«Протон-М» ждет серьёзная конкуренция с американской ракетой «Falcon 9»

8 декабря 2013 года с космодрома Байконур успешно была запущена ракета-носитель «Протон-М», которая вывела в космос английский спутник связи, являющийся одним из трёх аппаратов, при помощи которых англо-американская корпорация рассчитывает создать глобальную систему мобильной связи.

Выеденный на орбиту спутник должен обеспечить телекоммуникационные услуги на территории стран Европы, Азии, Африки и Ближнего Востока. Сейчас российская ракета-носитель «Протон» остается одной из наиболее востребованных для осуществления космических запусков. Однако уже в скором времени России, по всей видимости, придется серьезно подвинуться: рынок космических запусков ждет очень жесткая конкуренция. Американское космическое агентство НАСА занимается активным развитием программы частногосударственного партнерства в этой сфере.

Первым космическим коммерческим кораблем в этой программе стал запущенный в космос Dragon, разработанный компанией SpaceX. В мае 2012 года он успешно доставил на МКС 500 кг полезных грузов. Специально для данного космического аппарата была создана ракета-носитель Falcon. 4 декабря 2013 года с космодрома, расположенного на мысе Канаверал, данная ракета успешно вывела на орбиту спутник связи. И хотя старт удалось осуществить только с третьей попытки, спутник был успешно выведен на земную орбиту. Главное же в этом событии заключается в том, что запуск американской ракеты Falcon обошелся на 30 млн. долларов дешевле, чем использование для этих целей российских «Протонов».

Первоначально запуск ракеты Falcon 9 с телекоммуникационным спутником SES 8 на борту должен был состояться еще 25 ноября 2013 года, но во время подготовки ракеты к старту несколько раз отмечались различные технические неполадки, из-за этого старт был отложен. Запуск ракеты-носителя был перенесен на День благодарения — праздник, отмечаемый в США 28 ноября. Но и в этот раз при подготовке к старту произошел сбой: автоматика остановила старт ракеты уже после зажигания, так как мощности двигателей ракеты увеличивались недостаточно быстро. Ракета Falcon 9 была снята со стартовой площадки и отправлена в ангар для проведения процедуры проверки двигателей. Следующая попытка запуска была запланирована на 2 декабря, но запуск был отложен на 4 число для проведения дополнительной проверки. В итоге 4 декабря запуск все же состоялся и закончился успешно.

Ракета Falcon 9 является двухступенчатым кораблем, который был разработан частной компанией из Калифорнии SpaceX. Основателем компании является американский миллиардер Элон Маском. Специалисты компании говорят о том, что созданная ими ракета является самым дешевым на данный момент времени средством для вывода различных аппаратов в космос. Стоимость запуска американской ракеты составляет от 56 до 77 млн. долларов. В то же время стоимость запуска в космос российского «Протона» составляет 100 млн. долларов, а европейской ракеты-носителя Ariane 5 — 200 млн. долларов.

Falcon 9 («Сокол 9») — это американская одноразовая ракета-носитель семейства Falcon, разработанная компанией «SpaceX». Первый запуск данной ракеты состоялся 4 июня 2010 года. В настоящее время предлагаются разнообразные варианты конфигурации данной ракеты-носителя, которые отличаются по массе полезной нагрузки доставляемой на орбиту. Ракеты Falcon в состоянии доставить на низкую опорную орбиту (НОО) грузы в диапазоне 10,4-32 тонн и на геопереходную орбиту (ГПО) в диапазоне 4,7-19,5 тонн. Стоимость запуска зависит от массы и объема полезной нагрузки (для ракеты «Фалкон 9» эти значения составляют 10 и 4,7 т соответственно). Контейнер полезной нагрузки имеет размеры в диапазоне 3,6-5,2 метра. Ракета Falcon 9 может использоваться также для запуска в космос коммерческого пилотируемого космического аппарата (ПКА) Dragon и его грузового аналога, предназначенного для доставки грузов на МКС. Данные корабли также разработаны компанией SpaceX.

Базовая версия ракеты-носителя состоит из 2-х ступеней. Первая ступень ракеты использует 9 ЖРД Мерлин 1C, а вторая ступень — 1 ЖРД Мерлин Вакуум, который является модификацией того же двигателя, адаптированного для работы в вакууме. Точно также, как и ракета-носитель Falcon 1, последовательность запуска ракеты Falcon 9 предполагает наличие возможности остановки процесса запуска в случае обнаружения проблем с системами и двигателями ракеты перед стартом. Если обнаружены какие-либо неисправности, процесс запуска прерывается и происходит откачка окислителя и топлива из ракеты. Благодаря этому для обеих ступеней ракеты-носителя предусмотрена возможность их повторного применения и проведения полноценных стендовых испытаний перед полетом в космос.

Еще одним ударом по российской космонавтике может стать отказ американцев от доставки астронавтов с помощью российского космического корабля «Союз». По подсчетам специалистов, каждое место для астронавта на борту российского корабля обходится американскому бюджету в 65 млн. долларов. Поэтому американское космическое агентство рассчитывает к 2017 году полностью отказаться от услуг «Роскосмоса». Предполагается, что к этой дате частные космические корабли будут доставлять в космос не только полезные грузы, но и астронавтов. На примете уже есть корабли Dragon и Cygnus. При этом еще 2 космических аппарата готовят компании Boeing и Sierra Nevada.

Ракета-носитель «Протон-М»

Российская ракета-носитель «Протон-М» является модернизированной версией ракеты-носителя «Протон-К», она отличается лучшими эксплуатационными, энергомассовыми и экологическими характеристиками. Первый запуск данной ракеты с разгонным блоком «Бриз-М» состоялся 7 апреля 2001 года. «Протон-М» — это трехступенчатая ракета-носитель, масса которой составляет около 702 тонн. Использование в составе ракеты «Протон-М» увеличенных головных обтекателей, в том числе диаметром 5 метров, позволяет более чем в 2 раза увеличить объем для размещения на борту полезной нагрузки. Проведенное увеличение объема головного обтекателя ракеты позволяет, помимо всего прочего, применять на «Протоне-М» некоторые перспективные разгонные блоки.

Основная задача модернизации ракеты заключалась в замене ее СУ — системы управления, которая была разработана еще в 1960-е годы и морально устарела, в том числе и по элементной базе. В результате модернизации ракета «Протон-М» получила новую СУ, которая построена на базе БЦВК — бортового цифрового вычислительного комплекса. Главные элементы данной системы прошли предварительно летные испытания на других ракетах-носителях, которые уже успешно эксплуатировались. Использование новой системы управления позволило существенно улучшить технико-эксплуатационные показатели ракеты. К примеру, удалось добиться улучшения показателя расхода бортового запаса топлива за счет более полной его выработки.

Важной задачей, которая была реализована при проектированной данной ракеты, стало уменьшение площади полей, которые отводятся для падения отработавших первых ступеней ракеты-носителя. Стоит отметить, что для России, которая осуществляет запуски с арендованного у Казахстана космодрома, это очень актуальная проблема. Уменьшение площади полей падения отработавших первых ступеней ракеты было реализовано с помощью управляемого спуска ускорителя 1-й ступени на ограниченную в размерах площадку.

Стоит отметить, что сокращение размеров полей падения ступеней ракеты, помимо сокращения арендной платы, позволяет также упростить задачи по сбору и последующей утилизации остатков 1-й ступени ракеты-носителя. Помимо этого, элементы первой ступени ракеты падают на землю уже почти «чистыми» — циклограмма работы ЖРД первой ступени ракеты построена таким образом, что обеспечивает полную выработку компонентов из баков ракеты, что ведет к росту экологических показателей «Протона-М».

Помимо этого, использование в составе ракеты-носителя нового разгонного блока «Бриз-М», который работает на таких компонентах топлива как несимметричный диметилгидразин и азотный тетраксид, позволило улучшить показатель полезной нагрузки, которая может выводиться на геостационарную орбиту — до 3,7 т, а на геопереходную орбиту — более 6 тонн.

Источники информации

http://www.vesti.ru/doc.html?id=1164795

http://www.federalspace.ru/465

http://ria.ru/space/20131204/981732999.html

http://ru.wikipedia.org/wiki/Falcon_9

Сергей Юферев

Источник: http://topwar.ru