Увы, успех технической системы не всегда зависит только от ее совершенства. И печальная история ракеты-носителя «Зенит» наглядно показывает, как отличная с технической стороны ракета вместо блестящей карьеры и ярких достижений оказалась в ситуации, когда приходится просто выживать. 26 декабря стартует последний из уже изготовленных «Зенитов», и, даже несмотря на новости этого года, он может оказаться последним в истории этой ракеты-носителя.
Старт РН «Зенит», слева отстреливается система прицеливания, по которой определялось положение в пространстве.
Ракета, которую в итоге назвали «Зенитом», появилась из сочетания нескольких идей. Во-первых, росла масса спутников в целом и, в частности, аппарата радиотехнической разведки «Целина», новая версия которого перестала помещаться на ракеты «Восток-2М» и «Циклон-3». При этом сначала конструкторы КБ «Южное» шли довольно необычным путем, проектируя ракету с двумя стоящими рядом первыми ступенями. Получающуюся конструкцию называли «двустволкой» или «камбалой». Во-вторых, в среде ракетных конструкторов витала идея замены морально устаревающего семейства ракет на базе «Р-7» — некоторые недостатки вроде больших объемов ручной работы при подготовке к пуску нельзя было устранить никакими модернизациями. КБ «Южное», привыкшее работать с высококипящими компонентами на боевых ракетах, первоначально хотело использовать их и для нового проекта, но появились вопросы экологии. И Министерство обороны, и Совет министров разумно посчитали, что ракете, которая будет стартовать часто, не стоит использовать ядовитые гептил и амил. К 1974 году был создан концепт «двустволки» с двумя стоящими рядом первыми ступенями диаметром 3 метра, использующей двигатели РД-124 и РД-125 с грузоподъемностью в районе 12 тонн на низкую орбиту.
Прорабатывались даже вопросы повторного использования первой ступени, поэтому двигатели были рассчитаны на многократное включение. В 1975 году задумались о смене двигателей первой ступени на только начинающий создаваться РД-170, но для этого пришлось бы увеличивать диаметр ракеты и делать новую оснастку на производстве, поэтому работы шли вяло. И тут вмешалась третья идея — программа «Энергия-Буран». Первую ступень решили сделать универсальной — как боковой ускоритель сверхтяжелой ракеты «Энергия» и одновременно первую ступень новой средней ракеты. Под эту программу уже не возникло проблем с выделением средств на новую производственную оснастку, поэтому диаметр ракеты увеличили до максимально допустимого по железнодорожному габариту 3,9 метров. Днем рождения «Зенита» является 16 марта 1976 года, когда было принято постановление ЦК КПСС и Совмина СССР.
Главной проблемой в разработке стал двигатель. И это не удивительно — рекордные параметры и тягу нельзя было получить быстро и просто. Разработка затягивалась, и спутники «Целина-2» пришлось временно пересадить на «Протоны». В 1984 году начались стендовые испытания ступени в сборе, и на первом же испытании возник пожар в хвостовом отсеке, затем прогорели стенки баков, и испытательный стенд скрылся в огне сотен тонн топлива. Летные испытания ракеты тоже не шли гладко — первые два пуска в 1985 году оказались аварийными. Но, несмотря на все проблемы, в октябре 1985 года «Зенит» вывел на орбиту свой первый спутник.
К концу 1988 года было запущено 13 ракет «Зенит» (из них три аварийно), и еще восемь блоков успешно слетали в двух пусках ракеты «Энергия». С технической точки зрения все было прекрасно. Двигатель РД-170/171 стал мировым рекордсменом по тяге (740 т на уровне моря), а в ракете реализовали или собирались применить решения на острие технического прогресса. Процесс подготовки к пуску был максимально автоматизирован от предполетных тестов в монтажно-испытательном комплексе до установки ракеты в стартовое сооружение, проверок там и пуска. Это позволяло быстро и эффективно готовить ракету к старту. В варианте для «Энергии» первую ступень собирались мягко приземлять и использовать повторно. Размерность «Зенита» была выбрана очень удачно — почти 14 тонн на низкую орбиту удобно превосходили 7 тонн «Союза», а в стартовом комплексе был специально создан задел на более тяжелые модификации. Сначала «Зенит» запускал только спутники «Целина-2», но на космодроме «Плесецк» начали строить еще один стартовый комплекс, и «Зенит» вполне мог стать универсальной советской ракетой среднего класса. Под него даже начали разрабатывать новый пилотируемый корабль «Заря», тоже опережающий время, многоразовый и с ракетной посадкой. Повторное использование ступеней, модульная сверхтяжелая ракета, корабль с ракетной посадкой — успехи SpaceX сравнивали бы с советскими достижениями двадцатилетней давности. Но вся эта красота рухнула вместе с СССР. Технический прогресс — хрупкая штука, а в условиях политических и экономических потрясений начинается деградация. В 1990-92 годах произошли три подряд аварии «Зенита», и есть мнение, что они прямо связаны с утечкой кадров и нестабильностью производства. Предприятия оборонной и космической отраслей начинали в лучшем случае производить кухонные комбайны и мотороллеры, а в худшем — прекращали свое существование, и вместо блестящих перспектив «Зенит» оказался разорван между теперь независимыми странами (70%, включая двигатели делала Россия, остальное — Украина), и его новой задачей стало выживание.
Второй шанс «Зениту» дала идея плавучего космодрома «Морской старт». И снова перспективы были блестящими. Основные космические деньги сконцентрированы на геостационарной орбите — там расположены телекоммуникационные спутники, продающие услуги спутникового телевидения, интернета, радио и телефонной связи. И выводить их на геостационарную орбиту выгоднее всего с экватора. Дело в том, что начальное наклонение орбиты запускаемого спутника не может быть меньше широты космодрома, и это наклонение нужно обнулить для того, чтобы оказаться на геостационарной орбите. При пуске с Байконура необходимо избавиться от 51,6° начального наклонения, и на это расходуется драгоценное топливо. Еще есть фактор вращения Земли, но по сравнению с Байконуром экватор дает прирост всего в 172 метра в секунду, на фоне затрат на изменение наклонения это скорее приятный бонус. Выгода от пуска с экватора настолько велика, что одна и та же модификация ракеты «Зенит» может вывести на геопереходную орбиту с Байконура 3,6 т, а при пуске с экватора — 6,1 т.
Фото: Морской старт
«Зенит» прекрасно подходил для плавучего космодрома, главным образом благодаря полностью автоматическому старту — можно было перед пуском убрать всех людей на другой корабль, отойти подальше, и авария не привела бы к человеческим жертвам. Грузоподъемность тоже оказалась очень удачной, 6,1 тонны с добавленным разгонным блоком ДМ-SL хватает и сейчас, только четыре из всех запущенных геостационарных спутников были тяжелее.
Консорциум «Морской старт» был основан в 1995 году. В него входили Россия (70% ракеты и разгонный блок), Украина (остальные части ракеты), Норвегия (пусковая платформа и корабль управления) и США (головной обтекатель и сборка). В 1999 году состоялся первый пуск. Но в этот раз проблемы начались в экономической части. Консорциум не смог найти достаточное количество клиентов, чтобы предприятие было прибыльным. В 2012 году президент РКК «Энергия» Виталий Лопота заявил, что «Морской старт» приносит прибыль начиная от четырех пусков в год. Таких прибыльных года было всего три.
Несмотря на успех 2006 и 2008 годов, очевидно, авария 2007 года и потери времени на ее расследование, наложившись на более ранние долги, стали фатальными, — в 2009 году «Морской старт» подал на банкротство по главе 11, предусматривающей возможность реорганизации компании. В результате этой реорганизации собственником 95% компании стала РКК «Энергия». Но нового чуда не произошло — запущенные в 2011-2013 годах спутники были заказаны еще до банкротства, и ни один год не стал прибыльным. Параллельно «Морскому старту» с 2004 года пытались развивать проект «Наземный старт», где «Зенит» пускали с Байконура, но и там удалось сделать всего шесть пусков. А обострение отношений России и Украины в 2014 похоронило и «Морской старт» и «Зенит» в том виде, в котором они существовали.
В начале 2015 года появлялись новости о возможной адаптации к «Морскому старту» ракеты «Ангара». Модификация «Ангара А-5» смогла бы выводить с экватора примерно в полтора раза больше, чем «Зенит», но потребовалась бы серьезная переделка стартовой платформы. В принципе, старт «Ангары» в Плесецке был переделан из недостроенного старта под «Зенит», но подобные работы — это деньги и время, которых, очевидно, не было. Тем более, что в России инициативная разработка РКЦ «Прогресс» под названием «Союз-5», которая изначально проектировалась как ракета на природном газе и кислороде, наложилась на запланированную в Федеральной космической программе тему «Феникс», по которой собирались создать РН среднего класса грузоподъемностью 9 тонн. В 2017 году выяснилось, что результатом такого скрещивания стал полностью российский аналог «Зенита». Его точные характеристики пока не объявлены, но есть информация, что он сможет выводить на орбиту до 17 тонн, на три больше, чем двухступенчатый вариант «Зенита». «Союз-5» появится нескоро, но уже является конкурентом «Зенита», и летом 2017 появилась новость о том, что «Морской старт» переделают под него. Но не тут то было — за месяц до этого купившая в конце 2016 «Морской старт» компания S7 объявила о возобновлении производства «Зенитов» на украинском «Южмаше». Возникла коллизия — российские двигатели не поставлялись туда с 2014 года, и делать исключение для S7 Роскосмос не планировал. Но к октябрю S7 сделали финт ушами — двигатели будут поставлять в США и производить окончательную сборку уже там.
Несмотря на то, что новые запуски с «Морского старта» обещают уже в 2019 году, уверенности в этом нет. Прежде всего, неизвестно, удалось ли «Южмашу» сохранить людей и оборудование для производства ракеты-носителя в условиях экономических проблем. Руководство предприятия, про трудности которого регулярно появляются новости в украинских СМИ, может обещать произвести сколько угодно ракет, заводу терять нечего. Но смогут ли они обеспечить сроки и, главное, качество производимых компонентов? Далее, «Морской старт» стоит примерно $30 миллионов в год, хватит ли у S7 Group денег на поддержание инфраструктуры до начала пусков? Ну и самая простая и страшная проблема — удастся ли «Морскому старту» найти клиентов и конкурировать в трудных современных условиях, если редкий год у него был прибыльным даже десять лет назад, когда Илон Маск только начинал?
Вывоз последнего «Зенита» на старт, фото Роскосмоса
Возвращаясь к последнему «Зениту», тоскливая мгла на фотографии удивительно в тему. Ракета была произведена несколько лет назад, и, по слухам с форума журнала «Новости Космонавтики», ей уже продлевали ресурс. И затягивать с пуском дальше тоже нельзя — по информации оттуда же, на 2018 год нет договоренности о полях падения для «Зенита» с Казахстаном. Неприкаянная ракета, которую уже чуть ли не выпихивают в полет — грустное окончание карьеры проекта с такими многообещающими когда-то перспективами. В этих условиях остается только надеяться, что пуск пройдет нормально.
Старт РН «Зенит», слева отстреливается система прицеливания, по которой определялось положение в пространстве.
Пробуждение силы
Ракета, которую в итоге назвали «Зенитом», появилась из сочетания нескольких идей. Во-первых, росла масса спутников в целом и, в частности, аппарата радиотехнической разведки «Целина», новая версия которого перестала помещаться на ракеты «Восток-2М» и «Циклон-3». При этом сначала конструкторы КБ «Южное» шли довольно необычным путем, проектируя ракету с двумя стоящими рядом первыми ступенями. Получающуюся конструкцию называли «двустволкой» или «камбалой». Во-вторых, в среде ракетных конструкторов витала идея замены морально устаревающего семейства ракет на базе «Р-7» — некоторые недостатки вроде больших объемов ручной работы при подготовке к пуску нельзя было устранить никакими модернизациями. КБ «Южное», привыкшее работать с высококипящими компонентами на боевых ракетах, первоначально хотело использовать их и для нового проекта, но появились вопросы экологии. И Министерство обороны, и Совет министров разумно посчитали, что ракете, которая будет стартовать часто, не стоит использовать ядовитые гептил и амил. К 1974 году был создан концепт «двустволки» с двумя стоящими рядом первыми ступенями диаметром 3 метра, использующей двигатели РД-124 и РД-125 с грузоподъемностью в районе 12 тонн на низкую орбиту.
Прорабатывались даже вопросы повторного использования первой ступени, поэтому двигатели были рассчитаны на многократное включение. В 1975 году задумались о смене двигателей первой ступени на только начинающий создаваться РД-170, но для этого пришлось бы увеличивать диаметр ракеты и делать новую оснастку на производстве, поэтому работы шли вяло. И тут вмешалась третья идея — программа «Энергия-Буран». Первую ступень решили сделать универсальной — как боковой ускоритель сверхтяжелой ракеты «Энергия» и одновременно первую ступень новой средней ракеты. Под эту программу уже не возникло проблем с выделением средств на новую производственную оснастку, поэтому диаметр ракеты увеличили до максимально допустимого по железнодорожному габариту 3,9 метров. Днем рождения «Зенита» является 16 марта 1976 года, когда было принято постановление ЦК КПСС и Совмина СССР.
Главной проблемой в разработке стал двигатель. И это не удивительно — рекордные параметры и тягу нельзя было получить быстро и просто. Разработка затягивалась, и спутники «Целина-2» пришлось временно пересадить на «Протоны». В 1984 году начались стендовые испытания ступени в сборе, и на первом же испытании возник пожар в хвостовом отсеке, затем прогорели стенки баков, и испытательный стенд скрылся в огне сотен тонн топлива. Летные испытания ракеты тоже не шли гладко — первые два пуска в 1985 году оказались аварийными. Но, несмотря на все проблемы, в октябре 1985 года «Зенит» вывел на орбиту свой первый спутник.
К концу 1988 года было запущено 13 ракет «Зенит» (из них три аварийно), и еще восемь блоков успешно слетали в двух пусках ракеты «Энергия». С технической точки зрения все было прекрасно. Двигатель РД-170/171 стал мировым рекордсменом по тяге (740 т на уровне моря), а в ракете реализовали или собирались применить решения на острие технического прогресса. Процесс подготовки к пуску был максимально автоматизирован от предполетных тестов в монтажно-испытательном комплексе до установки ракеты в стартовое сооружение, проверок там и пуска. Это позволяло быстро и эффективно готовить ракету к старту. В варианте для «Энергии» первую ступень собирались мягко приземлять и использовать повторно. Размерность «Зенита» была выбрана очень удачно — почти 14 тонн на низкую орбиту удобно превосходили 7 тонн «Союза», а в стартовом комплексе был специально создан задел на более тяжелые модификации. Сначала «Зенит» запускал только спутники «Целина-2», но на космодроме «Плесецк» начали строить еще один стартовый комплекс, и «Зенит» вполне мог стать универсальной советской ракетой среднего класса. Под него даже начали разрабатывать новый пилотируемый корабль «Заря», тоже опережающий время, многоразовый и с ракетной посадкой. Повторное использование ступеней, модульная сверхтяжелая ракета, корабль с ракетной посадкой — успехи SpaceX сравнивали бы с советскими достижениями двадцатилетней давности. Но вся эта красота рухнула вместе с СССР. Технический прогресс — хрупкая штука, а в условиях политических и экономических потрясений начинается деградация. В 1990-92 годах произошли три подряд аварии «Зенита», и есть мнение, что они прямо связаны с утечкой кадров и нестабильностью производства. Предприятия оборонной и космической отраслей начинали в лучшем случае производить кухонные комбайны и мотороллеры, а в худшем — прекращали свое существование, и вместо блестящих перспектив «Зенит» оказался разорван между теперь независимыми странами (70%, включая двигатели делала Россия, остальное — Украина), и его новой задачей стало выживание.
Новая надежда
Второй шанс «Зениту» дала идея плавучего космодрома «Морской старт». И снова перспективы были блестящими. Основные космические деньги сконцентрированы на геостационарной орбите — там расположены телекоммуникационные спутники, продающие услуги спутникового телевидения, интернета, радио и телефонной связи. И выводить их на геостационарную орбиту выгоднее всего с экватора. Дело в том, что начальное наклонение орбиты запускаемого спутника не может быть меньше широты космодрома, и это наклонение нужно обнулить для того, чтобы оказаться на геостационарной орбите. При пуске с Байконура необходимо избавиться от 51,6° начального наклонения, и на это расходуется драгоценное топливо. Еще есть фактор вращения Земли, но по сравнению с Байконуром экватор дает прирост всего в 172 метра в секунду, на фоне затрат на изменение наклонения это скорее приятный бонус. Выгода от пуска с экватора настолько велика, что одна и та же модификация ракеты «Зенит» может вывести на геопереходную орбиту с Байконура 3,6 т, а при пуске с экватора — 6,1 т.
Фото: Морской старт
«Зенит» прекрасно подходил для плавучего космодрома, главным образом благодаря полностью автоматическому старту — можно было перед пуском убрать всех людей на другой корабль, отойти подальше, и авария не привела бы к человеческим жертвам. Грузоподъемность тоже оказалась очень удачной, 6,1 тонны с добавленным разгонным блоком ДМ-SL хватает и сейчас, только четыре из всех запущенных геостационарных спутников были тяжелее.
Консорциум «Морской старт» был основан в 1995 году. В него входили Россия (70% ракеты и разгонный блок), Украина (остальные части ракеты), Норвегия (пусковая платформа и корабль управления) и США (головной обтекатель и сборка). В 1999 году состоялся первый пуск. Но в этот раз проблемы начались в экономической части. Консорциум не смог найти достаточное количество клиентов, чтобы предприятие было прибыльным. В 2012 году президент РКК «Энергия» Виталий Лопота заявил, что «Морской старт» приносит прибыль начиная от четырех пусков в год. Таких прибыльных года было всего три.
Несмотря на успех 2006 и 2008 годов, очевидно, авария 2007 года и потери времени на ее расследование, наложившись на более ранние долги, стали фатальными, — в 2009 году «Морской старт» подал на банкротство по главе 11, предусматривающей возможность реорганизации компании. В результате этой реорганизации собственником 95% компании стала РКК «Энергия». Но нового чуда не произошло — запущенные в 2011-2013 годах спутники были заказаны еще до банкротства, и ни один год не стал прибыльным. Параллельно «Морскому старту» с 2004 года пытались развивать проект «Наземный старт», где «Зенит» пускали с Байконура, но и там удалось сделать всего шесть пусков. А обострение отношений России и Украины в 2014 похоронило и «Морской старт» и «Зенит» в том виде, в котором они существовали.
Последние ракеты
В начале 2015 года появлялись новости о возможной адаптации к «Морскому старту» ракеты «Ангара». Модификация «Ангара А-5» смогла бы выводить с экватора примерно в полтора раза больше, чем «Зенит», но потребовалась бы серьезная переделка стартовой платформы. В принципе, старт «Ангары» в Плесецке был переделан из недостроенного старта под «Зенит», но подобные работы — это деньги и время, которых, очевидно, не было. Тем более, что в России инициативная разработка РКЦ «Прогресс» под названием «Союз-5», которая изначально проектировалась как ракета на природном газе и кислороде, наложилась на запланированную в Федеральной космической программе тему «Феникс», по которой собирались создать РН среднего класса грузоподъемностью 9 тонн. В 2017 году выяснилось, что результатом такого скрещивания стал полностью российский аналог «Зенита». Его точные характеристики пока не объявлены, но есть информация, что он сможет выводить на орбиту до 17 тонн, на три больше, чем двухступенчатый вариант «Зенита». «Союз-5» появится нескоро, но уже является конкурентом «Зенита», и летом 2017 появилась новость о том, что «Морской старт» переделают под него. Но не тут то было — за месяц до этого купившая в конце 2016 «Морской старт» компания S7 объявила о возобновлении производства «Зенитов» на украинском «Южмаше». Возникла коллизия — российские двигатели не поставлялись туда с 2014 года, и делать исключение для S7 Роскосмос не планировал. Но к октябрю S7 сделали финт ушами — двигатели будут поставлять в США и производить окончательную сборку уже там.
Несмотря на то, что новые запуски с «Морского старта» обещают уже в 2019 году, уверенности в этом нет. Прежде всего, неизвестно, удалось ли «Южмашу» сохранить людей и оборудование для производства ракеты-носителя в условиях экономических проблем. Руководство предприятия, про трудности которого регулярно появляются новости в украинских СМИ, может обещать произвести сколько угодно ракет, заводу терять нечего. Но смогут ли они обеспечить сроки и, главное, качество производимых компонентов? Далее, «Морской старт» стоит примерно $30 миллионов в год, хватит ли у S7 Group денег на поддержание инфраструктуры до начала пусков? Ну и самая простая и страшная проблема — удастся ли «Морскому старту» найти клиентов и конкурировать в трудных современных условиях, если редкий год у него был прибыльным даже десять лет назад, когда Илон Маск только начинал?
Вывоз последнего «Зенита» на старт, фото Роскосмоса
Возвращаясь к последнему «Зениту», тоскливая мгла на фотографии удивительно в тему. Ракета была произведена несколько лет назад, и, по слухам с форума журнала «Новости Космонавтики», ей уже продлевали ресурс. И затягивать с пуском дальше тоже нельзя — по информации оттуда же, на 2018 год нет договоренности о полях падения для «Зенита» с Казахстаном. Неприкаянная ракета, которую уже чуть ли не выпихивают в полет — грустное окончание карьеры проекта с такими многообещающими когда-то перспективами. В этих условиях остается только надеяться, что пуск пройдет нормально.
