% inwestycji, powinien być tylko jeden dla wszystkich kategorii rakiet rodziny. Chociaż dla każdej klasy pocisków na świecie stosuje się osobno zaprojektowaną wyrzutnię. A to już oszczędza około 30% całkowitego budżetu na rozwój i produkcję oraz około 24% - na koszty operacyjne. „Tak naprawdę w tym projekcie, tworząc dwa podstawowe moduły, otrzymujemy całą gamę lekkich, średnich i ciężkich pocisków – Angara-1, Angara-3 i Angara-5. Zawsze dla pocisków klasy lekkiej, średniej lub ciężkiej - czasami jest jedna wyrzutnia dla klas lekkich i średnich, ale dla całego zakresu ładunków i całej gamy projektów klasy lekkiej, średniej i ciężkiej do wystrzelenia z jednej wyrzutni - to nie jest . Zmniejsza to koszt projektu w tym sensie, że nie jest konieczne budowanie trzech oddzielnych wyrzutni” – zauważył Moiseev.
Ponadto przydała się szybko rozwijająca się w kraju nauka o materiałach kompozytowych – około 36% części rakiet wykonano z materiałów kompozytowych trzeciej generacji, co zmniejszyło całkowity ciężar właściwy całego układu o 12,3%. Ten sukces z kolei pozwolił pomyśleć o czystości środowiska – rakieta została stworzona do pracy na czystym paliwie – nafcie, której utleniaczem jest tlen. Wcześniej wszystkie ciężkie rakiety latały tylko na toksycznym heptylu. Według tego wskaźnika Rosja tylko nadrabia zaległości – dziś na świecie są już „czyste” rakiety kosmiczne – europejska Ariane-5 i amerykańska Falcon-9, ale wyraźnie pozostają w tyle za Angarą pod względem kosztów startu i ogólnego zdolność inwestycyjna. Ponadto żaden z nich nie jest w stanie podnieść takiej masy ładunku w kosmos. Najnowsza wersja Falcona 9 v1.1 umieszcza 13,1 tony na niskiej orbicie referencyjnej (LEO) i 4,8 tony na orbicie geotranzycyjnej (GTO). Europejska Ariane-5 najnowszej modyfikacji - maksymalnie 6,3 na GPO. „Angara-5” w grudniu tego roku podniesie 25,8 ton na 200 km (6,6 w GPO), po dodaniu do „projektanta” 2 kolejnych uniwersalnych modułów rakietowych (URM) wiosną 2015 roku dostarczy 35 ton (12,5, 2016 w GPO, rakieta jest już w trakcie montażu) i ustanowi rekord świata, a w 50 r. Ministerstwo Obrony wystrzeli ją z 19 tonami (XNUMX ton w GPO).
Pod względem wielkości inwestycji Angara również przewyższała wszystkich swoich konkurentów. Amerykańska firma wydała już na program Falcon-9 ponad 5,2 mld dolarów, łączna kwota na projekt sięga 7,5 mld, budżet europejskiej agencji kosmicznej dla Ariane przekroczył 3,2 mld euro, łączna inwestycja planowana jest na 5,8 miliardów euro. Z kolei Angara kosztowała rosyjski budżet 96 mld rubli, czyli nawet przy starym kursie jest to 3,2 miliarda dolarów. Minimalna cena za kilogram ładunku dla Falcona wynosi 4 USD za kilogram dla LEO i 9,5 USD za GPO. Inne projekty kosmiczne nie są nawet warte rozważenia, bo europejska rakieta przegrywa z amerykańską o 12%, z czego publicznie dumny jest szef SpaceX, a chińska „ciężka” rakieta CZ-11 istnieje na razie tylko w słowach. Koszt dostawy 1 kg z Angarą to tylko 2,4 tys. dolarów dla LEO i 4,6 tys. dla GPO. Eksperci uważają, że przynajmniej za dziesięć lat – od 2018 r., kiedy nowy pojazd startowy zostanie wprowadzony do serii, a do 2027 r. będzie absolutnym liderem na rynku kosmicznych ciężarówek z niskimi kosztami obsługi, które są nieosiągalne dla zawodników.
Jeszcze bardziej wartościowe jest to, że podstawowa konstrukcja technologii Angary przewiduje jej zastosowanie w wersji załogowej, którą można nazwać przełomami w światowej kosmonautyce. Statki załogowe zawsze były projektowane jako osobne projekty według zupełnie innych, niekompatybilnych z ciężarówkami standardów. Roskosmos planuje rozpocząć praktyczną realizację startów rakietowych z zespołem kosmonautów od 2018 roku, w porównaniu z Sojuzami, które pełnią tę funkcję od dziesięcioleci, dostawa i powrót ludzi na ISS będą tańsze o 25- 30%, czyli około 10 milionów dolarów na każdego „walkera”. W 2019 roku Angara powinna polecieć na Księżyc, a w 2022 – na Marsa. To prawda, że nie są to jeszcze zatwierdzone plany, ale perspektywy techniczne, które są już uwzględnione w projekcie. „Dzisiaj był przygotowywany do Plesiecka jako ciężarówka, ale teraz wydano instrukcje i pracuje się nad kwestią, że problem załogowego startu zostanie również rozwiązany w Vostochny. Ponieważ wszystko jest po to. Istnieją procedury związane z koniecznością kwalifikacji lotniczej, odpowiedzialność jest znacznie wyższa, więc istnieją procedury, dzięki którym rakieta otrzymuje kwalifikację lotniczą do startów załogowych. A po pierwsze, powinien działać w wersji cargo.”
Lekka wersja Angary - A1 (1 moduł, nośność 1,5 tony) została pomyślnie przetestowana w czerwcu tego roku, teraz rakieta z 5 modułami o ładowności 25,8 ton (orbita 200 km). , a Kolejne starty w cyklu testowym planowane są do uruchomienia A7 z obciążeniem 35 ton i A7.2B z 50 tonami. Uwaga ekspertów: jeśli projekt zostanie zrealizowany w zatwierdzonych ramach czasowych, po pierwsze znacznie obniży koszty, uprości i przyspieszy cały program kosmiczny Roskosmosu i Ministerstwa Obrony, a po drugie, w przyszłości będzie mógł przekształcenie całego światowego rynku rakietowego i kosmicznego, ponieważ koszt dostarczenia jednostki ładunku na żadną z wymaganych orbit nie będzie równy.
Podjęto decyzję o znalezieniu zastępstwa dla ciężkich rakiet nośnych rodziny Proton natychmiast po rozpadzie ZSRR. Początkowo cel był jeden – stworzyć pojazd startowy w całości z rosyjskich komponentów, bez jakiejkolwiek współpracy, nawet z najbliższymi sojusznikami w WNP. W tym samym czasie miał też startować tylko z terytorium Rosji - kosmodromu Plesieck. Nikołaj Moisejew, członek komisji wojskowo-przemysłowej przy rządzie Federacji Rosyjskiej, zauważył: „Celem postawionym deweloperom dla krajowego przemysłu rakietowego i kosmicznego było zapewnienie Rosji niezależnego dostępu do przestrzeni kosmicznej. Oznacza to, że przy pomocy tej nowej rakiety, Angary, konieczne jest wycofanie statku kosmicznego, który mogliśmy wcześniej wystrzelić z Bajkonuru, z naszego rodzimego kosmodromu Plesieck. To zadanie zostało postawione przez kierownictwo kraju. Nie oznacza to, że odmawiamy dalszego użytkowania kosmodromu Bajkonur, wciąż jest na niego popyt, nadal jest wykorzystywany do celów cywilnych. Ale muszę powiedzieć, że do tej pory na Bajkonurze nie ma już żadnego personelu wojskowego, całkowicie przeszedł on pod jurysdykcję cywilną”.
Na podstawie decyzji Rady Naukowo-Technicznej Wojskowych Sił Kosmicznych z dnia 3 sierpnia 1992 r. w sprawie „Pojazdy startowe: stan i perspektywy ich modernizacji i rozwoju” oraz dekretu Rządu Federacji Rosyjskiej 15 września 1992 r. ogłoszono konkurs na projekt i budowę ciężkiej klasy SRC (kompleks rakiet kosmicznych). W zawodach wzięło udział RSC Energia im. Akademik S.P. Korolev, GKNPTs im. M. V. Chrunichev i SRC „KB im. Akademik V.P. Makeev, który przedstawił kilka wariantów rakiet nośnych do rozpatrzenia przez specjalnie utworzoną Międzyresortową Komisję Ekspertów. W sierpniu 1994 konkurs wygrał wariant zaproponowany przez GKNPT im. M. V. Chrunichev, który został mianowany głównym deweloperem kompleksu.
Dalszy rozwój projektu został faktycznie zamrożony z powodu chronicznego niedofinansowania branży w latach 90-tych. Aktywną pracę wznowiono dopiero w 2001 roku, kiedy narodził się pierwszy rosyjski program kosmiczny, wyposażony w realne środki finansowe. Jednak nowy zespół projektowy zaproponował rozszerzenie zadania - zaprojektowanie nie tylko całkowicie domowej rakiety i kompleksu wystrzeliwania dla niej, jak brzmiało to w zadaniu, ale także poważne poprawienie jej właściwości użytkowych, tj. stworzyć przewoźnika, który zwycięży w trudnej konkurencji na dynamicznie rozwijającym się rynku globalnym. Chociaż początkowo Angara była przeznaczona wyłącznie na potrzeby wojskowe. W tym celu konieczne było przede wszystkim rozwiązanie dwóch podstawowych problemów: lżejsza konstrukcja rakiety oraz zmniejszenie nakładów inwestycyjnych – zarówno rozruchowych, jak i operacyjnych.
Projektanci poszli prostą drogą – unifikacją technologii. Zaproponowali wykonanie rakiety uniwersalnej pod względem nośności w postaci projektanta, którą można szybko zmontować w zależności od wykonywanych zadań, przetransportować bez użycia drogich energochłonnych systemów i zamontować na kompleksie startowym w kwestia minut. Jednocześnie kompleks startowy, który zwykle pochłania do 40% inwestycji, powinien być tylko jeden dla wszystkich kategorii rakiet rodziny. Chociaż dla każdej klasy pocisków na świecie stosuje się osobno zaprojektowaną wyrzutnię. A to już oszczędza około 30% całkowitego budżetu na rozwój i produkcję oraz około 24% - na koszty operacyjne. „Tak naprawdę w tym projekcie, tworząc dwa podstawowe moduły, otrzymujemy całą gamę lekkich, średnich i ciężkich pocisków – Angara-1, Angara-3 i Angara-5. Zawsze dla pocisków klasy lekkiej, średniej lub ciężkiej - czasami jest jedna wyrzutnia dla klas lekkich i średnich, ale dla całego zakresu ładunków i całej gamy projektów klasy lekkiej, średniej i ciężkiej do wystrzelenia z jednej wyrzutni - to nie jest . Zmniejsza to koszt projektu w tym sensie, że nie jest konieczne budowanie trzech oddzielnych wyrzutni” – zauważył Moiseev.
Ponadto przydała się szybko rozwijająca się w kraju nauka o materiałach kompozytowych – około 36% części rakiet wykonano z materiałów kompozytowych trzeciej generacji, co zmniejszyło całkowity ciężar właściwy całego układu o 12,3%. Ten sukces z kolei pozwolił pomyśleć o czystości środowiska – rakieta została stworzona do pracy na czystym paliwie – nafcie, której utleniaczem jest tlen. Wcześniej wszystkie ciężkie rakiety latały tylko na toksycznym heptylu. Według tego wskaźnika Rosja tylko nadrabia zaległości – dziś na świecie są już „czyste” rakiety kosmiczne – europejska Ariane-5 i amerykańska Falcon-9, ale wyraźnie pozostają w tyle za Angarą pod względem kosztów startu i ogólnego zdolność inwestycyjna. Ponadto żaden z nich nie jest w stanie podnieść takiej masy ładunku w kosmos. Najnowsza wersja Falcona 9 v1.1 umieszcza 13,1 tony na niskiej orbicie referencyjnej (LEO) i 4,8 tony na orbicie geotranzycyjnej (GTO). Europejska Ariane-5 najnowszej modyfikacji - maksymalnie 6,3 na GPO. „Angara-5” w grudniu tego roku podniesie 25,8 ton na 200 km (6,6 w GPO), po dodaniu do „projektanta” 2 kolejnych uniwersalnych modułów rakietowych (URM) wiosną 2015 roku dostarczy 35 ton (12,5, 2016 w GPO, rakieta jest już w trakcie montażu) i ustanowi rekord świata, a w 50 r. Ministerstwo Obrony wystrzeli ją z 19 tonami (XNUMX ton w GPO).
Pod względem wielkości inwestycji Angara również przewyższała wszystkich swoich konkurentów. Amerykańska firma wydała już na program Falcon-9 ponad 5,2 mld dolarów, łączna kwota na projekt sięga 7,5 mld, budżet europejskiej agencji kosmicznej dla Ariane przekroczył 3,2 mld euro, łączna inwestycja planowana jest na 5,8 miliardów euro. Z kolei Angara kosztowała rosyjski budżet 96 mld rubli, czyli nawet przy starym kursie jest to 3,2 miliarda dolarów. Minimalna cena za kilogram ładunku dla Falcona wynosi 4 USD za kilogram dla LEO i 9,5 USD za GPO. Inne projekty kosmiczne nie są nawet warte rozważenia, bo europejska rakieta przegrywa z amerykańską o 12%, z czego publicznie dumny jest szef SpaceX, a chińska „ciężka” rakieta CZ-11 istnieje na razie tylko w słowach. Koszt dostawy 1 kg z Angarą to tylko 2,4 tys. dolarów dla LEO i 4,6 tys. dla GPO. Eksperci uważają, że przynajmniej za dziesięć lat – od 2018 r., kiedy nowy pojazd startowy zostanie wprowadzony do serii, a do 2027 r. będzie absolutnym liderem na rynku kosmicznych ciężarówek z niskimi kosztami obsługi, które są nieosiągalne dla zawodników.
Jeszcze bardziej wartościowe jest to, że podstawowa konstrukcja technologii Angary przewiduje jej zastosowanie w wersji załogowej, którą można nazwać przełomami w światowej kosmonautyce. Statki załogowe zawsze były projektowane jako osobne projekty według zupełnie innych, niekompatybilnych z ciężarówkami standardów. Roskosmos planuje rozpocząć praktyczną realizację startów rakietowych z zespołem kosmonautów od 2018 roku, w porównaniu z Sojuzami, które pełnią tę funkcję od dziesięcioleci, dostawa i powrót ludzi na ISS będą tańsze o 25- 30%, czyli około 10 milionów dolarów na każdego „walkera”. W 2019 roku Angara powinna polecieć na Księżyc, a w 2022 – na Marsa. To prawda, że nie są to jeszcze zatwierdzone plany, ale perspektywy techniczne, które są już uwzględnione w projekcie. „Dzisiaj był przygotowywany do Plesiecka jako ciężarówka, ale teraz wydano instrukcje i pracuje się nad kwestią, że problem załogowego startu zostanie również rozwiązany w Vostochny. Ponieważ wszystko jest po to. Istnieją procedury związane z koniecznością kwalifikacji lotniczej, odpowiedzialność jest znacznie wyższa, więc istnieją procedury, dzięki którym rakieta otrzymuje kwalifikację lotniczą do startów załogowych. A po pierwsze, powinien działać w wersji cargo.”
informacja