В России не прекращаются дискуссии по поводу коммерческой и технологической обоснованности использования многоразовой ракеты. Большинство отечественных экспертов всё же призывают перенимать опыт американских компаний SpaceX и Exos Aerospace, которая на днях провела успешные испытания многоразовой метеорологической ракеты SARGE на площадке в Нью-Мексико.

По заказу Роскосмоса работы над многоразовой ракетой ведёт Объединённая авиастроительная корпорация (ОАК). На сегодняшний день отечественные специалисты подготовили аванпроект с вариантами многоразовых ступеней космических ракет. Окончательное решение по этому вопросу будет принято в ближайшее время. На текущий момент известно, что Роскосмос рассчитывает получить аппарат «самолётного типа», который сможет приземляться на аэродром.

«Мы сделали все расчеты, подготовили несколько вариантов использования, постарались понять, как использовать тот задел, который есть, не пытаясь создать какой-то мифический объект, для которого придется перестроить всю отрасль», — заявил в начале августа Рогозин.

Потерянное лидерство

В первой половине августа большой резонанс вызвала статья генерального конструктора ракет семейства «Ангара» Александра Медведева, которая была опубликована на страницах журнала ЦНИИмаш «Космонавтика и ракетостроение». Эксперт непредвзято описал ситуацию в сфере космических запусков и поделился своим мнением о перспективах использования многоразовых ракет.

Медведев констатировал, что Россия потеряла лидирующую позицию по космическим пускам, которую она удерживала с 2000-х годов. В негативную сторону ситуация начала меняться в 2013 году. Сейчас страна занимает третье место по количеству запусков, уступая США и Китаю. В прошлом году SpaceX с одной ракетой Falcon 9 едва не превзошла по количеству пусков весь Роскосмос.

На российские ракеты-носители («Протон-М», «Союз» и другие) приходилось более 50% всех коммерческих пусков в мире. Снижение этого показателя началось в 2012 году. После 2014 года доля России стала стремительно уменьшаться, прежде всего, из-за конкуренции с американской SpaceX.

Неудовлетворительную ситуацию в этой сфере 6 августа признал глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин, выступая на открытии цеха сборки модулей полезной нагрузки на ПАО «Ярославский радиозавод». По его словам, в ближайшие годы Россия сделает ставку на развитие проекта по созданию группировки малогабаритных спутников «Сфера».

Таким образом планируется в первую очередь развивать внутренний рынок космических запусков. Но очевидно, что и для этой цели Роскосмосу понадобятся надёжные и недорогие ракеты-носители. Цена космических запусков является основной причиной, по которой Россия потеряла лидерство на столь престижном рынке. Ракеты-носители РФ стали уступать зарубежным аналогам по грузоподъёмности и простоте эксплуатации.

По словам Медведева, «выбор наиболее перспективных образцов ракет-носителей должен опираться на системный детальный анализ тенденций соотношения спроса и предложений на мировом рынке пусковых услуг». В связи с этим конструктор отметил перспективность ракеты-носителя «Ангара-А5» по сравнению с «Протоном-М» (Ранее Рогозин заявил о постепенном свёртывании программы запусков «Протонов»).

«Расчёты показали, что при уменьшении выпуска ракет-носителей «Протон-М» с 7 до 1-2 штук в год ее себестоимость увеличится примерно в 2-2,5 раза и составит величину, соизмеримую с себестоимостью первого образца ракеты-носителя «Ангара-А5», — отметил Медведев.

«Эффект многоразовости»

Медведев убеждён, что инженеры могут удешевить новейшую модификацию «Ангары» на 20%. Для этого необходимо оптимизировать производственный цикл и внедрить ряд технологических новшеств — сварка с перемешиванием, ротационная вытяжка донышек топливных баков. В материалах Федеральной космической программе указывается, что стоимость одной «Ангары-А5» составляет 3,5 миллиарда рублей.

«Анализ прогноза развития рынка показал, что при снижении стоимости пуска ракеты-носителя тяжелого класса «Ангара-А5(М)» на 20% резко повышается ее конкурентоспособность. При этом количество коммерческих запусков могло бы быть увеличено с 1-2 до 5-6 пусков в год», — полагает Медведев.

Эксперт не сомневается в перспективности использования семейства «Ангара». В 2021 году «Ангара-А5» будет запущена с космодрома Восточный (первый пуск состоялся в 2014 году с Плесецка), в 2025 году в космос полетит «Ангара-А5М», в 2027 году — «Ангара-А5В».

По мнению Медведева, на основе «Ангары-А5В» вполне реально сделать многоразовую ракету. При этом он признаёт, что доработка «Ангары» увеличит массу ракеты (на 12%) и повысит объём запаса топлива (на 7%). Кроме того, многоразовая ракета сможет выводить 26-27 тонн нагрузки против 37 тонн у одноразового варианта.

К тому же, для возвращения многоразовой «Ангары» понадобится создать площадку в Охотском море в 1360 километрах от космодрома. Приземление на Восточном уменьшит грузоподъёмность ракеты и потому не будет коммерчески обоснованно.

В то же время «эффект многоразовости» «Ангары» будет обладать ощутимыми преимуществами. По расчётам Медведева, стоимость выведения космических аппаратов на низкую орбиту упадёт на 33-37%, на геостационарную орбиту — на 22-27 %.

«Следует отметить, что такое значительное снижение удельной стоимости пуска ракеты-носителя в перспективе может дать заметный экономический эффект, при запусках как в национальных интересах, так и в интересах коммерческих заказчиков», — утверждает Медведев.

На текущий момент, наверное, невозможно, дать однозначную оценку подходу Медведева. Предложение генерального конструктора «Ангары», высказанное на страницах ЦНИИмаш, скорее является точкой зрения лица, без сомнения компетентного, но априори заинтересованного в реализации своего проекта.

В настоящее время над созданием многоразовой ракеты работают специалисты «Роскосмоса» и Объединённой авиастроительной корпорации. Как сообщил в начале июня 2018 года глава проектной группы Фонда перспективных исследований (ФПИ) Борис Сатовский, на сегодняшний день подготовлена исходная техническая документация для возвращаемого ракетного блока.

«Схема работы системы предусматривает отделение первой ступени ракеты-носителя на высоте 59-66 километров и её возвращение в район старта с посадкой на обычную взлётно-посадочную полосу. В базовой конструкции возвращаемого блока будут применены поворотное прямоугольное крыло большого размаха и классическое хвостовое оперение. При возвратном полёте к месту старта используется модифицированный серийный турбореактивный двигатель», — цитирует Сатовского РИА Новости.

Испытание многоразовой ракеты запанировано на 2022 год. Запуски будут проводиться с мобильных морских платформ. Предполагается, что стоимость вывода грузов на орбиту будет в 1,5-2 раза ниже, чем у одноразовых ракет. Грузоподъёмность новинки не превысит 600 килограммов, однако каждый управляемый блок будет рассчитан на 50 полётов.