Звездные войны: может ли ракета-носитель «Ангара» стать конкурентом Falcon 9
Семейство ракет-носителей «Ангара» разрабатывалось 20 лет. Однако сейчас самая мощная из них «Ангара А5» так и не нашла применения. Государству в ближайшее время предстоит решить, нужен ли столь многострадальный проект России. К сожалению, в коммерческом плане «Ангара А5» не выглядит конкурентом американской рабочей лошадке Falcon 9, даже если не брать в расчет возможность возвращения и повторного использования первой ступени американской ракеты.
Немного цифр
На первый взгляд носители «Ангара А5» и Falcon 9 очень похожи. У обоих кислород-керосиновое топливо. Обе ракеты относятся к классу тяжелых, «Ангара А5» может даже больше поднять на низкую околоземную орбиту: 25,8 т против 22,8 т. Зарплаты в Центре Хруничева, где производят «Ангару», раз в пять ниже, чем в SpaceX, и, казалось бы, ничто не мешает российским ракетостроителям забороть американского «шарлатана» и «пиарщика».
Теперь поговорим о различиях.
Численность рабочих
Центр Хруничева — 25 000.
SpaceX — 8000.
Стоимость
«Ангара А5» — около $100 млн.
Falcon 9 — около $70 млн (одноразовый вариант).
Количество ракетных ступеней
«Ангара А5» — 4.
Falcon 9 — 2.
Количество основных элементов конструкции
«Ангара А5» — 8 (4 боковых ускорителя, вторая и третья ступени, обтекатель и разгонный блок).
Falcon 9 — 3 (2 ступени и обтекатель).
Стартовая масса
«Ангара А5» — 759 тонн.
Falcon 9 — 550 тонн.
Сухая масса
«Ангара А5» — 43,7 тонны.
Falcon 9 — около 30 тонн.
Площадь миделя (влияет на коэффициент лобового сопротивления во время полета в атмосфере)
«Ангара А5» — около 35 кв. м.
Falcon 9 — около 22 кв. м.
Количество типов ракетных двигателей
«Ангара А5» — 3 типа ракетных двигателей от разных производителей: 1-2 ступень РД-191 (Химки), 3-я ступень РД-0124 (Воронеж), разгонный блок С5.98М (Воронеж) или 11Д58М (Королёв).
Falcon 9 — 1 тип двигателя: Merlin: отличия между 1-й и 2-й ступенью только в форме сопла.
Расстояние между заводами, производящими компоненты ракет и финальную сборку
«Ангара А5» — 500 км (при производстве в Москве), 2700 км (при производстве в Омске).
Falcon 9 — менее 1 км (все части производятся в Хоторне).
Расстояние между производством ракеты и космодромом
«Ангара А5» — 780 км (Москва — Плесецк), 5500 км (Москва — Восточный), 3500 км (Омск — Восточный), 2000 км (Омск — Плесецк).
Falcon 9 — 3600 км (Хоторн — Канаверал), 210 км (Хоторн — Ванденберг).
В сухом остатке
Вышеприведенные данные показывают, что «Ангара» выигрывает только в мощности ракетных двигателей, но это преимущество нивелируется разницей в стартовой массе. Наша ракета мощнее, но в то же время тяжелее в полтора раза и лобовое сопротивление выше. Большое количество элементов конструкции усложняет обслуживание — ракетный пакет надо собрать перед стартом и заправить, а это время и количество занятых рабочих рук. Расходов добавляет сложная, а значит, более дорогая конструкция стартовых сооружений. Пакетная схема из нескольких модулей чисто геометрически проигрывает моноблочной схеме, именно поэтому SpaceX сразу взялся за разработку сверхтяжелого моноблочного BFR, еще до успешного запуска Falcon Heavy, собранной по пакетной схеме.
Серьезное влияние на конечную цену ракеты имеет простота ее изготовления, и тут «Ангара», которую производят в четырех городах, безоговорочно проигрывает Falcon 9, который создают практически в одном цеху. Проблема не только в транспортных издержках. Несколько заводов, занятых в производстве одного изделия повышают риски задержки сроков, так как действует морское правило: скорость эскадры определяется скоростью самого медленного корабля.
Носитель Falcon 9 проще по конструкции, легче по массе, удобнее в производстве и обслуживании — именно этим определяется его низкая рыночная стоимость. Никакой магии или мифического демпинга тут нет, просто грамотный подход к производственным задачам.
При таком сравнении намного выигрышнее выглядит проектируемый «Союз-5», который повторяет моноблочную конструкцию «Зенита» и, возможно, позаимствует что-то и от Falcon 9. Хотя и у него останутся сложности с производством различных элементов конструкции в разных городах. Придется нести транспортные издержки на логистику между Химками, Воронежем и Самарой.
Сообщалось, что при оптимизации производства и высоком спросе на пуски «Ангары» стоимость тяжелого варианта может быть снижена в полтора-два раза. Но с 2014 года в ней так и не возникла потребность, даже несчастный Angosat отправили на старом «Зените». При высокой цене и отсутствии летной практики спроса на «Ангару» нет на коммерческом рынке, поэтому единственный способ нарастить ее производство — внутренний госзаказ, но и тут новая ракета ничего не может предложить, пока летают старые. Фактически на «Ангару» поднимется спрос только в одном случае — если Россия откажется от всех остальных ракет.
Устаревшие цели
Вышеприведенные аргументы поневоле заставляют задаться вопросом: как наши инженеры могли допустить сразу столько грубейших хозяйственных ошибок? Но тут надо учитывать, что они работали фактически еще в советской парадигме, когда надо задействовать всю существующую кооперацию. То есть «Ангара» выполняла еще и социальные задачи, предоставляя работу и Химкам, и Королёву, и Воронежу, а теперь еще и Омску. Илону Маску было проще, он сразу начинал решение задачи со стоимости производства и на «пустом месте».
Будущее «Ангары» теперь возможно только в роли политической подстраховки на случай угрозы утраты Байконура. Ракета сделала свое дело — сохранила ракетостроительные кадры в сложный переходный период, позволила вырастить новое поколение конструкторов, которым теперь надо ставить актуальные задачи с рыночным потенциалом. Реальные же космические дела сегодняшнего дня, что государственные, что коммерческие, будут решаться более дешевыми «Союзами» и «Протонами», а потом и «Союзом-5».
Настоящий российской конкурент для Falcon 9 — это «Протон Средний», облегченная модификация популярного прежде на мировом рынке «Протона-М». Роскосмос наметил полный отказ от «Протонов» в 2025 году, до этого времени можно успеть создать и «Союз-5», и довести его характеристики до сравнимых с «Ангарой А5» и конкурентных с Falcon 9. Тогда можно будет забыть об «Ангаре», как в свое время забыли о «Буране» — прекрасном инженерном проекте, который не нашел никакого практического применения.