РН «Ангара-А5»

Первый запуск «Ангары-А5»

«Ангара-А5» — российская ракета-носитель тяжёлого класса семейства «Ангара», первая тяжёлая ракета-носитель, разработанная в России после распада СССР.

Головной разработчик и производитель — Государственный космический научно-производственный центр имени М. В. Хруничева.

Главный заказчик — Министерство обороны РФ.

Параметры

Запускается с пятью универсальными ракетными модулями УРМ-1, которые оснащены двигателями РД-191 (четыре модуля на первой ступени и один на второй).

Экологически чистое топливо ракеты (кислород + керосин) позволит снизить экологическую нагрузку от запусков на окружающую среду.

Стартовые комплексы: Плесецк, Восточный.

РКК «Энергия» планирует интегрировать в ракету пилотируемый транспортный корабль нового поколения «Федерация».

Варианты «Ангары-А5»

Испытания

Первый запуск Ангары-А5.1Л (1Л – первое летное изделие) успешно состоялся 23 декабря 2014 года в 8:57 МСК, с пусковой установки УСК 12П211 (Пл. 35) космодрома Плесецк. Масса РН составила примерно 768 тонн, масса макета полезной нагрузки — 2,04 тонны. Разгонный блок «Бриз-М» после нескольких коррекций орбиты вывел габаритно-массовый макет на геостационарную орбиту высотой 35,8 тыс. км, макет при этом от разгонного блока не отделялся. После выполнения основной задачи разгонный блок с макетом спутника был уведён на орбиту существования.

В 2015 году Центр им. Хруничева планировал построить один носитель «Ангара-А5». В 2016—2017 годах постройка «Ангары-А5» изначально не планировалась. С 2018 по 2020 год, как ожидалось в 2014 году, будет создаваться ежегодно по две тяжёлых «Ангары», в 2021—2022 годах — уже по четыре. В 2023 году планировалось произвести шесть ракет, а в 2024—2025 годах — выйти на ежегодный выпуск семи носителей «Ангара-А5».

До 2020 года у Роскосмоса действует контракт с Министерством обороны, в рамках которого проводятся летно-конструкторские испытания носителя. До 2021 года планируется совершить 5 запусков «Ангары-А5». 10 октября 2017 года исполняющий обязанности гендиректора Центра им. Хруничева Алексей Варочко сообщил СМИ, что по линии Минобороны РФ завод имеет заказ на изготовление 10 носителей.

Первый запуск «Ангары-А5» с космодрома Восточный планируется произвести в 2021 году. Так, в июне 2016 года ЦЭНКИ приступил к созданию наземной инфраструктуры для ракеты-носителя «Ангара-А5». Строительство стартового комплекса для запуска ракет «Ангара-А5М» планируется завершить в 2021 году.

Применение

Основной задачей эксплуатации РН «Ангара-А5» является выведение современных и перспективных тяжелых космических аппаратов на высокоэнергетические орбиты — геостационарные (спутники связи, метеоспутники, КА в интересах Министерства обороны), траектории полетов к Луне и отлётные траектории (АМС). Увеличение массы полезной нагрузки до 25—37 т относительно эксплуатируемой в настоящее время тяжелой РН «Протон-М» (ПН до 22 т на низкой околоземной орбите) позволит существенно увеличить и расширить возможности перспективных КА.

Военные пуски по линии министерства обороны РФ

До завершения летно-конструкторских испытаний и появления на космодроме «Восточный» стартового комплекса (ориентировочно — в 2021 году) основным заказчиком и пусковым оператором «Ангары» будет Министерство обороны РФ.

Гражданские пуски Роскосмоса

После завершения летно-конструкторских испытаний носителя с помощью “Ангары” предполагается запускать спутники ГЛОНАСС.

Российско-американскую миссию «Венера-Д» предлагается запустить с помощью «Ангары-А5» с космодрома Восточный в 2026 году.

В начале 2016 года с помощью тяжелой “Ангары-А5” планировалось выводить на орбиту с космодрома Восточный три аппарата семейства “Луч” – соответственно, в 2021, 2022 и 2024 годах. Кроме того, в 2025 году “Ангара” должна вывести на орбиту гидрометеоспутник “Электро-М”. Запуск миссии Фобос-Грунт 2 также возможен с помощью “Ангары”.

В конце сентября 2017 года глава Роскосмоса Игорь Комаров сообщил СМИ, что при создании международной лунной орбитальной станции Deep Space Gateway для вывода на орбиту шлюзового модуля в 2026 году будет использоваться РКН “Ангара-А5М”. После создания “Ангары-А5В” к Станции могут быть запущены тяжелые российские модули массой 10 т.

Коммерческие пуски

Сравнение характеристик РКН тяжёлого класса
Ракета-носитель	Страна	Кол-во запусков в год (всего)	Широта СК	Масса ПН, т			Диам. ГО, м	Объём простр-анства под обтека-телем, м³	Успеш. пусков, %	Цена пуска, млн $
				НОО	ГПО (остаточная ΔV до ГСО 1500 м/с)	ГСО
«Ангара-А5» (РБ «Бриз-М»)		0		22,3¹	5,4	2,8	4,35			$100 млн¹
«Протон-М» (РБ «Бриз-М»)		3-4	46°	22,4	6,35	3,7	4,35		90	$65 млн
Falcon 9 FT		9 (40)	28°	22,8	5,5-8,3		3,66		95	$61,2 млн
(¹) В период летно-конструкторских испытаний

Отмененные планы пусков

До середины 2017 года “Ангара” рассматривалась как основная ракета-носитель пилотируемой лунной программы России, но от создания пилотируемого варианта ракеты — “Ангары-5П” — было решено отказаться в связи с заменой ракеты-носителя на “Союз-5”. Таким образом, пилотируемая “Ангара” отложена на период после 2025 года. После окончания испытаний, начиная с 2021 года, «Ангару-А5» планировалось использовать также и для запусков “Федерации” к МКС.

Лунная пилотируемая программа на основе “Ангары” предполагала, что для отправки экспедиции на окололунную орбиту в 2025 году на корабле “Федерация” нужно было произвести два пуска «Ангары-А5В». Для высадки космонавтов на Луну в 2028—2029 годах предполагалось произвести четыре пуска — два парных запуска ракет «Ангара-А5В»:

• первый парный пуск: должен был выводиться разгонный блок с посадочным кораблем
• второй парный пуск: должен был выводиться посадочный и взлётный корабль

Доработка «Ангары» под пилотируемые пуски была связана с необходимостью соблюдения более высоких показателей безопасности по сравнению с носителем, предназначенным для запуска автоматических аппаратов. По словам научного руководителя Института космической политики Ивана Моисеева, для сертификации новой ракеты-носителя, пригодной для полётов людей, нужно не менее пяти испытательных запусков. Доработка включала бы в себя следующие позиции: повышение надежности двигателей, разработка специализированной системы аварийной защиты, доработка конструкции ракеты-носителя под пилотируемые пуски на корабле “Федерация”, разработка системы управления повышенной надежности. Кроме того, необходимо было бы выполнить ряд работ по наземной инфраструктуре, начиная от технического комплекса и заканчивая стартовым комплексом, который должен обеспечивать в случае нештатной ситуации быструю эвакуацию экипажа со старта. Стоимость этих работ была заложена в Федеральную космическую программу на 2016—2025 годы: доработка ракеты-носителя оценивалась в 10 млрд рублей, создание ракетного комплекса тяжёлого класса на Восточном (ОКР «Амур») оценивалось в 96 млрд рублей, оценка стоимости создания наземной космической инфраструктуры не озвучивалась (входит в ФЦП «Развитие российских космодромов», которую не приняли даже к середине 2017 года).

Существует проект создания с помощью «Ангары-5» российской лунной базы. Для создания базы в районе южного полюса Луны компания «Лин Индастриал» предлагает осуществить 13 пусков модернизированных ракет «Ангара-А5». Всего же для поддержания базы потребуется 37 пусков в течение пяти лет. Возможный срок реализации проекта — десять лет от начала принятия решения, из них пять лет — непосредственное развёртывание базы и работа экипажей. Стоимость программы оценивается в 550 млрд рублей. При этом имеющиеся долгосрочные программы «Роскосмоса» по созданию орбитальной и поверхностной лунных баз оцениваются на порядок дороже, а сроки их реализации отодвинуты на 2030-е — 2040-е годы.

Оценка стоимости запуска

В период летно-конструкторских испытаний (2014 – 2021 гг.)

В общую стоимость пуска ракеты (помимо её изготовления) входят пусковые услуги — транспортировка на космодром, предстартовая подготовка, сам запуск. Около половины затрат от себестоимости РКН приходится на двигатели первой и второй ступеней РД-191. Стоимость пуска в технико-экономическом обосновании проекта Федеральной космической программы на 2016—2025 годы оценивается для ракеты «Ангара» с разгонным блоком «Бриз-М» в сумму почти 800 млн рублей.

Расчётная стоимость доставки 1 кг груза на низкую опорную орбиту с помощью «Ангары-А5» составляет 2400 долларов США, для случая доставки на геопереходную орбиту этот показатель равен 4600. По состоянию на 23 декабря 2014 года, стоимость запуска «Ангары» вдвое превышает стоимость запуска РН «Протон-М» (140 млндолл. против 69—70 млн долл. за запуск «Протон-М»); по другим данным, стоимость запуска тяжёлой «Ангары» на 30—40 % дороже «Протона» (85—90 млн долл. против 65 млн долл. за запуск «Протона-М»). В технико-экономическом обосновании проекта Федеральной космической программы на 2016-2025 годы стоимость изготовления первой “Ангары-А5”, запущенной в конце 2014 года, составила около 4,5 млрд рублей (в ценах того года). Согласно документу, до 2025 года стоимость производства новой ракеты планируется снизить на 1 млрд рублей – до 3,5 млрд, т.е. до 58 млн долларов. 27 февраля 2017 года в опубликованном докладе отдела коммерческих космических перевозок Федерального управления гражданской авиации США была указана ориентировочная стоимость РКН «Ангара-А5», которая равнялась 100 млн долларов. Данная сумма на треть выше стоимости «Протон-М» (65 млн долларов) и на 40 % превышает стоимость Falcon 9 (61,2 млн долларов).

По завершению лётно-конструкторских испытаний в 2021 году, возможно запускать по 6—7 изделий в год, что, по планам, приведёт к удешевлению стоимости ракеты в полтора-два раза. Таким образом, стоимость запуска «Ангары» и «Протона-М» сравняются, а к 2025 году снизится до 55-58 млн долларов. Генеральный конструктор Центра им. Хруничева Александр Медведев заявил, что стоимость выпуска ракеты будет уменьшаться по мере роста объёмов производства: «Сегодня стоимость пуска „Ангары“ примерно на 30—40 % дороже, чем стоимость пуска „Протона“. Но надо иметь в виду, что себестоимость изготовления „Ангары-5“ будет уменьшаться с возрастанием количества изделий. Стоимость запусков тяжёлых ракет-носителей из семейства „Ангара“ к 2025 году будет почти на 20 % ниже, чем у „Протона-М“».

Слова Александра Медведева относительно стоимости запуска “Ангары” в сравнении с “Протоном”:

Первые экземпляры того же “Протона” были намного дороже, чем сегодняшняя его стоимость. Известная закономерность, которая касается не только ракет, но и любой сложной техники: первое изделие всегда более трудоемкое и дорогое. Причем в разы. Стоимость уменьшается в зависимости от номера изделия. Скажем, для “Протона” цена снизилась примерно в два раза где-то к 50-му изделию и пуску. Причем для некоторых элементов – в 3-4 раза. Поскольку в “Ангаре” повторяются одинаковые модули, то она станет дешевле гораздо быстрее. Примерно уже к десятому пуску.

Слова Игоря Комарова относительно стоимости запуска “Ангары”:

Завод может производить в год до двадцати современных и перспективных ракет-носителей. Но в связи с сокращением финансирования, в том числе по линии Минобороны, планы по производству “Ангары”, к сожалению, уменьшились в несколько раз. И сейчас может встать вопрос с загрузкой этих мощностей. Снижение заказов приведет фактически к простою и, как следствие, серьезному росту стоимости производства и пусков “Ангары”.

В период эксплуатации (после 2021 года)

Планируемая модификация

По состоянию на середину 2017 года планируется две модификации “Ангары-А5”:

• “Ангара-А5М” (2021 год, Восточный) – модернизированный вариант “пятерки” благодаря применению двигателей РД-191М.
• “Ангара-А5В” (2027 год, Восточный) – модернизированный вариант “пятерки” с верхней водородной ступенью.

Зимой 2015 года Роскосмос должен был начать рассмотрение проектов по созданию сверхтяжёлой ракеты-носителя, но в марте того же года было решено отказаться от его созданияпо причине отсутствия потребности в выведении на орбиту моногрузов массой 50—70 тонн), сосредоточившись на создании научно-технического задела и разработке отдельных систем и агрегатов для будущей сверхтяжелой ракеты (один из вариантов предполагает, что от РКН “Ангара-А5В” будет взята верхняя водородная ступень). Вместо носителя сверхтяжёлого класса решено создать модификацию «Ангары-А5» двойного назначения, способную выводить на орбиту как тяжёлые спутники в интересах Министерства обороны РФ, так и аппараты гражданского назначения. «Ангара-А5В» будет отличаться от «Ангары-А5» большей грузоподъёмностью за счёт замены третьей ступени с кислородно-керосиновой на кислородно-водородную (что, с точки зрения экономической эффективности, предполагается оптимальным решением) — это позволит поднять грузоподъемность на 10 тонн (рекомендации научно-технического совета Роскосмоса предусматривали выведение на низкую орбиту полезной нагрузки массой 35 тонн, в новом проекте требования выросли до 38 тонн); также модификации разгонного блока ДМ производства РКК «Энергия». Предварительная оценочная стоимость модификации составляла 37 млрд рублей. При этом вся программа создания ракеты с учётом строительства и оснащения наземной инфраструктуры для неё будет стоить 150 млрд рублей.

Впервые в истории отечественной космической промышленности новая ракета-носитель будет создаваться в кооперации трёх ведущих космических предприятий-конкурентов: Центра имени Хруничева, РКК «Энергия» и РКЦ «Прогресс». Данное решение стало инициативой руководителей всех трёх предприятий.

Хронология разработки

• 13 апреля 2015 года председатель научно-технического совета Роскосмоса Юрий Коптев сообщил СМИ, что первый пуск “Ангары-А5В” состоится в 2023 году.

• 22 апреля 2015 года председатель научно-технического совета Роскосмоса Юрий Коптев сообщил СМИ, что рассмотренный аванпроект “Ангары-А5В”, предложенный Центром им. Хруничева, принят и будет готов к концу 2015 года.

• конец апреля 2015 года – в Федеральной Космической Программе на 2016-2025 гг. было прописано, что первый полет “Ангара-А5В” с грузомакетом на борту состоится с космодрома Восточный в 2023 году, а в 2024 году носитель должен доставить на орбиту корабль “Федерация” в беспилотном режиме. Еще два пуска планировалось провести в 2025 году для пилотируемого облета Луны на корабле “Федерация”.

• конец 2015 года – аванпроект «Ангары-А5В» стал готов и разослан центром имени М.В. Хруничева в профильные НИИ для согласования. Первый полет носителя назначен на 2026 год.

• 22 января 2016 года в Рокосмосе заявили, что из-за сокращения ФКП на 2016-2025 гг. завершение наземной экспериментальной отработки “Ангары-А5В” планируется только в 2025 году. Проведение летных испытаний в этот период не предусмотрено.

• 12 апреля 2016 года научно-технический совет «Роскосмоса» утвердил аванпроект «Ангары-А5В» с целью создания носителя как средства доставки российских космонавтов на Луну в районе 2030—2035 годов.

• 13 апреля 2016 года глава Роскосмоса Игорь Комаров заявил СМИ, что первый запуск «Ангары-А5В» состоится в 2021 году, а в 2024 году “Ангара” выведет на орбиту пилотируемый корабль “Федерация”.

• 17 мая 2016 года генеральный конструктор Центра им. Хруничева Александр Медведев заявил СМИ, что эскизное проектирование «Ангары-А5В» начнется в 2017 году, а разработка ракеты-носителя будет завершена в 2025 году.

• 19 апреля 2017 года стало известно, что Роскосмос начал разработку эскизного проекта «Ангары-А5В», которая теперь стала относиться к классу “ракета-носитель тяжелого класса повышенной грузоподъемности”.

• 3 июня 2017 года вице-премьер Дмитрий Рогозин анонсировал РКН “Ангара-А5М”, запуск которой намечен на 2021 год с космодрома Восточный. От варианта “А5” модернизированный вариант будет отличаться применением модернизированного же двигателя РД-191М, тяга которого на 10% выше.

• 8 июня 2017 года вице-премьер Дмитрий Рогозин сообщил о форсированной разработке сверхтяжелого носителя, в связи с чем начаты научно-исследовательские работы по водородному двигателю РД-0150, который также будет использован в третьей ступени “Ангары-А5В”.

• 11 июля 2017 года глава Роскосмоса Игорь Комаров сообщил СМИ, что первый запуск “Ангары-А5М” произойдет с Восточного в 2021 году с космическим аппаратом, тип которого будет определен позднее.

• 31 июля 2017 года центр им.Хруничева опубликовал материалы, из которых следует, что “Ангара-А5М” и “Ангара-А5В” помимо использования форсированных двигателей РД-191М получат также и модернизированные ступени – модифицированные модули УРМ-1М (универсальны для “А5М” и “А5В”) и УРМ-2М. Также будет доработана система управления.

• 22 августа 2017 года исполняющий обязанности генерального директора центра имени М. В. Хруничева Алексей Варочко сообщил СМИ, что опытно-конструкторская работа по адаптации “Ангары” под космодром Восточный (ОКР “Амур”) находится на стадии выпуска конструкторской документации и будет завершена в конце 2018 года.

• 25 августа 2017 года исполняющий обязанности генерального директора центра имени М. В. Хруничева Алексей Варочко сообщил СМИ, что грузоподъемность “Ангары-А5М” на НОО составит 24,8–25 тонн. Разработка водородных технологий для использования в “Ангаре-А5В” находится только на стадии конструкторских проработок, поскольку не входит в Федеральную целевую программу развития космодромов России до 2025 года.

• В 2017 году в Роскосмосе заявили, что первый пуск “Ангары-А5В” с Восточного произойдет в 2027 году. Сама разработка носителя начнется только после создания “Ангары-А5М”.

Критика проекта

Проект новой модификации подвергается критике — в частности, за дороговизну. Юрий Коптев на пресс-конференции, проведённой 25 марта 2015 года по итогам заседания НТС, опроверг ряд критических замечаний, в частности, дороговизну программы разработки «Ангары» и её причастность к американским офшорам.

Бывший генеральный директор КБ «Салют» Юрий Бахвалов считает создание водородного варианта «Ангары» нереализуемым. Кроме того, опыт создания и эксплуатации водородных двигателей в России были утрачены к середине 90-х годов.

Бывший президент и генеральный конструктор РКК «Энергия» Виталий Лопота считает, что грузоподъемность носителей семейства «Ангары» явно недостаточна как для вывода на ГПО телекоммуникационных спутников (около 2,5 т у «Ангары-А5» против требуемых 5—6 т), так и для перспективных пилотируемых программ (необходимость многопусковой схемы «Ангары-А5В» против разового пуска носителя грузоподъемностью 75—80 т для облёта Луны на корабле «Федерация» в лунной программе). Примером может служить отказ Министерства обороны РФ в начале 2016 года от закупки спутников связи «Сфера-В», под которые не нашлось носителя подходящей грузоподъемности.

Крайне сложной задачей является осуществление лунной программы даже при использовании носителя в варианте с водородным разгонным блоком. В этом случае потребуется выполнить 4 пуска носителя, каждый — с интервалом не более трёх дней. Такой вариант потребовал бы наличия на космодроме «Восточный» стартовых столов сразу для двух носителей, в то время как там решено построить только один комплекс, что делает четырёхпусковую схему невозможной. Кроме того, конструкция «Ангары» не предусматривает увод носителя от стартовой площадки в случае отказа одного из двигателей. Авария на первой ступени приведёт не только к отмене всей пилотируемой экспедиции, но и к замораживанию всех пусков тяжёлых ракет с «Восточного» на время ремонтных работ.

Также критикуется концепция создания тяжёлого носителя из пакета лёгких модулей. Такое решение не идеально с точки зрения массовой эффективности ракеты (отношения полной стартовой массы ракеты к массе полезной нагрузки), но предполагалось, что этот подход позволит снизить цену как разработки, так и изготовления и эксплуатации всей серии ракет (от лёгкого до тяжёлого класса). Однако, по утверждению член-корреспондента Российской академии космонавтики Андрея Ионина, высказанному в 2013 году, ракета оказалась значительно дороже запланированного. С другой стороны, неназванный источник в компании-разработчике утверждал, что при переходе к серийному производству цена ракеты должна уменьшиться в 2,5 раза.

В конце июля 2017 года заместитель генерального директора РКК “Энергия” Александр Деречин заявил, что из-за высокой стоимости запуска РКН “Ангара-А5” является неконкурентоспособной на международном рынке.

Wikipedia