/Поглед.инфо/ Второто изстрелване на тежката ракета Ангара-А5 от космодрума „Плесецк“ на 14 декември се превърна в събитие в космическия живот на Русия. "Тя лети, по дяволите !!!" кресна Дмитрий Рогозин, ръководителят на Роскосмос, емоционално коментирайки старта на „Ангара“ в своя „Туитър“. Защо на пръв поглед обикновеното изстрелване на Ангара предизвика толкова бурна реакция?
Ситуацията с тежките ракети по целия свят може да се опише с искрената фраза: „при тях е трудно и скъпо, но без тях, изобщо нищо“. Това се дължи на факта, че бумът с миниатюризацията на околоземни спътници за различни цели, наблюдаван почти през второто десетилетие, който предизвика точно същото вълнение при създаването и изстрелването на леки и свръхлеки ракети, по никакъв начин не повлия на две други сфери на човешката космическа дейност. А именно - геостационарна орбита и дълбок космос.
Тежка и мощна
За присъствие в неподвижна орбита и в дълбокия космос са необходими достатъчно тежки носители. В крайна сметка тези спътници и изследователски станции работят от дълъг период от време и обикновено полезната им маса и обем се изписват буквално „в грамове и сантиметри“. Всеки компонент е уникален и е проектиран да издържи много години.
Този нежен подход е свързан с друга характеристика. За да се поставят космически кораби в геостационарна орбита или по траектория на полета до Луната и други планети от Слънчевата система, са необходими тежки горни етапи, оборудвани със значителен запас от гориво за ускорение или маневриране. В резултат на това самото устройство може да представлява само 25-50% от теглото на полезния товар, а останалата половина или дори три четвърти от товара на ракетата е заета от горната степен и нейното гориво.
Това е прост факт: за да се осигури постоянно присъствие в геостационарната орбита и за изследване на дълбокия космос, са необходими тежки ракети. Очевидната алтернатива на скачване в орбита и многократно изстрелване на леки ракети в никакъв случай не е по-добра.
Първо, всички маневри за пресрещане и скачване също изискват гориво. На второ място, продължителността на живота на космически кораб в ниска орбита е само няколко седмици или дори дни, което прави стартовата инфраструктура много сложна, например, като се конструират две стартови площадки вместо една. И накрая, на трето място, надеждността на схемата за многократно стартиране спада почти експоненциално с броя на стартиранията.
В резултат на това всички космически сили използват тежки и свръхтежки ракети за тези задачи. В САЩ те вече летят „Фалкън“-9 и „Делта-4“ и свръхтежкият СЛС, който се очаква за първото изстрелване през 2021 година. Китай разполага с вече тествания и експлоатиращ носител „Чанжен-5“, с помощта на който наскоро беше пусната на Луната първата китайска станция за вземане на проби от лунната почва „Чатнге-5" и планира да създаде свръхтежка ракета „Чанжен-9“.
Но след 2025 г. Русия щеше да попадне в напълно неприемлива ситуация. Носителят „Протон“, разработен през 60-те години на миналия век, продължава да бъде основната руска тежка ракета, която е претърпяла многократна модернизация през това време. Всички подобрения обаче не можаха да премахнат основния недостатък на „Протон“ - неговите токсични горивни пари, асиметричен диметилхидразин и азотен тетроксид. Това гориво силно ограничи обхвата на „Протон“ и направи някои изстрелвания, по-специално пилотирани, просто невъзможни.
В резултат на това през декември 2019 г. беше решено да се спре производството на двигатели за първия етап на „Протон“, в резултат на което Русия можеше да използва съществуващия резерв само за 13 изстрелвания до 2025 г. След това страната ни просто нямаше нова тежка ракета, която да замени „Протон“.
От това става ясна емоционалната реакция на Рогозин. Наистина, по дяволите, добре, че е летяла!
Дори „Ангара“ няма да е достатъчна
Разбира се, струва си да си пожелаем останалите изстрелвания на тежката „Ангара-А5“ да преминат безпроблемно. Полетните тестове на ракетата, които включват шест изстрелвания, са планирани да приключат през 2021–2022 г. - така че през следващите две години ще видим изстрелването на Ангара-А5 още четири пъти.
В допълнение към „Плесецк“, новата „Ангара“ все още не е овладяла космодрума „Восточен“. Факт е, че „Плесецк“ е добър за изстрелване на спътници в полярни, но за изстрелвания в геостационарна орбита, която се намира в екваториалната равнина на нашата планета, въртенето на Земята, напротив, помага, така че в този случай е по-добре да има космодрум толкова далеч на юг и по-близо до екватора. Ето защо се изгражда втората стартова площадка за "Ангара-А5", вече на Изток.
В допълнение, Роскосмос все пак ще трябва да адаптира новия космически кораб "Орел", разработен днес за Ангара. Планира се тези работи да приключат до април 2021 г., след което ще може да се говори за възможността за връщане към пилотирани полети до Луната. В края на краищата, основната функция на "Орела" трябва да бъде лунната програма, въпреки че този кораб също ще може да изпълнява мисии за снабдяване на МКС, поверени днес на "Союз", които се изстрелват на едноименните ракети от среден клас. Първото тестово изстрелване на „Орел“ на „Ангара-А5“ се очаква в края на 2023 г., вече от новата стартова площадка на космодрума „Посочен“. В случай на успех, се планира безпилотен полет за 2024 г., а пилотиран полет на Орела до МКС през 2025 г.
Ситуацията с новата лунна пилотирана програма в Русия обаче не изглежда толкова розова и еднозначна. Възможностите на "Ангара-A5" във версията, пусната на 14 декември, все още не са достатъчни за тези цели. Всъщност руските планове за лунния проект страдат от същите ограничения като публикуваната обещаваща китайска лунна програма, а именно от липсата на свръхтежка ракета, сравнима по размер с американската "свръхтежка" СЛС, с която има много проблеми в развитието на далечен обсег пространство.
Засега озвучената схема на руския пилотиран полет до Луната е схема за четири изстрелвания, използваща четири ракети Ангара-A5В с криогенен ускорител и две срещи в околоземна орбита и една в лунната орбита.
Подобна схема за пилотираната им мисия до Луната беше обявена от китайците, които все още създават само свръхтежкия Changzheng-9 и възнамеряват да използват за четири изстрелвания „Чанжен-5“ за евентуален полет на китайски космонавти до Луната. Проблемът на "Ангара" в основната версия е също така, че нейната товароносимост, макар и не много, е по-ниска от тази на китайската „Чанжен-5“. С четири изстрелвания на конвенционалния „Ангара-5“ само 96 тона товари могат да бъдат пуснати в ниска орбита, в сравнение със 100 тона за четири изстрелвания на китайския „Чанжен-5“. Е, американците с техните СЛС нямат от какво да се притесняват - тяхната ракета в перспективната си версия веднага извежда 100 тона наведнъж при едно изстрелване. Сега остава само да видим колко добре ще се изстреля за първи път през 2021 година.
Предвид гореизложеното, съществуващият руски проект за изстрелване на „Орел“ до Луната с помощта на „Ангара“ се фокусира върху криогенния втори етап, който ще повиши натоварването в ниска орбита до 34-38 тона и ще доведе до общото тегло на проекта за четири изстрелвания до 136-152 тона.
В тази версия на лунната орбита може да има товар 36,2 тона - не по-лошо, отколкото в историческата версия на американския проект „Аполо“, и в някои отношения дори по-добър: в руската версия на изстрелването с четири двигателя, масата на стовареното на Луната може да бъде 18,2 тона срещу 15 тона в проекта „Аполо“.
Ако обаче оставим настрана амбициите на пилотираните мисии до Луната, дори стартиралата на 14 декември Ангара-А5 затваря много опасната „дупка“ от липсата на тежък носител на Русия след 2025 година. Съществуващата му товароносимост от 24,5 тона в нискоземна орбита е напълно достатъчна за изстрелване на сателити в геостационарна орбита и автоматични станции по траекторията на полета до Луната и други небесни тела на Слънчевата система.
И така, още веднъж: "Тя лети!" И това е наистина добре.