Течение «Ангары»: обеспечит ли новая ракета будущее российской космонавтики

11 апреля с космодрома Восточный стартовала ракета «Ангара-А5». Разгонный блок «Орион» успешно доставил на геостационарную орбиту макет космического аппарата. Попутно на низкую орбиту был выведен наноспутник «Гагаринец», созданный российской частной компанией Avant Space.

За этой сухой сводкой кроется много «впервые». Это первый пуск ракеты семейства «Ангара» с Восточного и тем самым — первое полноценное испытание инфраструктуры космодрома с ракетой этого типа. Насколько можно судить по скупому сообщению РКК «Энергия», для «Ориона» это тоже первый старт. Наконец, формально это первый пуск «Ангары-А5» с полезной нагрузкой, пусть даже это был и дешевый наноспутник-кубсат. Предыдущие три запуска этой ракеты производились с Плесецка и доставляли на орбиту только массогабаритные макеты. Отметим, что легкий носитель «Ангара-1.2» в 2022 году вывел на орбиту два военных спутника.

Задержка на старте

Три десятилетия назад, 6 января 1995 года, президент России Борис Ельцин подписал указ «О создании космического ракетного комплекса «Ангара». Тогда рабочими лошадками российской космонавтики оставались «Союзы» и «Протоны» — семейства ракет, созданные еще в 1960-е, хотя и неоднократно модернизировавшиеся. Несколько более новым, но тоже порядком устаревшим, был носитель среднего класса «Зенит». Особняком стоял легкий носитель «Рокот». «Рокот», а также появившиеся позже «Днепр» и «Стрела», были подлежавшими ликвидации ядерными ракетами, адаптированными ко спутникам вместо боеголовок. Идея заменить весь этот зоопарк единым семейством современных ракет была совершенно здравой. Однако разработка явно затянулась: первый испытательный пуск «Ангары» состоялся только в 2014 году.

Ракета как лего

Ноу-хау «Ангары» — модульная конструкция. Ракета собирается из универсальных ракетных модулей (УРМ) двух видов. Каждый из них фактически мини-ракета с собственными баками и двигателем. На блоках УРМ-1 используется двигатель РД-191, приспособленный к плотной атмосфере, а на УРМ-2 — «пустотный» РД-0124А. Оба двигателя разработаны в России в постсоветское время. Они работают на керосине и жидком кислороде. Эта стандартная пара «топливо – окислитель» используется и на старых советских «Союзах», и на новейших американских «Фальконах».

Легкая «Ангара-1.2» со стартовой массой 171 т состоит из двух ступеней по одному блоку УРМ. Она выводит на опорную орбиту 3,5 т полезной нагрузки. Тяжелая «Ангара-А5» (стартовая масса 780 т) имеет четыре блока УРМ в первой ступени и по одному — на второй и третьей. Она доставляет на опорную орбиту 24 тонны, а на геостационарную — 2,8 т с разгонным блоком «Бриз-М» и, вероятно, несколько больше с «Орионом».

Этого вполне достаточно для запуска спутников и пилотируемых кораблей на околоземную орбиту, а беспилотных зондов — в межпланетное пространство. Правда, космонавтов к Луне на такой ракете не отправишь, но лунные экспедиции и не значатся в ближайших планах «Роскосмоса».

Реликт эпохи?

Главная проблема «Ангары» — конкуренция со стороны ракет SpaceX. Пока российская космическая отрасль приходила в себя после 1990-х, несколько раз реформировалась и переносила производство УРМ из Москвы в Омск (логичный шаг для запусков с Восточного), за океаном вырос конкурент. В 2020 году стоимость запуска «Ангары» оценивалась примерно в $100 млн. Правда, с переходом к серийному производству себестоимость должна упасть. Но большой вопрос, удастся ли достичь $67 млн, которые SpaceX запрашивает за запуск Falcon 9 почти той же грузоподъемности, что и «Ангара-А5». «Ангару» критикуют  за производство важных частей ракеты на нескольких географически удаленных друг от друга предприятиях, что усложняет логистику и повышает вероятность сбоев. И, конечно же, за одноразовость. SpaceX открыла эпоху дешевых ракет с многоразовыми первыми ступенями. Именно за ней, по мнению многих экспертов, будущее. Можно ли сделать «Ангару» многоразовой? Формально да, но для этого ее фактически придется разрабатывать заново. Другие двигатели, другая компоновка, другая система управления означают другую ракету, пусть и под тем же названием.

Сомнительно, что «Ангара-А5» сможет составить коммерческую конкуренцию даже Falcon 9. Не говоря уже о Starship, обещающим сотни циклов использования и радикальное снижение цен на космическую логистику. По-видимому, нишей «Ангары» останется российский госзаказ и предложения государств, не сотрудничающих со SpaceX по политическим причинам.

От Ангары до Амура

Значит ли это, что «Роскосмосу» стоит отказаться от практически готовой «Ангары» и разрабатывать с нуля многоразовую ракету, покамест продолжая летать на «Союзах» и «Протонах»?

Поставим себя на место руководства даже не госкорпорации, а страны. Первое, о чем нужно помнить: Байконур принадлежит Казахстану, Россия только арендует его. История последних десятилетий показывает, что дружба с соседями по постсоветскому пространству может оказаться очень хрупкой. Строительство Восточного было мотивировано именно нежеланием в случае чего остаться без полноценного космодрома, ведь северный Плесецк подходит далеко не для всех типов запусков.

Если бы Россия рассчитывала только на Байконур, логично было бы продолжать производство «Протонов», к которым приспособлена его инфраструктура. Строя же новый космодром, нет смысла делать ставку на устаревшие ракеты. Лучше уж довести до ума почти готовую «Ангару», пусть она уже и не последнее слово техники. Тем более что «Ангара» летает на керосине, а не крайне токсичном гептиле, как «Протон». Российское руководство сделало очевидный выбор: несколько лет назад «Протон» был снят с производства. В ближайшие годы с Байконура будут запущены последние готовые экземпляры этой ракеты.

Это совершенно не значит, что «Ангара» должна остаться основной ракетой лет эдак на сорок. Самое разумное — сделать ее рабочей лошадкой на переходный период, до разработки нового носителя.

В недавнем интервью глава «Роскосмоса» Юрий Борисов назвал «Ангару» немолодой разработкой и признал потребность в новом рентабельном носителе. На эту роль намечается «Амур-СПГ». Эта ракета среднего класса изначально проектируется как многоразовая. С этим связан и выбор топлива — сжиженный природный газ (что и означает аббревиатура СПГ), либо его основной компонент — метан. Метан, в отличие от керосина, не образует сажи при горении. Это значит, что метановый двигатель может выдержать гораздо больше циклов запуска, чем керосиновый. Именно поэтому разработчики Starship тоже сделали ставку на метан, несмотря на то, что этот газ плохо поддается сжижению и использовать его как жидкое топливо очень трудно.

Борисов выражает надежду, что на рубеже 2028-2029 годов «Роскосмос» обновит парк ракет-носителей и восстановит позиции на мировом рынке пусковых услуг. Это довольно оптимистичная оценка, учитывая, что государственный контракт на разработку технического проекта «Амур-СПГ» был подписан только в марте 2023 года. Иначе говоря, новой ракеты пока нет даже на бумаге, в то время как Starship уже летает в космос, пусть пока и не слишком успешно.

Между тем задача дешево вывести в космос большой груз — не только коммерческая, но и военно-политическая. Действующие договоры запрещают размещение в космосе ядерного оружия, но не противоспутникового или противоракетного. Располагая дешевыми услугами SpaceX, американские военные могут разместить в космосе системы, которые изменят стратегический баланс. В нынешней геополитической ситуации возвращение к «звездным войнам» уже не выглядит фантастикой, и с этим нужно считаться.