Развитие современной российской космической техники

Российская космонавтика в 2020 году: есть поводы для оптимизма

В последнее время все чаще приходится слышать, что Россия, некогда проложившая человечеству дорогу в космос, сдала все позиции и уже давно не только не лидер, но даже не игрок высшей лиги. Проблем у отечественной космонавтики действительно хватает. Однако это вовсе не повод сгущать краски. Научный и военный журналист Михаил Котов на страницах «Профиля» рассказывает, в каком состоянии на самом деле находится российская космонавтика, и чего она добилась за последний год.

Считая запуски

Ушедший 2020 год по количеству пусков ракет стал для «Роскосмоса» одним из худших. Осуществлено всего 15 пусков, при том, что заявлено было гораздо больше. Впрочем, тут гораздо важнее причины произошедшего, а не просто цифры. Часть проектов 2020 года «съехала вправо» из-за коронавируса. Это и европейско-российская марсианская миссия «Экзомарс-2020», и коммерческие запуски в пользу международной компании OneWeb (ракеты были готовы, а вот космические аппараты ко времени заказчик не смог привезти, в результате был произведен только один запуск в декабре).

Отдельно хочется сказать и о структуре запусков. В США и Китае все большая часть стартов — это частные ракеты-носители. И если SpaceX уже давно воспринимают как часть американской государственной космонавтики, то в 2020-м появилось еще множество начинающих игроков, в их числе компании Astra и Virgin Orbit. В ближайшие годы таких стартов будет все больше, а потому рассматривать количество запусков по странам как борьбу между NASA, «Роскосмосом» и китайской CASC уже нельзя.

Зато «Роскосмос» может похвастаться вторым подряд безаварийным годом. Раньше аварии, особенно по причине некачественной сборки и предстартовой подготовки ракеты-носителя, были настоящим бичом российской космонавтики. Во многом из-за этого в двухтысячных годах «Протон» приобрел дурную славу ненадежной ракеты. Однако последние безаварийные запуски показывают, что и «Протон» можно использовать успешно.

Иногда можно услышать, что улучшение статистики пусков — случайность, а не следствие усилий руководства «Роскосмоса». Но это не так. За последние годы было внесено множество изменений в систему контроля сборки и подготовки ракеты к старту. Появилась видеофиксация процесса, постоянно повышается сборочная дисциплина. Гораздо чаще стали переносить даты пусков. Все чаще брак в ракетах находят до запуска и успевают исправить ситуацию. Как итог — уже два безаварийных года.

В ожидании «Ангары»

Главным тестовым пуском минувшего года стал старт тяжелой ракеты-носителя «Ангара-А5», произведенный 14 декабря с космодрома Плесецк. Это второй старт по программе испытаний тяжелой «Ангары» — первый состоялся в далеком уже 2014-м. Почему промежуток между стартами получился таким длинным? Несколько лет назад производство ракет «Ангара» начали переносить из московского отделения Центра имени Хруничева на омский «Полет». Процесс этот оказался очень сложным и затянулся на несколько лет — в точности как в поговорке, приравнивающей один переезд к двум пожарам.

К тяжелой ракете «Ангара» есть много объективных претензий. Например, она слишком дорога, чтобы конкурировать на коммерческом рынке, а концепция ее создания, рассчитанная на массовое производство отдельных универсальных ракетных модулей (УРМ), к настоящему времени устарела. Тогда зачем российской космонавтике нужна «Ангара»? Главная причина — возможность иметь ракету, не зависящую от стартовых площадок в другой стране, как это сейчас произошло с «Протоном». Единственное место, откуда можно запускать тяжелые «Протоны», — это три площадки на космодроме Байконур, и в случае изменения политической ситуации Россия может остаться вообще без возможности запуска тяжелых ракет.

Чтобы избежать этой проблемы, и понадобилась «Ангара». Увы, ее создание и летно-конструкторские испытания изрядно затянулись. Правда, можно надеяться, что теперь дело пойдет быстрее. Полет 14 декабря подтвердил все запланированные характеристики, и теперь осталось дождаться третьего старта. Он запланирован на второй квартал 2021 года, испытываться будет совместная работа «Ангары» и нового разгонного блока «Персей». Если испытания пройдут, как запланировано, то начнутся запуски «Ангары» уже с реальными спутниками, а не с массогабаритными макетами. Ближайший такой старт запланирован на конец нынешнего года.

Кстати, именно с «Ангарой» в настоящее время серьезно завязана и российская пилотируемая программа. В 2021-м на космодроме Восточный начнется сборка стартового стола для «Ангары». С него можно будет совершать и пилотируемые запуски, в отличие от старта в Плесецке. Первый пуск «Ангары» с Восточного ожидается в августе 2023 года, а еще через несколько месяцев должен состояться первый старт с пилотируемым кораблем нового поколения «Орел»/»Федерация». Да, хочется, чтобы все это происходило гораздо быстрее, но увы.

Лучшая в мире

Вот уже более года на орбите работает «Спектр-РГ» — российско-германская орбитальная астрофизическая обсерватория, предназначенная для построения карты Вселенной в рентгеновском диапазоне энергий. Обсерватория работает в точке Лагранжа L2 системы Земля-Солнце в нескольких сотнях тысяч километров от нашей планеты и использует для наблюдения два телескопа в рентгеновском диапазоне: российский ART-XC и немецкий eRosita. Это без преувеличений уникальный проект, о котором мало известно широкой публике. На данный момент это лучшая рентгеновская обсерватория в мире, и она будет оставаться таковой как минимум 10−15 лет, по крайней мере до запуска европейской ATHENA.

За год плодотворной работы на основе данных, полученных «Спектром-РГ», было каталогизировано более одного миллиона рентгеновских источников. В основном это активные ядра галактик, звезды с сильными магнитно-активными горячими коронами и остатки сверхновых. Всего за полгода сканирования неба телескоп eROSITA смог удвоить полное число источников, зарегистрированных всеми спутниками в мире за 60 лет рентгеновской астрономии. В результате российские и европейские ученые смогут создать самую полную и точную карту Вселенной в рентгеновском диапазоне. Уже сейчас на основе собранных данных пишутся научные статьи, обрабатываются гигабайты информации и создаются новые теории.

Скоростной рекорд

Впервые в истории пилотируемый космический корабль «Союз» достиг Международной космической станции за рекордное время — всего за два витка или три часа и три минуты с момента старта. До сих пор так быстро до МКС запускали только грузовые космические корабли. Чтобы запустить космический корабль по такой схеме, требуются максимально точные расчеты баллистиков, включающие в себя постепенную потерю высоты станцией, маневры, для того чтобы избежать столкновения с космическим мусором, и даже солнечную активность. Необходимо максимально точно выдерживать время запуска — требуемое окно составляет считанные секунды.

Полеты по сверхкороткой схеме — это не рекорд ради рекорда, а серьезные возможности для будущего мировой космонавтики. Во-первых, три часа полета вместо классической двухсуточной схемы гораздо удобнее для космонавтов, которые могут проходить акклиматизацию и привыкание к невесомости не в стесненных условиях корабля, а на станции, где это гораздо проще.

Также это помогает уменьшить нагрузку и на Центр управления полетами. Как правило, работающие в ЦУПе специалисты все двое суток внимательно следят за полетом корабля. Теперь же их работа сокращается до трех часов. Кроме того, дополнительная работа ЦУПа — это еще и лишние денежные траты на запуск. Полеты по сверхкороткой схеме очень удобны для космического туризма. Для не самого подготовленного туриста три часа в корабле высидеть гораздо проще, чем двое суток полета.

Движение вперед

На 2021 год у «Роскосмоса» тоже серьезная программа. На август намечена долгожданная отправка российского лабораторного модуля «Наука» к Международной космической станции. Да, с задержкой на несколько лет, но в 2020-м модуль наконец покинул цех РКК «Энергия» и сейчас проходит финальные приготовления к запуску на Байконуре. Осенью следующего года по плану должен состояться запуск научного космического аппарата «Луна-25». В 2021 году состоится первый запуск модернизированного космического аппарата ГЛОНАСС-К2. Да, почти все делается гораздо медленнее, чем хотелось бы, но это не повод утверждать, что в России космонавтика умерла.

Часто говорится о том, что у нас совсем нет частной космонавтики. Это не совсем так. В России много проектов, несмотря на большие сложности с поиском инвесторов, правда, о них не всегда знает широкая публика. Это и «Космокурс», создающий частный космодром в Нижегородской области, и космические компании под патронатом «Сколково», и множество самостоятельных проектов. В 2020-м многие представители российских космических стартапов собрались в рамках «Летней космической школы 2020» и говорили о проблемах и достижениях в своей сфере. Глядя на этих ребят, не опускающих руки и верящих в будущее российской космонавтики, тоже хочется надеяться, что в следующем году российский космос добьется еще более серьезных успехов.

Источник

Россия в космосе. Как действительно обстоят дела в отечественной космонавтике

Легче «Союзу» пролететь через игольное ушко, чем спокойно поговорить в интернете о состоянии дел в российской космонавтике. Причина проста — искушению черно-белого мышления поддаются слишком многие, и в обсуждениях сталкиваются крайние позиции. Одни считают, что NASA пропадает без российских двигателей и мест на пилотируемых кораблях, другие уверены, что Роскосмос давно уже последнюю ракету под мостом без соли доедает. Реальность где-то между этими крайностями, но обсуждения обычно вместо поиска истины скатываются в ругань. Понимая эти риски, все-таки попробуем тезисно поговорить о том, в каком состоянии находится российская космонавтика.

Количество пусков

Тринадцать лет подряд Россия лидировала по количеству космических запусков. Но в 2016 году нас обогнали США и — впервые — Китай. В 2017 году одна частная компания SpaceX имеет шансы обогнать Россию по количеству запусков. Наше лидерство по этому параметру было предметом гордости, и его потеря стала поводом для расстройства. Насколько оно обосновано?

Количество пусков по странам с 2004 года

Большое количество российских запусков в последние годы имеет сразу несколько причин. Во-первых, развертывались прикладные спутниковые группировки — ГЛОНАСС для навигации, «Экспресс», «Ямал» для связи, «Ресурс» для дистанционного зондирования Земли, военные спутники. Во-вторых, активно запускались иностранные космические аппараты по коммерческим контрактам.

Когда в 90-х годах российские ракеты-носители вышли на мировой рынок, они оказались дешевыми и были очень востребованы.

Специально созданная компания ILS предлагала выгодные цены на «Протоны», и с 1996 года было произведено уже 98 пусков на самую коммерчески востребованную геостационарную орбиту. В-третьих, по пилотируемой программе каждый год стартует 4 «Союза» с космонавтами и 4–5 грузовых «Прогрессов», это уже как минимум 8 пусков в год.

Сейчас ГЛОНАСС развернута и требует меньшего количества запусков для поддержания группировки. С коммерческими контрактами ситуация ухудшилась: на рынок пусковых услуг пришла частная компания SpaceX, составив конкуренцию ценам ILS. В 2016 году авария «Протона» не привела к потере полезной нагрузки, спутник был успешно выведен на целевую орбиту, но расследование происшествия наложилось на обнаружение неправильного припоя в двигателях, и в результате «Протон» не летал почти год. Даже в пилотируемой программе убрали один грузовой «Прогресс», из-за чего пришлось сократить российский экипаж МКС с 3 человек до 2.

Парадоксально, но сокращение пусков является следствием и одной хорошей причины. В 80-е годы СССР производил в районе сотни пусков в год, но его связные спутники «Стрела» могли работать на орбите только полгода, а разведывательные «Зениты» — всего две недели.

Когда срок активного существования спутников настолько мал, он сводит на нет эффект от большого количества запусков. Сейчас наши спутники стали работать на орбите гораздо дольше, поэтому и запускать новые на замену нужно реже.

Также параллельно идет процесс замены ракет-носителей. Старые «Космос» и «Циклон» уже не летают, конверсионные «Днепры» тоже постепенно заканчивают свою карьеру. И если новый легкий «Союз-2.1в», впервые полетевший в конце 2013 года, в июне 2017 стартовал уже в третий раз, то у «Ангары» дела идут менее успешно. После двух испытательных пусков в 2014 году она до сих пор не начала летать с настоящими спутниками. Дело не только в устранении неизбежных замечаний после первых — пусть и успешных — пусков. Центр имени Хруничева, на котором производится «Ангара», переносит производство ракет в Омск и сокращает площади в Москве на 80 %. На фоне этих пертурбаций задержка с серийным производством, увы, закономерна.

Аварийность

Распространено мнение, что наши ракеты постоянно падают. Но статистика это не подтверждает. Если посмотреть относительную аварийность (количество аварий, разделенное на количество ракет), то видно, что показатели российской космонавтики находятся на сравнимом с другими странами уровне.

Относительная аварийность ведущих космических держав с 2004 года, потеря полезной нагрузки 1 балл, авария без потери полезной нагрузки — 0,5 балла

Кроме Европейского космического агентства, отличающегося почти нулевой аварийностью (причем единственное происшествие в 2014 году связано с нештатной работой российского блока «Фрегат» — спутники были выведены на нерасчетную орбиту, но успешно эксплуатируются), Россия, США и Китай показывают примерно одинаковую аварийность.

Почему же миф о постоянно падающих наших ракетах так живуч?

Во-первых, работа СМИ построена так, что успешный запуск проходит с минимальным освещением, а вот авария обращает на себя гораздо больше внимания. Во-вторых, космонавтика воспринимается как составная часть престижа страны, поэтому есть силы, которые всячески подхватывают новости об авариях, чтобы использовать их для доказательства того, что «в стране все плохо». Существует целый список мемов, который регулярно достается по любому поводу и лично у меня уже в зубах навяз. В-третьих, сама психология человека тяготеет к черно-белому мышлению, а для рационального анализа требуются интеллектуальные усилия. Ну и в-четвертых, несмотря на действительно хорошие усилия Роскосмоса по пиару, многое можно было бы сделать лучше.

Пиар

Можно услышать мнение, что дела у Роскосмоса идут хорошо, но он не умеет пиариться. Это не совсем верно — пиар-активность Роскосмоса довольно заметна. У агентства есть активно ведущиеся страницы в социальных сетях. Космонавты участвуют в эфирах, ведут свои страницы, и, например, в Instagram фотографии с орбиты весьма популярны. В 2016 году большие усилия были затрачены на слоган «Подними голову!».

Много хороших слов можно сказать о ТВ Роскосмоса. Они выпускают на YouTube две еженедельные передачи (до недавнего времени одна выходила на «России 24»), делают хорошие фильмы. Благодаря им мы можем подробно узнать о том, как тренируются космонавты.

Также они создали хорошую видеоэнциклопедию «Космонавты» и сумели выпустить очень симпатичные ролики по астрономии «а что, если бы».

В то же время возникает ощущение, что работе не хватает ресурсов и системности. Например, старт пилотируемого корабля — важное и волнующее событие. Но нет его равномерного и заметного освещения. Иногда выделяется больше ресурсов, пуск комментируют и пытаются обратить на него больше общественного внимания. Но временами, наоборот, качество работы проседает. Когда 28 июля стартовал пилотируемый «Союз», Северо-Западная Федерация космонавтики (энтузиасты-популяризаторы, не входящие в структуру Роскосмоса) организовала показ пуска на фестивале «Старкон». Но конкретно в этот раз качество трансляции было одним из худших за несколько последних лет, и это смазало старания людей. Увы, но за равномерно качественным освещением пуска приходится идти на NASA TV.

К сожалению, не заметно, чтобы на пиар выделялись серьезные ресурсы. Доходит до смешного — больше пятидесяти лет ракеты семейства «Р-7» летали без бортовых камер. Европейское космическое агентство в 2014 году на свои деньги купило пару комплектов камер, поставило их на приобретенные российские ракеты и получило шикарную картинку разделения боковых блоков первой ступени.

Роскосмос один раз поставил камеры на ракету, стартовавшую с космодрома «Восточный» в 2016 году, и все. И это при том, что кадры с ракеты в реальном времени показывают не только блестяще владеющая пиаром SpaceX, но даже Китайское космическое агентство.

Ну и, наконец, в чем-то с пиаром Роскосмосу банально не повезло. Самый зоркий телескоп, «Спектр-Р», который видит в тысячу раз лучше «Хаббла», работает в радиодиапазоне, и его результаты выглядят абсолютно не зрелищно при всей научной уникальности.

Хорошо и плохо

Космическая отрасль любой страны имеет свои сильные и слабые стороны — кто-то достиг многого в одном, у кого-то преимущества в другом, и у всех свои проблемы.

Сильные стороны:

1. Российская космонавтика имеет развитую прикладную составляющую. Одна из двух глобальных навигационных систем, геостационарные и низкоорбитальные системы связи, метеорологические спутники и спутники дистанционного зондирования Земли, группировки военных спутников — все это у нас есть. По количеству работающих спутников Россия занимает третье место после США и Китая.
2. Однозначно сильной стороной является пилотируемая космонавтика. Корабль «Союз» — надежный и эффективный, и даже после начала полетов американских пилотируемых кораблей будет неплохо смотреться на их фоне. Он может быть не особо комфортным, но без проблем проработает до появления нового корабля «Федерация». Огромное количество знаний и технологий наработано по орбитальным станциям и долговременному пребыванию человека в космосе.
3. Сохраняется первенство в отдельных направлениях. Например, у нас лучшие кислородно-керосиновые двигатели для ракет и отличные электрореактивные (ионные, плазменные) двигатели для спутников. Ракеты-носители «Протон» и «Союз» имеют огромную наработанную статистику эксплуатации, при этом постоянно модернизируются.
4. Разрабатываются потенциально прорывные технологии — ядерный буксир, детонационные двигатели, гиперзвуковые технологии (пока что для военного применения, в будущем могут использоваться для космоса), метановые двигатели.

Слабые стороны:

1. Нет собственных научных аппаратов за пределами земной орбиты. Да, они не могут пока принести прямую прибыль, но это интересные научные данные и много пиара. Частично эта проблема компенсируется участием в совместных проектах, когда наши приборы стоят на аппаратах других космических агентств — детекторы нейтронов на орбитах Луны и Марса, а также на «Кьюриосити» — наши. Проект «Экзомарс» является совместным с Европейским космическим агентством.
2. Есть провалы в некоторых технологических направлениях. Несмотря на то что мы умеем производить кислородно-водородные двигатели, они до сих пор не переходят из лабораторий на серийные ракеты. А эти двигатели очень выгодны на верхних ступенях. Есть проблемы с элементной базой для космических аппаратов.
3. Из лидера по выгодности коммерческих запусков наша космонавтика перешла в состав соревнующихся. Сейчас разрабатывается модификация «Протона» — «Протон Средний», который должен будет повысить конкурентоспособность на рынке пусковых услуг. Теоретически экономически эффективной должна была стать «Ангара», но без регулярных пусков нельзя сказать, оправдаются ли эти расчеты.
4. Нет четкого видения плана развития космонавтики на несколько лет вперед. Внезапные новости о том, что, например, на «Восточном» не будет пилотируемой «Ангары», а космонавтов будет возить с Байконура еще не спроектированная до конца ракета «Союз-5» (она же «Феникс»/«Сункар») заставляют ожидать новых внезапных изменений.

Космонавтика России, увы, не находится «впереди планеты всей» — есть области, где нас обгоняют. В то же время и хоронить ее категорически не верно — работа идет активно и достаточно неплохо. В ближайшие годы Россия даже при инерционном движении останется в списке ведущих космических государств (США, Россия, Китай) и агентств (Европейское космическое агентство, 22 страны).

Источник