В космосе мы конкурируем сами с собой

12 марта 2011 2

В данной статье речь пойдет о развитии отечественной космонавтики, точнее даже о потенциале развития, который мог быть нами использован более успешно, чем американцами. Так, американская ракета Atlas V, которая выводила на орбиту новейший орбитальный самолет штатов X-37B, летает на российских двигателях РД-180. Беспилотный аппарат был запущен в космос 22 апреля 2010 года и, проведя на орбите 244 дня, вернулся на землю. Пентагон бережно хранит тайну относительно функционала и возможностей данного аппарата, но ряд экспертов считает, что он изначально разрабатывался для уничтожения спутниковых группировок вероятного противника.

Однако наличие на корабле грузового отсека позволяет сделать выводы о том, что X-37B универсальный аппарат и может выступать не только в роли истребителя, но и бомбардировщика. Данное предположение вполне логично, если учесть, что ядерная ракета, запущенная с 200 км. орбиты, подлетит к цели гораздо быстрее, чем запущенная с ракетных баз или даже борта АПЛ. Перед таким запуском окажется бессильной любая ПРО, которая просто не успеет отреагировать. Так или иначе, возможности данного аппарата видятся очень широкими, и вряд ли США ограничит их лишь одной какой-то функцией. Маневрирующий на орбите беспилотный стратегический бомбардировщик, недостижимый для ПВО, мечта любой армии мира. Единственный его недостаток - привязка к космодрому и большая стоимость запуска ,– такова плата за неуязвимость.

X-37B после посадки

Так или иначе, но выходит, что современная военная техника США выходит на орбиту, используя двигатели, произведенные у нас в стране. Фактически Россия сама вооружает своего потенциального противника. Поэтому поставка двигателей РД-180 в США подпадает под экспортный контроль, который является одним из важнейших элементов обеспечения безопасности страны. Однако, Россия в 1993 году присоединилась после бурных дискуссий к «Режиму контроля за ракетными технологиями» (РКРТ, создан странами большой семерки в 1987 году) и должна руководствоваться его принципами.

Совершенно ясно, что РКРТ предназначался для контроля распространения ракетных технологий не между странами, в него входящими, а за пределы организации. В настоящее время в принципах организации есть лишь информация о том, что стороны «должны учитывать возможность попадания своих наработок в руки отдельных террористов или террористических групп». И есть список стран, которые, по мнению США, могут иметь отношение к террористам. Именно из-за этого Иран в свое время не получил комплексы С-300. Однако, задача по обеспечению безопасности страны должна в любом случае находиться на первом месте и не зависеть от направления экспорта.

Вообще вопрос по экспорту двигателей в США кажется странным, неужели эта страна не имеет своих технологий? Имеет, однако, здесь есть ряд тонкостей. Америка покупает лишь технологии по тяжелым ракетным двигателям, которые позволяют выводить на орбиту приличную массу полезной нагрузки. В частности двигатель РД-180, который был получен простым усечением более старого двигателя РД-170. В отличие от РД-170, имеющего 4 камеры сгорания, РД-180 имеет лишь 2. Полученный двухкамерный ракетный двигатель на 11% менее эффективен, но при этом легче в 2 раза и может применяться на средних ракетах. И это еще не все, еще раз уполовинив его, отечественные инженеры получили однокамерный РД-191, который проектировался для семейства новых российских ракет-носителей «Ангара»

Советский РД-170 имел тягу в 740 тс на уровне моря, и это рекорд, превышающий тягу знаменитого двигателя F-1 (690тс), который использовался для ракет, отправляющих «Аполлоны» на Луну. Сама лунная программа НАСА до сих пор вызывает у многих сомнения, в том числе и потому, что анализ конструктивных характеристик двигателя F-1 показал, что он в принципе не может развить заявленной тяги.

Да и после запуска «Аполлонов» производство данных двигателей не получило дальнейшего развития. Россия все еще опережает США по технологиям производства тяжелых ракетных двигателей. Самым существенным достижением штатов можно признать лишь двигатель RS-68 с тягой в 300 тс на уровне моря, который используется на тяжелых ракетах Дельта-IV. Именно из-за этого для запуска на орбиту грузов большой массы США вынуждены прибегать к помощи пороховых ускорителей (как на Шаттле), либо покупать двигатели у нас. Более того, в 1996 году они даже выкупили лицензию на производство двигателей РД-180, но так и не смогли наладить у себя их производство и все еще покупают их у российского производителя – НПО «Энергомаш». В настоящее время штаты закупили уже 30 подобных двигателей и собираются купить еще сотню. Но и это еще не все. США собирается использовать для своей ракеты Taurus-2 российские двигатели НК-33, которые в СССР проектировались под собственную лунную программу еще 40 лет назад.

В США на протяжении последних 15 лет старательно пытались повторить НК-33 по нашей технической документации, полученной открыто, скупленной и украденной, но успеха не добились. После этого двигатель решили производить у нас, а затем уже торговать чужим продуктом, по той же схеме, что и с двигателем РД-180.

РД-180

Космонавтика – довольно затратная отрасль, которая не может обеспечить себе самоокупаемость, даже несмотря на участие в международных программах и коммерческие запуски. Если государство не покупает ракет и двигателей к ним, производство простаивает и стареет, рабочие не получают зарплату. Заводы, чтобы выжить, начинают поиск заказчиков за границей и находят их в лице бывших конкурентов. Именно так выжил наш ВПК, продавая самолеты и танки, также выживает и наша космонавтика, обеспечивая МКС необходимым оборудованием, основные модули станции российские, но летают туда чаще американцы, соответственно и основные заслуги они приписывают себе.

Проблема выживания в условиях рыночной экономики поставила наши предприятия, не имеющие конкурентов на мировом рынке, в уникальную ситуацию. Теперь они конкурируют вовсе не с американцами, а сами с собой. Большое число предприятий, которые занимались поставками для космических программ, после развала СССР были акционированы и предоставлены сами себе. При отсутствии заказов от государства многие из них полностью закрылись, часть находится на грани банкротства, некоторым, таким как НПО «Энергомаш», повезло больше. Они начали продажи двигателя РД-180 на американский рынок. Его бывший партнер по проекту «Энергия-Буран» РКК «Энергия» теперь зарабатывает деньги на участии в проекте МКС, ее модули «Звезда» и «Заря» являются ядром космической станции, полностью обеспечивая ее жизнеобеспечение и управление.

На самом деле, американские сегменты и модули других стран можно просто отстыковат,ь и Россия вновь получит полностью свою космическую станцию. Причиной начала таких обсуждений стало намерение США выйти из проекта в 2015 году. Их челноки «Спейс-Шаттл» постепенно стареют, их ресурс выработан. Все «шаттлы» скоро будут списаны. После этого доставкой грузов и экипажа на МКС будут заниматься только российские «Союзы». Доставка на МКС экипажей и грузов была и останется основной деятельностью РКК «Энергия»

НАСА, правда, имеет и собственные планы на этот счет. В частности, использование для доставки грузов на МКС своей новой ракеты Таурус-2, разрабатываемой компанией «Орбитальные науки». Уже даже подписан контракт стоимостью 1,9 млрд. долларов, вот только ракета еще ни разу не испытывалась. К тому же она получит российские двигатели НК-33, а всю первую ступень для данной ракеты делают на украинском государственном предприятии ГКБ «Южмаш» (Днепропетровск). Официально же выходит, что поставщик двигателей – компания Aerojet, поставщик носителей - Orbital Sciences. Возможно, НАСА стоило попробовать договориться напрямую, а не искать посредников у себя в стране, вышло бы дешевле..

Таурас-2 по сути российско-украинская ракета, способная вывести на орбиту 5 тонн груза, ее американский предшественник Таурас-1 мог поднять лишь 1,3 тонны, причем не всегда успешно. Можно даже позволить себе каламбур – «Орбитальные науки» стали более «орбитальными» только благодаря двигателю НК-33 разработки Кузнецова, имеющему 40-летнюю выдержку. При определенном раскладе можно было послать «Орбитальные науки» подальше и использовать российско-украинскую же ракету" Зенит" или почти готовую российскую "Ангару". Но так теряется престиж американской техники, а он стоит денег и посредников. В настоящее время самарское предприятие продает двигатели американцам по 1 млн. долларов за штуку, уже продали 40 двигателей из старых запасов, которые делал еще Кузнецов, и уже думают об увеличении цен, глядя на то, как «Энергомаш» продает РД-180 по 6 млн. долларов.

Однако, вернемся к РКК «Энергия». У данной компании есть второй источник доходов, компания участвовала в международном проекте «Морской старт». Главная идея проекта заключалась в максимальном использовании скорости вращения планеты. Пуск в зоне экватора получается самым экономичным вариантом по затратам энергии. По этому показателю Байконур с его широтой в 45,6 градуса проигрывает даже американскому космодрому на мысе Канаверал с широтой 28 градусов. Проект «Морской старт» представляет из себя плавучий космодром «Одиссей» и ракету «Зенит-3Sl», которую вместе производят РКК «Энергия» и ГКБ «Южмаш». При этом России принадлежит 25% акций, Украине – 15%, американской Boeing Commercial Space Comp – 40% и еще 20% Aker Kværner – норвежской судостроительной компании, которая приняла участие в постройке платформы для плавучего космодрома.

Последний старт шаттла Discovery

Изначально стоимость данного проекта оценивалась в 3,5 млрд. долларов. «Морской старт» начал работать в 1999 году, и уже к апрелю 2009 года по программе было произведено 30 запусков, из них 27 успешных, 1 частично успешный и лишь 2 неудачных. Но несмотря на довольно впечатляющую статистику 22 июня 2009 года компания была вынуждена объявить о банкротстве и своей финансовой реорганизации в соответствии с кодексом США о банкротстве. По данным, распространенным компанией, ее активы оцениваются в 100-500 млн. долларов, а долги составляют от 500 млн. до 1 млрд. долларов.

Как выяснилось, для того, чтобы быть рентабельной, нужно было осуществлять 4-5 пусков в год, а не 3, как получалось у компании. Боинг, откачав из проекта все технологии, решил вернуть себе и все деньги, потраченные на проект, хотя коммерческие риски по идее должны были быть разделены пропорционально. Сейчас идет судебное разбирательство по этому поводу.

Самое печальное заключается в том, что между нашими предприятиями существует сильная конкуренция. Грубо говоря, проекты «Энергомаша» могут помешать «Энергии» в торговле с США. При этом интересы страны отходят на второй план, таковы принципы современного бизнеса. Пытаться донести до него, что выжить в многопрофильной интегрированной структуре легче, очень трудно. Видеть дальше собственного носа такой бизнес не может. Когда-нибудь интерес США к двигателям «Энергомаша» сойдет на нет, и без поддержки из-за океана предприятие не сможет существовать. Оно существует, пока существует российская космонавтика, а у американцев есть интерес к нашим двигателям, пока летают на орбиту «Союзы» и пока МКС зависит от РКК «Энергии». Не будет РКК «Энергия», не будет ни «Союзов», ни МКС, а не будет МКС, не будет и интереса к двигателям со стороны США, построить такие длинные цепочки наши чиновники от бизнеса не могут.

Однако проблема не осталась без внимания власти, которая решила интегрировать наши предприятия друг с другом. Ради этого глава РКК «Энергия» Виталий Лопота приложил достаточно усилий. Ответом на его обращения стало решение об ускорении создания ОАО «Российская космическая корпорация», хотя по планам Роскосмоса объединение РКК «Энергия», НПО «Энергомаш», «ЦСКБ-Прогресс» и «НИИ Машиностроения», которые и должны составит корпорацию, намечалось на 2012 год. Однако процесс будет ускорен.

Тема конкуренции между собой предприятий космической отрасли была бы неполной без упоминания «ЦСКБ-Прогресс». Ранее «ЦСКБ-Прогресс» выпускал всю линейку ракет-носителей Р-7 от «Востока» до «Союза», а сейчас обеспечивает доставку к МКС экипажей и груза с помощью ракет-носителей «Союз-У» и «Союз-ФГ». В этом плане кооперация РКК «Энергия», производящей космические корабли, и «ЦСКБ-Прогресс», выпускающего ракеты, кажется логичной. Стоит только отметить интересную деталь: первый «Союз-У» взлетел еще 18 мая 1973 года, и с тех пор за 38 лет было осуществлено 714 запусков!

Редко, когда удается встретить пример такого долголетия в технике. На первой ступени этой ракеты установлен двигатель РД-117, который является модернизацией РД-107, производящегося аж с 1957 года, еще Гагарин совершал свой первый полет с этими двигателями. Можно отметить, что технический прогресс у «ЦСКБ-Прогресс» стоит на месте, либо предположить, что все технические гении космонавтики работали лишь 40 лет назад, а потом на них обрушился мор, новых, к сожалению, не родилось.

Впрочем, сейчас «ЦСКБ-Прогресс» все-таки делает новый ракетоноситель «Союз-2» и семейство ракет на его основе. Однако, в качестве двигателей первой ступени заявлены РД-107А от «Союза-ФГ» (тяга 85,6 тс на уровне моря) – это еще одна модернизация старого РД-107, которая была осуществлена с 1993 по 2001 год. Однако, уже в версии «Союз-2.1в» используется НК-33 (тяга 180 тс на уровне моря). НК-33 и в России стал популярен, после того, как его купили американцы. Двигатель получил свое призвание, лишь спустя 40 лет после создания. К сожалению, его конструктор академик Кузнецов так и не дожил до этого момента.

Однако, вернемся к основной теме – конкуренции. «ЦСКБ-Прогресс» не стал исключением и также начал сотрудничать с иностранными корпорациями, найдя в их лице спонсоров. 7 ноября 2003 года в Париже российский вице-премьер Борис Алешин и премьер-министр Франции Жан-Пьер Раффарэн подписали российско-французское соглашение о пусках ракето-носителей «Союз» с космодрома Куру во Французской Гвиане. Проект получился взаимовыгодным, ЕС получил отличную ракету среднего класса, а Россия - пакет контрактов на несколько лет вперед и возможность осуществлять космические запуски с экватора.

Морской космодром Sea Launch c ракетой Зенит-3SL

Из-за того, что космодром расположен на экваторе, ракета «Союз-СТК» способна выводить на орбиту грузы массой до 4 тонн, вместо 1,5 тонн при запусках с Плесецка или Байконура. Однако, с космодрома Куру европейцы запускают еще и свою «Ариан-5», и, как вы думайте, будет ли «Союз» конкурировать с «Ариан» в коммерческих запусках? Конечно, нет, наши ракеты будут выводить на орбиту грузы массой до 3 тонн, тогда как «Ариан» более тяжелые спутники массой до 6 тонн. Здесь «Союз» скорее будет конкурировать с нашей же ракетой «Зенит» и программой «Морской старт», которая тоже запускается с экватора и имеет похожую нагрузку. Получается, «ЦСКБ-Прогресс» конкурирует со своим же смежником РКК «Энергия».

Если же говорить о самостоятельных успехах европейцев, то их упомянутый шедевр мысли «Ариан» летает на двигателях «Вулкан2», имеющих тягу в 91,8 тс на уровне моря, почти в два раза меньше, чем у НК-33, которые ставят на «Союз-2в». Так почему европейская ракета поднимает больше? Только за счет 2-х твёрдо-топливных ускорителей (ТТУ), такие же используются и на шаттле. Но у ТТУ есть ряд серьезных минусов.

Первый: топливный бак одновременно является и камерой сгорания, поэтому его стенки должны выдерживать очень серьезную температуру и давление. Отсюда использование толстой жаропрочной стали, а это лишний вес там, где борются за каждый грамм. Помимо этого ТТУ не имеет возможности управлять тягой, что практически исключает возможность маневрировать на активном участке траектории, такой ускоритель нельзя выключить после зажигания, невозможно замедлить и процесс горения. Эксперты оценивают вероятность катастроф шаттла из-за проблем с ним как 1 к 35, «Челленджер» взорвался уже на 10 полете. Поэтому европейцы и американцы используют их не от хорошей жизни, у них просто нет достаточно мощных двигателей. От ТТУ перейдем к еще одной теме нашего «сотрудничества» - проекту «Байкал».

«Байкал» – отечественный ускоритель с жидкостным ракетным двигателем РД-191М (тяга 196 тс). Но это не единственное его отличие от твердотопливных ускорителей. «Байкал» так же, как и они, может пристыковываться к ракете, но после отработки топлива он возвращался бы на ближайший аэродром в беспилотном режиме, как обычный самолет. Таким образом, по сути это многоразовый ракетный модуль, в котором были применены стандартные авиационные технологии, вроде двигателя ТРД РД-33 от МиГ-29 и шасси от МиГ-23, что снижало его себестоимость.

Многоразовый ускоритель «Байкал»

Именно поэтому, когда НПО «Молния» и ГКНПЦ им. Хруничева представляли полноразмерный макет «Байкала» на авиасалоне МАКС-2001, европейцы проявляли к нему повышенный интерес. Однако, в данном случае сотрудничества не вышло. Здесь наступает самый грустный момент для российской космонавтики, НПО «Молния» - основной разработчик «Байкала» - просто не дожило до начала финансирования. Начался необратимый процесс развала производства, рабочие уходили, станки отправляли на металлолом, пустые корпуса сдавали в аренду. Такова жертва за либеральные реформы. Организация, разработавшая «Буран», обладающая современными технологиями, не смогла подстроиться под рыночную экономику. России «Бураны» были не нужны, долгое время предприятие пыталось выжить, разрабатывая проект облегченной версии челнока «МАКС», но он так и остался невостребованным. В военном плане он мог стать прямым конкурентом X-37B, того самого американского аппарата, с которого и началась статья. Пожалуй, и закончить ее стоит орбитальными самолетами, достаточно отметить, что России «МАКС» оказался не нужен, а в Америке Х-37В востребован и совершает полеты.