РАКЕТЫ БУДУЩЕГО
А. МЕДВЕДЕВ.
- Все начиналось с ракет, способных наносить удары по территории противника. Со временем полеты в космос стали преследовать и хозяйственные цели. Огромную пользу, которую получает человечество благодаря присутствию в космосе, подтверждает хотя бы тот факт, что не только США и Россия, не только европейские страны и Китай, но и Япония, Корея, Малайзия, Индия начали вкладывать средства в космическую отрасль. Космический бюджет отнюдь не богатой Индии достигает 500 млн долларов в год. Мы вкладываем в два раза меньше, но производим за год 30 пусков (против 1-2 в Индии). Подготовку и осуществление запусков космических аппаратов теперь финансируют и частные компании.
Узнавая из телевизионных новостей о погоде на завтра, мы подчас и не задумываемся, что данные о процессах, идущих в атмосфере, метеорологи получают благодаря снимкам, сделанным из космоса. Или посмотрите на жилые дома в Москве - сколько на фасадах спутниковых тарелок!
Космические спутники имеют для России, возможно, даже большее значение, чем для многих других государств. В нашей стране существуют огромные малонаселенные территории без всякой инфраструктуры. Но там летают самолеты и вертолеты, работают люди. Обеспечить им бесперебойную связь и навигацию можно только из космоса.
А системы космического мониторинга? По фотографиям со спутников можно узнавать о перспективах на будущий урожай и даже открывать месторождения полезных ископаемых. Можно следить за состоянием огромных лесных массивов - снимки в инфракрасных лучах показывают, где возникают очаги болезни. То же касается лесных пожаров, наносящих стране ущерб в миллиарды рублей. Если будет действенная система мониторинга - будет и четкий контроль ресурсов и их использования.
- Какие возможности у нас есть, чтобы создать эффективную систему мониторинга?
- Сегодня мы создаем целостную систему, в состав которой войдут семь космических аппаратов и развитая наземная структура, предназначенная управлять этой группой спутников. Мы работаем в соответствии с федеральной программой и первый спутник запустим уже летом этого года. А самое позднее - к 2007 году полностью развернем сеть космического мониторинга. С ее помощью будем получать информацию для разных отраслей - от сельского хозяйства и геологии до рыболовства и топографии.
- Можем ли мы делать дешевые и экологичные ракеты?
- В мировой космонавтике сейчас очень четко проявилась тенденция снижать затраты на создание космических аппаратов, систем слежения и управления, а также ракет-носителей, которые доставляют эти аппараты на околоземные орбиты. Спутников в настоящее время запускают много. Они различаются и по назначению, и по массе, и по размерам. Понятно, что использовать один тип ракеты для вывода многотонного спутника и спутника массой в несколько десятков килограммов нецелесообразно. Но и создавать под каждый спутник свою ракету бессмысленно. Сейчас в России используются ракеты-носители шести типов - и даже этого слишком много. Наша цель - перейти к двум, максимум трем типам ракет. Пока уверенно можно говорить о двух типах ракет, которые будем применять в будущем. Во-первых, это "Союз-2", представляющий модернизированный вариант знаменитой королевской "семерки", его первый пуск должен состояться в нынешнем году. Во-вторых, новое семейство ракет "Ангара".
- "Ангару" называют ракетой будущего? Расскажите о проекте поподробнее.
- Работы над этим типом ракет мы начали в 1995 году. Руководство страны определило главную задачу: обеспечить России независимый выход в космос. В ХХ веке большинство космических аппаратов запускали с Байконура. Сергей Павлович Королев в преддверии космической эры неслучайно выбрал для космодрома это место. Оно находится на юге, и оттуда дешевле запускать спутники на геостационарные орбиты, близкие к плоскости экватора. Кроме того, Байконур был расположен вдалеке от государственных границ, поэтому отделявшиеся первые ступени просто не могли попасть на территории соседних стран. Падение ступеней ракет на нашу территорию - тоже зло, но вынужденное; нам не повезло, как американцам: те запускают ракеты с мыса Канаверал во Флориде, и первые ступени благополучно падают в Атлантический океан и тонут.
Теперь Байконур в Казахстане, пусть дружественной, но независимой стране. Благо, президенты России и Казахстана договорились о продлении аренды космодрома до 2050 года. Но все равно в наших отношениях присутствует один щекотливый момент: мы запускаем спутники не только гражданского, но и военного назначения. Если руководство Казахстана начнет против этого возражать, то не будь у нас других космодромов, в частности Плесецка, Россия оказалась бы в трудном положении.
- Значит, Плесецк - некая подстраховка?
- Плесецк удобен и в другом отношении. Принято считать, что, чем ближе место старта к экватору, тем лучше. Поэтому и строят космодромы в Африке, создали даже плавучий "морской старт", который можно расположить непосредственно на экваторе. И действительно, запуская спутник на геостационарную орбиту из средних широт, приходится сообщать ему дополнительную скорость 450-470 м/с. Но на геостационарные орбиты выводят в основном спутники связи и телевизионные ретрансляторы. Находясь на такой орбите, спутник как бы "зависает" над одной точкой земной поверхности, и не нужно постоянно подстраивать антенну, чтобы сохранять устойчивый прием.
Однако назначение спутников далеко не ограничивается телевидением. Метеоспутники, например, должны наблюдать за всей поверхностью Земли, а для этого больше подходит полярная орбита. При выводе спутника на такую орбиту с северного Плесецка дополнительная скорость только мешает. И мы разрабатываем ракеты семейства "Ангара" с расчетом запускать их именно с Плесецка. С Байконура продолжат стартовать ракеты с пилотируемыми кораблями и коммерческими аппаратами.
Создавая "Ангару", мы преследовали и те цели, о которых вы упомянули: экологичность и экономичность. Размер ущерба, который мы наносим природе, в первую очередь определяется видом топлива. К сожалению, никто, и мы в том числе, не застрахован от аварий, и падение баков первых ступеней ракет с остатками топлива очень болезненно воспринимается общественностью. Мы разделяем озабоченность экологов: ведь использовавшиеся компоненты топлива, например азотный тетраоксид (АТ) или несимметричный диметилгидразин (НДМГ), ядовиты (в скобках я бы заметил, что выбросы промышленных предприятий вредят природе в несравнимо большей степени, чем разлившееся ракетное горючее). Поэтому для "Ангары" мы выбрали относительно безвредные керосин и кислород.
Теперь об экономичности. В середине шестидесятых годов, когда создавался знаменитый "Протон", нам выделяли столько средств, сколько мы просили. Правда, ограничивали - и очень жестко - в сроках. Сегодня наши ресурсы уменьшились, и мы применили известное правило: чем больше в конструкции унифицированных деталей и узлов, тем она дешевле. Начали с разработки универсального модуля первой ступени. Им комплектуются все классы ракет - от легкого до сверхтяжелого. Сделали мы одинаковыми и топливные баки. Раньше, скажем, после изготовления шпангоута (детали, соединяющей цилиндрическую часть бака со сферической) для одного бака приходилось перепрограммировать станок, а на это уходило немало времени. Наконец нам удалось обойтись всего шестью двигателями, тогда как на том же "Протоне" их в два раза больше.
В "Ангаре" номенклатура деталей меньше, значит, серийность ее производства повышается, а стоимость соответственно становится ниже.
- А что нового в разгонном блоке "Ангары"?
- Разгонный блок "Ангары" представляет собой комплекс топливных баков и двигателя второй ступени. Он начинает работать после отделения первой ступени и доводит скорость ракеты до космической. В перспективе мы планируем оснащать ракеты кислородно-водородным разгонным блоком (КВРБ), а пока будем пользоваться блоком "Бриз-М", созданным для "Протона".
Это относительно новая разработка. Прежде на "Протон" ставили разгонный блок "ДМ" длиной 6,5 м. У "Бриза" длина составляет всего 2,6 м (мы его даже называем "таблеткой"), следовательно, под обтекателем удается разместить больше полезного груза.
Особенность нового разгонного блока состоит в том, что его двигатель допускает до десяти включений. Поэтому с помощью блока можно вывести одной ракетой несколько спутников, причем каждый - на свою орбиту: ракета выходит на первую орбиту, отстыковывает спутник, включается двигатель, ракета переходит на новую орбиту, отстыковывает второй спутник и так далее.
Что касается кислородно-водородного блока, мы возлагаем на него большие надежды. В абсолютных цифрах этот блок получается дороже как по конструкции, так и по стоимости горючего (водорода). Но он может доставить на орбиту такой тяжелый аппарат, с каким "Бризу" не справиться. Если взять в качестве примера низкую (до 200 км) орбиту с наклоном 63° (по широте космодрома Плесецк), то есть энергетически самую выгодную, то оснащенная кислородно-водородным разгонным блоком "Ангара" тяжелого класса выведет на нее до 27 тонн полезного груза. При старте с того же Плесецка ракета выведет на геостационарную орбиту высотой около 38 500 км (это, напротив, самый тяжелый с точки зрения затрат энергии случай) аппарат массой до 4,5 тонны.
- Можете назвать сроки, когда начнутся пуски "Ангары"?
- Мы планируем провести первый пуск в 2005 году. Прежде чем пуски станут регулярными, нужно набрать статистику. Поэтому вначале ракеты станут летать 1-2 раза в год. Постепенно соотношение числа пусков "Протона" и "Ангары" поменяется в сторону последней. Но в течение лет десяти летать будут и та и другая ракета.
- Кроме ракет вы создаете космические аппараты?
- Очень важное направление нашей работы - малые космические аппараты. К ним относятся устройства массой 500-600 килограммов. Достижения высоких технологий позволяют обеспечить им такие функциональные возможности, какие прежде были у "монстров", весивших от 3 до 10 тонн.
В области космических аппаратов наиболее обещающим можно считать проект универсальной платформы "Яхта". Здесь есть аналогия с железной дорогой: наша "Яхта" выполняет ту же роль, что и вагоны-платформы товарных поездов, - они все одинаковые, а грузы на них перевозят самые разные.
Любой спутник или космический аппарат состоит из двух основных частей: целевой, ради доставки которой на орбиту и производят пуск, и сервисной. Целевой блок может представлять собой телескоп для наблюдения за поверхностью Земли или за объектами Вселенной, радар, ретранслятор телевизионных сигналов. Сервисный блок должен производить ориентацию космического аппарата, стабилизацию его положения в пространстве, обеспечивать себя и целевой блок электроэнергией. Ясно, что целевой блок на каждом аппарате уникален, а вот сервисный можно сделать универсальным и тем самым во много раз снизить затраты на разработку и изготовление космического аппарата.
Пока наша "Яхта" существовала лишь в чертежах, но сейчас мы приступили к созданию на ее базе аппарата "Монитор" для наблюдения из космоса за поверхностью Земли и телекоммуникационного спутника для Казахстана.
- И в заключение, пожалуйста, несколько слов о работах на дальнюю перспективу.
- Я уже рассказывал о кислородно-водородном разгонном блоке - его мы начнем эксплуатировать в 2006-2007 годах. Кстати, в мае 2003 года в Индии была запущена ракета-носитель с разгонным блоком "12 КРБ", изготовленным в нашем центре. В нем как раз используется кислородно-водородное топливо.
Сегодня перед нами стоит важная задача: исключить падение отработавших ступеней ракет-носителей на землю. Блоки первой ступени будут после отделения от ракеты возвращаться к месту старта, а вторая ступень, головной обтекатель и другие фрагменты - выводиться на баллистическую траекторию и падать в акваторию Мирового океана.
С этой целью совместно с НПО "Молния" мы разрабатываем многоразовые ускорители "Байкал" для ракет-носителей семейства "Ангара". Их станут использовать для первых ступеней. Блоки будут отделяться, когда ракета достигнет скорости, в 6-7 раз превышающей звуковую. Такая скорость не настолько велика, чтобы при возвращении "Байкалов", когда те войдут в плотные слои атмосферы, их конструкция нагревалась до опасно высоких температур. Следовательно, можно обойтись без теплозащитного покрытия, применяемого на американских челноках и нашем "Буране", и сделать использование "Байкалов" намного дешевле.
После отделения у ускорителя раскрывается крыло, и он планирует к месту старта, подчиняясь командам бортовой системы управления.
Читайте в любое время
