От боевых ракет к космическим

С чего все начиналось?

К средине 20 века человечество попало в «ядерную западню». По сравнению с другими видами вооружений, простое качественное и количественное превосходство единиц ОМП любой из стран мира не гарантировало победу. Сам факт массового использования ядерных боеголовок одной из стран может привести к гибели всего человечества. С 70-х годов стратегический паритет выступает гарантией мира, однако, оружие массового поражения выступает инструментом оказания политического давления.

Гарантированный ответ или первый удар?

Сегодня само наличие и количество зарядов отыгрывает уже второстепенную роль. Теперь актуальная задача заключается либо в возможности безнаказанной атаки, либо обеспечить возмездие стране-агрессору. Если разворачивание глобальной системы ПРО американского производства призвано выполнять наступательную доктрину, то разработка оружия ответного удара – главное и приоритетное направление развития стратегических сил России.

На сегодняшний день основой РВСН выступают носители «Воевода» (они известны, как «Сатана»). ИХ не могут перехватить никакие противоракетные системы. Эти МБР производились еще в советское время в Днепропетровске, который после распада СССР стал украинским.

При всех своих преимуществах комплексы стреляют, как и любая военная техника. Не так давно военные аналитики предполагали, что срок их эксплуатации продолжился до 2022 года, но современная политическая ситуация, связана с конкретными вопросами технического обслуживания, диктуют уменьшение оставшегося до их тестирования времени. Но задача принятия на вооружения современного стратегического носителя «Сармат» стала еще более актуальной. В 2018 году ракета должна сменить стоящие на вооружении в шахтах «Воеводы».

Соотношение сил

На сегодняшний день ядерное оружие, находящееся на вооружении всех стран распределено таким образом: приблизительно 45% подобных боевых запасов приходится на РФ и США. Число зарядов известно и согласно договору СНВ-3 составляет приблизительно по 1550 шт. наземного и морского базирования плюс 700 шт. на авиационных средствах.

По количеству носителей картина немного другая. У России их 528, а у Америки – 794. Но это не говорит о преимуществах вероятного противника, просто США располагает большим количеством моноблочных систем.

90% всех атомных (нейтронных, водородных) зарядов находится на вооружении американской и российской армии. Остальными 10% располагают КНР, Британия, Франция и прочие страны «ядерного куба». Сложно сказать какую сторону выберут государства при глобальном конфликте. Не исключено, что многие из них (которые не входят в НАТО) выберут нейтралитет.

Самая большая ракета, когда-либо летавшая в космос

Любому материальному телу, которое вдруг решило покинуть Землю, требуется для этого некоторое количество энергии. И чем тяжелее объект, тем больше ее нужно. Поэтому любая космическая ракета, по сути, является огромной бочкой с топливом. Полезная нагрузка, которую она должна вывести в космос, весит гораздо меньше, чем сама ракета. И если полезная нагрузка имеет большую массу, то для преодоления притяжения Земли потребуется еще больше топлива. А еще больший объем топлива еще больше увеличивает общую массу ракеты. Что, в свою очередь, требует еще большего количества топлива!

Нужна мощная ракета

И это серьезная проблема. Вес ракеты, несущей крупный груз, вырастает до немыслимых значений.

Но однажды одни люди сказали другим — ах так! Тогда мы… полетим… ммм… на Луну! Вот!

И разработали план полетов к нашему единственному спутнику. Так появилась на свет программа «Аполлон».

Эта была ошеломляюще амбициозная задумка. Ее целью являлась высадка человека на Луне. Впервые в истории человечества. Ну и конечно благополучное возвращение этих людей на Землю. Однако решение этой задачи привело к возникновению целого ряда проблем. Одна из которых заключалась в том, что для ее решения нужна была просто колоссальная по мощности ракета. Которая не должна была быть уж слишком грузной. И запросто могла бы вывести в космос достаточно тяжелую полезную нагрузку.

Чудо-ракета

И людям удалось создать подобное чудо! Ракета, способная доставить человека на Луну, была создана. Она получила название «Сатурн-5». Первая ступень ракеты была самой большой. Она имела высоту 42 метра. Пять двигателей, получивших название Rocketdyne F-1, работали на керосине и кислороде. Они были настолько мощными, что после завершения программы «Аполлон» им больше не нашлось применения.

Эти огромные двигатели сжигали 15 тонн топлива в секунду. Суммарно создавая невероятные 34 000 кН тяги. Первая ступень ракеты «Сатурн-5», имеющая размеры 36 этажного дома, взлетала до 61 км над уровнем моря. Это происходило всего за 2,5 минуты. После ее отключения вступали в работу пять двигателей J-2 второй ступени. Эти двигатели, которые не видно в момент старта, включались, чтобы доставить оставшуюся часть машины на высоту 185 км от поверхности Земли. Их топливо — кислород и водород. Время работы — 6 минут. Суммарная тяга — 5100 кН.

Третья ступень, последняя и самая маленькая, оснащалась одним двигателем. Его название — J-2. Это устройство разгоняло полезную нагрузку, которую несла ракета «Сатурн-5», до 40 000 км / ч. Этого было вполне достаточно, чтобы направить полезную нагрузку к Луне. Двигатели третьей ступени использовала то же топливо, что и двигатели предыдущей. Тяга — 1000 кН.

Монстр в космосе

Ракета «Сатурн-5» была изготовлена с использованием алюминия, полиуретана, асбеста, пробки и титана и многих других материалов. Она имела примерно в 4 раза большую грузоподъемность, чем другой космический монстр — Space Shuttle.

Весь пусковой комплекс «Сатурн-5» весил 2 800 000 кг на стартовой площадке. То есть в 16 раз больше самого крупного и тяжелого животного на планете Земля — ​​голубого кита. Вес которого достигает 177 тонн.

Эта гигантская ракета выходила в космос 13 раз, в период с 1967 по 1973 год. Кроме программы «Аполлон» ее использовали для вывода на орбиту космической станции Skylab.

И по сей день «Сатурн-5» остается самой большой, самой тяжелой и самой мощной ракетой, когда-либо летавшей в космос.

Эволюция и будущее

История

Почтовый конверт, посвященный первому в мире запуску космического аппарата в сторону Луны

Первым теоретическим проектом ракеты-носителя был «Lunar Rocket», спроектированный Британским межпланетным обществом в 1939 году. Проект представлял собой попытку разработки ракеты-носителя, способной доставить полезный груз на Луну, основанную исключительно на существующих в 1930-х годах технологиях, то есть был первым проектом космической ракеты, не имевшим фантастических допущений. Ввиду начала Второй мировой войны работы по проекту были прерваны и существенного влияния на историю космонавтики он не оказал.

Первой в мире настоящей ракетой-носителем, доставившей в 1957 году груз (искусственный спутник Земли №1) на орбиту, была советская Р-7 («Спутник»). Далее США и ещё несколько стран стали так называемыми «космическими державами», начав использовать собственные ракеты-носители, а три страны (а значительно позже также и четвёртая — Китай) создали РН для пилотируемых полётов.

Самые мощные используемые на данный момент ракеты-носители — это российская РН «Протон-М», американская РН «Дельта-IV Heavy» и европейская РН «Ариан-5» тяжёлого класса, позволяющие выводить на низкую околоземную орбиту (200 км) 21—25 тонн полезного груза, на ГПО — 6—10 тонн и на ГСО — до 3—6 тонн.

В прошлом были созданы (в рамках проектов высадки человека на Луну) и более мощные ракеты-носители сверхтяжёлого класса — такие, как американская РН «Сатурн-5» и советская РН «Н-1», а также, позднее, советская «Энергия», которые в настоящее время не используются. Соизмеримой мощной ракетной системой была американская МТКС «Спейс шаттл», которую можно было рассматривать как РН сверхтяжёлого класса для вывода пилотируемого корабля 100-тонной массы, или как РН всего лишь тяжёлого класса, для вывода на НОО прочей полезной нагрузки (до 20—30 тонн, в зависимости от орбиты). При этом космический корабль-челнок являлся частью (второй ступенью) многоразовой космической системы, которая могла использоваться только при его наличии — в отличие, например, от советского аналога МТКС «Энергия—Буран».

Стартовые площадки

Запуск может осуществляться с Байконура (на базе стартового стола для ракеты-носителя «Зенит», Морского старта и Восточного).

Комплекс «Байтерек» на Байконуре

В 2004 году Казахстан и Россия заключили договор о разработке РКК «Байтерек». Поначалу предполагалось, что с этого комплекса будут осуществляться пуски РН «Ангара». Однако в 2013 года приняли решение о разработке комплекса на базе ракеты «Зенит», а также имеющейся для нее инфраструктуры. Но события 2014 года на Украине (сборка ракет проходили в Днепропетровске на заводе «Южмаш»), заставили приостановить этот проект.

После включения в Федеральную космическую программу России в 2015 году до 2025 года проекта по разработке РН среднего класса Россия предложила Казахстану совместную реализацию проекта «Байтерек» с применением этой ракеты. Комплекс планировали разработать на базе площадки космодрома № 45, который предназначен для запуска ракеты «Зенит».

Начиная с января 2018 года, инфраструктура для ракеты будет передаваться в собственность Казахстану. Площадка состоит из 2 пусковых установок: разрешенную аварией, произошедшей в 1990 году и используемую в рамках проекта «Наземный старт».

Эксперты предполагали, что российские носители при запуске с космодрома Байконур будут сбрасывать створки головного обтекателя над Китайским Синьцзян-Уйгурским автономным районом, по этой причине для обеспечения абсолютной безопасности, Роскосмос планирует арендовать в Китае участок размером около 10 000 кв. км, где запрещено строить промышленные объекты и города.

В начале лета 2017 года Игорь Комаров, глава Роскосмоса сообщил СМИ, что государственная корпорация собирается ускорить разработку комплекса «Байтерек» посредством модернизации стартового стола для РН «Зенит» на космодроме Байконур для выполнения пилотируемого старта в 2022 году.

Восточный

Морской старт

Осенью 2016 года Владимир Солнцев, президент РКК «Энергия» заявил, что график работ могут сократить до пяти лет, если проект получит от российской компании «S7 Group» дополнительную финансовую поддержку. Для этого рассматривается возможность создания ракеты «Сункар» в версии для применения ее на плавучем космодроме «Морской старт» на замену ракеты «Зенит» украинского производства, под которую приспособлен этот космодром.

Осенью 2016 года было заключено соглашение, и началась шестимесячная процедура покупки «Морского старта» корпорацией «S7 Space». Кроме того в этот день был заключен контракт о сотрудничестве между РКК «Энергия» и «S7 Group». Предполагается, что коммерческую модификацию ракеты удастся разработать не такой дорогой.

Сферы применения

Предполагается, что РН может заменить все существующие носители тяжелого и среднего классов: начиная от «Зенит» и «Союз-2» до «Протон-М» и «Ангары».

Гражданские пуски Роскосмоса

Сам по себе этот носитель не подходит для лунной программы по причине недостаточной грузоподъемности, но станет 1 и 2 ступенями будущей сверхтяжелой ракеты. В конце июля 2017 года РКК «Энергия» создала схему осуществления пилотируемой экспедиции на Луну, которая требует одного пуска ракеты «Союз-3» и 2 пусков сверхтяжелой ракеты.

Коммерческие пуски

В конце лета 2017 года Игорь Комаров, глава Роскосмоса, заявил журналистам, что многие страны, коммерческие заказчики и космические агентства проявляют серьезный интерес к пускам на «Союзе-5».

Критика

Сергей Сопов, гендиректор корпорации «S7 космические транспортные системы» считает, что «Союз-5» — это дорогостоящая, потолстевшая и подросшая ракета «Зенит». Он уверен, что к 2022 году (запланирован первый пуск) РН уже будет устаревшей и убыточной для Морского старта на фоне конкурентов.

Основное отличие новой ракеты

Все проектные, опытно-конструкторские работы и изготовление нового оружия были поручены государственному центру им. Макеева, который располагается в г. Миассе (Челябинская область). Конструкторы не ограничиваются модернизацией «Сатаны», несмотря на то, что она хорошо себя проявила, и сразу решили выбрать непростой путь первопроходцев. Основная задача заключалась в том, чтобы создать боле легкий и компактный образец. Таким образом, и был задуман «Сармат» — ракета, показатели которой должны были существенно превосходить характеристики ранее стоявших на вооружении российских РВСН. Главный показатель любого баллистического снаряда заключается в его энерговооруженности, то есть отношение веса к силе, приводящей его в движение. В этой сфере и намечался существенный прорыв. «Сатана» — тяжелая 210-тонная ракета, тогда как масса «Сармат» в два раза меньше.

Жидкое топливо

Большая часть веса ракеты приходится на горючее, которое находится в ступенях. Все стратегические носители делятся на 3 главные категории:

• Тяжелые до 200 т весом (на данный момент больших пока нет).
• Средние – от 51 до 100 т.
• Легкие, весом до 50 т.

Такая градация объясняется и дальность полета: чем больше будет топлива, тем соответственно продолжительнее будет радиус действия. Например, американские «Минитмены» весят 35 т и относятся к категории легких. Относительно небольшой вес – это огромное преимущество, ведь подобные ракеты нуждаются в менее объемных шахтах, их проще прятать и перевозить. Но в то же время они почти все являются твердотопливными. И это дает огромное количество преимуществ: увеличивается срок хранения, не применяются высокотоксичные компоненты, обслуживание получается дешевле. Но проблема в том, что энергонасыщенность твердого топлива будет ниже по сравнению с жидким. Поэтому «Сармат» представляет собой ракету с жидким топливом. Пока о силовой установке ничего не известно, разве то, что ее энерговооруженность не имеет равных.

Протон-М — это:

• Основа космической транспортной системы России
• Отработанная конструкция, за время эксплуатации — более 400 пусков (всех модификаций)
• Высокий коммерческий потенциал на мировом рынке

Ракета-носитель «Протон-М»

Для ракеты-носителя «Протон-М» разработаны более легкие и объемные головные обтекатели. Это позволяет значительно увеличить объем для размещения полезной нагрузки, а также осуществлять групповые запуски спутников различного типа.

На модернизированном носителе «Протон-М» установлена новая совершенная система управления на основе бортового цифрового вычислительного комплекса (БЦВК). 

Новая система управления «Протона-М» позволяет:

• улучшить использование бортового запаса топлива за счет его более полной выработки, что повышает энергетические характеристики ракеты-носителя и уменьшает или даже исключает остатки вредных компонентов;
• обеспечить пространственный маневр на активном участке полета, что расширяет диапазон возможных наклонений опорных орбит;
• упростить состав бортовых электронных систем в связи с передачей вычислительных операций систем опорожнения баков и безопасности носителя на бортовом цифровом вычислительном комплексе;
• позволить реализовать в полете ограничения по параметру «произведение скоростного напора на угол тангажа», что дает возможность без существенного изменения прочности конструкции ракеты-носителя установить головные обтекатели больших размеров;
• обеспечить оперативный ввод или изменение полетного задания;
• улучшить массовые характеристики ракеты-носителя.

На «Протоне-М» решена задача резкого сокращения размеров полей, отводимых для падения отработавших первых ступеней носителя. Сокращение размеров полей падения осуществляется путем управляемого спуска ускорителя первой ступени на площадку ограниченных размеров.  Уменьшение размеров полей падения позволяет облегчить задачи по поиску и утилизации остатков первой ступени. Кроме того, она падает на землю практически «чистой» — циклограмма работы двигателей первой ступени обеспечивает полную выработку компонентов из ее баков. Таким образом, существенно улучшаются экологические показатели нового российского носителя.

Состав ракеты-носителя «Протон-М» со спутником связи

Тактико-технические характеристики ракеты-носителя

* — НОО — низкая опорная орбита; ГПО — геопереходная орбита; ГСО — геостационарная орбита.

Стартовый комплекс ракеты-носителя 

Стартовый комплекс на космодроме Байконур предназначен для подготовки к пускам и проведения пусков ракет-носителей «Протон-М» с различными космическими головными частями. Головным разработчиком СК является филиал ФГУП «ЦЭНКИ» — НИИ СК.

Стартовый комплекс, состоит из двух стартовых площадок, объединенных сетью коммуникаций, и общего для обеих площадок комплекса сооружений, обеспечивающих каждую из них сжатыми газами, водой, электроэнергией, хладагентами для термостатирования компонентов топлива и космических аппаратов.

Построение стартового комплекса обеспечивает достаточную автономность каждой стартовой площадки. Агрегаты и системы стартового комплекса, все технологические процессы подготовки к пуску и пуска ракеты-носителя созданы с учетом максимальной безопасности обслуживающего персонала и требований экологичности при эксплуатации.

Фотогалерея 

Видео

Вывоз ракеты-носителя «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз-М» и спутником «Ямал-601» на стартовый комплекс Байконура

Пуск ракеты-носителя «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз-М» и спутником «Интелсат-22» 25 марта 2012 года

Применение

Предполагается, что носитель сможет заменить все существующие РН среднего и тяжелого классов — от «Союз-2» и «Зенит» до «Ангары» и «Протон-М».

Гражданские пуски Роскосмоса

Данный носитель сам по себе не подходит для лунной программы ввиду недостаточной грузоподъемности, однако станет первой и второй ступенями будущей сверхтяжелой ракеты. В конце июля 2017 года РКК «Энергия» разработала схему осуществления пилотируемой экспедиции на Луну, которая требует двух пусков сверхтяжёлой ракеты и одного пуска ракеты «Союз-5».

Коммерческие пуски

22 августа 2017 года глава Роскосмоса Игорь Комаров заявил СМИ, что многие страны, космические агентства и коммерческие заказчики проявляют интерес к пускам на «Союзе-5».

Апулия

Секретное оружие

История

Первым детально проработанным теоретическим проектом ракеты-носителя был «Lunar Rocket», спроектированный Британским межпланетным обществом в 1939 году. Проект представлял собой попытку разработки ракеты-носителя, способной доставить полезный груз на Луну, основанную исключительно на существующих в 1930-х годах технологиях, то есть был первым проектом космической ракеты, не имевшем фантастических допущений. Ввиду начала Второй мировой войны работы по проекту были прерваны, и существенного влияния на историю космонавтики он не оказал.

Первой в мире настоящей ракетой-носителем, доставившей в 1957 году груз на орбиту, была советская Р-7 («Спутник»). Далее США и ещё несколько стран стали так называемыми «космическими державами», начав использовать собственные ракеты-носители, а три страны (а значительно позже также и четвёртая — Китай) создали РН для пилотируемых полётов.

Ракета-носитель Дельта 2

Самые мощные используемые на данный момент ракеты-носители — это российская РН «Протон-М», американская РН «Дельта-IV Heavy» и европейская РН «Ариан-5» тяжёлого класса, позволяющие выводить на низкую околоземную орбиту (200 км) 21—25 тонн полезного груза, на ГПО — 6—10 тонн и на ГСО — до 3—6 тонн.

Планируемая ракета Ариан 6

В прошлом были созданы (в рамках проектов высадки человека на Луну) и более мощные ракеты-носители сверхтяжёлого класса — такие, как американская РН «Сатурн-5» и советская РН «Н-1», а также, позднее, советская «Энергия», которые в настоящее время не используются. Соизмеримой мощной ракетной системой была американская МТКС «Спейс шаттл», которую можно было рассматривать как РН сверхтяжёлого класса для вывода пилотируемого корабля 100-тонной массы, или как РН всего лишь тяжёлого класса, для вывода на НОО прочей полезной нагрузки (до 20—30 тонн, в зависимости от орбиты). При этом космический корабль-челнок являлся частью (второй ступенью) многоразовой космической системы, которая могла использоваться только при его наличии — в отличие, например, от советского аналога МТКС «Энергия—Буран».

5 Великих писателей

Непредсказуемость

Все преимущества уникальной персонального управления боевых блоков разделяемой головной части окружаются бесполезными, если враг сможет уничтожить МБР до того как она выйдет на боевой курс. Ракета «Сармат» летит быстро, однако, ее траектория в любой момент может сойти с обычной предсказуемой дуги – параболы. Дополнительные маневровые двигатели меняют направление, высоту, скорость, а затем бортовая ЦЭВМ определяет новые показатели полета для выхода на цель. Такая непредсказуемость присуща и для других типов современных отечественных носителей ядерных зарядов. В результате она стала их «визитной карточкой» или ассиметричным ответом на попытки вероятного противника обеспечить собственную неуязвимость, которая бы позволяла нанести первый удар.

Тактико-технические характеристики «Тополь-М»

Ракетный комплекс 15П165 шахтного базирования состоит из 10 баллистических ракет, хранящихся в ТПК в любой степени боевой готовности. Подвижный комплекс представляет собой 9 ракет, каждая из которых смонтирована на автономной пусковой установке. АПУ 15У175 выполнен на базе восьмиосного шасси МЗКТ-79221. Ракета помещена в контейнер из стеклопластика. На боевом дежурстве в зоне дислокации мобильный ракетный комплекс, вернее, каждая АПУ размещена в сооружении «Корона» (15У182), которое снабжено раздвигающейся крышей.

ТТХ Баллистической ракеты комплекса «Тополь-М»:

• Баллистическая ракета – 15Ж65;
• Дальность поражения – 12000 км;
• Стартовая масса ракеты – 47,1 т;
• Скорость – 7 км/с;
• Длина ракеты – 22,6 м;
• Длина ракеты без боевой части – 17,5 м;
• Максимальный диаметр корпуса – 1,81 м;
• Масса ракеты в ТПУ – 76 т;
• Масса боевой части – 1,2 т;
• Круговое вероятное отклонение – 200 м;
• Тип топлива – Твердое топливо;
• Боевая часть – ядерный заряд мощностью 550 т (тротиловый эквивалент).

ТТХ тягача МЗКТ-79221:

• Модель двигателя – ЯМЗ-847.10;
• Грузоподъемность – 80 т;
• Мощность двигателя – 800 л.с.;
• Масса – 44 т;
• Длина – 22,7 м;
• Ширина – 3,4 м;
• Высота – 3,3 м;
• Дорожный просвет – 475 мм;
• Радиус поворота – 18 м;
• Преодолеваемый брод – 1,1 м;
• Запас хода – 500 км;
• Объем топливного бака – 875 л;
• Максимальная скорость – 45 км/ч.

Характеристики

Длина РН «Союз» зависит от типа доставляемого в космос космического корабля, но не превышает 50.67 м. Сечение – 10,3 м, поперечные размеры – расстояние между концевикам воздушных рулей. Полная масса ракеты-носителя «Союз» в снаряженном состоянии (стартовая) – 308 т. Максимальная масса топлива – 274 т. Максимальная, так называемая сухая полная масса ракеты-носителя «Союз» составляет 34 т и также зависит от типа выводимого на орбиту космического аппарата. Суммарная тяга, развиваемая РН: 413 тонны-силы на уровне моря и свыше 500 тонны-силы в вакууме. Ракета «Союз» 11А511 способна вывести на Земную орбиту полезные грузы массой 7 т. Полетное время РН составляет около 9 мин.

Наша зона ответственности

«ИНСИСТЕМС»«ЛАНИТ-ПАРТНЕР»

• механические системы (вентиляция, кондиционирование, холодоснабжение, отопление, индивидуальные тепловые пункты (ИТП), водоснабжение, водоотведение, канализация),
• системы электропитания и электроснабжения (трансформаторные подстанции 10/0,4 кВ, ДГУ, ИБП, распределительные сети 0,4 кВ),
• противопожарные системы (пожарная сигнализация, оповещение, пожаротушение, дымоудаление, контроль загазованности),
• сервисные системы и системы связи (СКС, ЛВС, СТС, часофикация, командная связь),
• автоматизация и диспетчеризация инженерных систем.