Взлёт, 2016 № 09 (141) - [23]

Награжден ведомственной наградой.

Машнинов Андрей Михайлович

авиатехник

Родился в 1966 г., в 1986 г. окончил Московский техникум железнодорожного транспорта. В МЧС России с 2008 г. Неоднократно участвовал в ликвидации чрезвычайных ситуаций на территории Российской Федерации и за рубежом.

Награжден ведомственными наградами.

Дмитрий Воронцов, Игорь Афанасьев

Легкий «Протон» против Илона Маска

В июле 2016 г. генеральный директор Государственного космического научно-производственного центра (ГКНПЦ) им. М.В. Хруничева Андрей Калиновский заявил, что руководимое им предприятие проектирует новую ракету-носитель «Протон- Лайт», предназначенную для удержания сектора рынка запуска коммерческих геостационарных спутников пятитонного класса. Чуть позже эту информацию подтвердил Александр Медведев, заместитель генерального директора по проектному управлению Объединенной ракетно-космической корпорации (ОРКК) - генеральный конструктор средств выведения космических аппаратов на орбиту с соответствующей наземной космической инфраструктурой. По имеющимся данным, работы по проекту «Протон- Лайт» идут с начала текущего года.

«Ракета будет конкурентом SpaceX», - сказал руководитель Центра Хруничева, заметив, что разработка в настоящее время находится «в стадии процедурных вопросов, необходимых для принятия решения». «Есть несколько вариантов. Задача - максимально использовать те составные части, которые имеются. Расширяем диапазон применения полезных нагрузок с учетом тех тенденций, которые есть на рынке. Расширяем возможности «Протона» как в сторону подъема более тяжелых аппаратов, так и в нижнюю», - уточнил Андрей Калиновский.

Поскольку за интересным (хоть и не бесспорным) названием, составленным на английский манер, скрывается «легкая» модификация ракеты «Протон-М», новость несомненно заслуживает внимания. Особенно учитывая, что буквально два-три года назад предполагалось, что носитель-труженик, работающий сейчас на ниве запуска тяжелых спутников связи, примерно в 2020 г. «уйдет на пенсию» и будет заменен тяжелым вариантом ракеты модульного семейства «Ангара».

Ракета-носитель Falcon 9FT частной американской компании SpaceX

На самом деле, ничего особенно удивительного в «неожиданном» решении продолжить развитие «Протона» нет. За последние несколько лет ситуация и в отрасли, и на рынке коммерческих запусков кардинально изменилась, причем в наибольшей мере на нее воздействовали факторы, которые ранее даже не рассматривались всерьез. Во-первых, по ряду причин поменялось экономическое положение всех без исключения предприятий ракетно-космической индустрии. Во-вторых, не стал устойчивой тенденцией прогнозируемый прежде «неуклонный рост начальной массы геостационарных спутников связи» (а именно они формируют наиболее «денежньш» сектор коммерческого сегмента пускового рынка). Масса спутников растет, но уже сейчас заметно быстрое снижение скорости прироста.

Одной из причин второго фактора эксперты называют появление так называемых «электрических» космических аппаратов. Это спутники, которые используют для перевода с геопереходной (ГПО) на геостационарную орбиту (ГСО), а также для стабилизации «точки стояния» (орбитальной позиции) экономичные элекгроракетные двигатели (ЭРД) вместо прожорливых ЖРД, работающих на химическом топливе.

В настоящее время ракета-носитель, как правило, выводит коммерческий телекоммуникационный аппарат на ГПО с низким перигеем и высоким апогеем, откуда спутник добирается на целевую орбиту «своим ходом» путем включения бортовой двигательной установки. Затраты характеристической скорости на маневр перехода составляют обычно 1500—1800 м/с. Существующие двигатели на долгохранимых компонентах расходуют на него топливо, которое составляет 40—45% начальной массы спутника. Современные элекгроракетные двигатели имеют скорость истечения рабочего тела на порядок выше (т.е. они на порядок экономичнее жидкостных двигателей), что позволяет в разы снизить массу топлива, заменив его целевым оборудованием или существенно облегчив космический аппарат. Таким образом, в точку стояния на ГСО может прибыть два аппарата одной и той же конечной массы, но при этом маневр с ГПО начнет либо шеститонный спутник с химическим двигателем, либо аппарат массой около 3,5—4,0 т с электроракетным. Разница — налицо. Именно она открывает возможность запуска спутников связи более дешевыми носителями меньшего класса грузоподъемности.

Электроракетные двигатели известны многие десятилетия, но долгое время их широкое распространение сдерживали недостаточный ресурс системы, высокая потребная энергетика и большое время работы. Сейчас, когда ЭРД наработали нужную статистику и обладают требуемым ресурсом, а массы и мощности самих спутников выросли настолько, что солнечные батареи, которые обеспечивают в точке стояния работу бортового комплекса аппаратуры связи, могут давать на перелете необходимый приток энергии, две первые проблемы можно считать во многом решенными. Остается третья, которая является главным недостатком электроракетных систем. Если переход с ГПО на ГСО с использованием жидкостного двигателя может в идеале выполняться за один виток (несколько часов), то электроракетный двигатель из-за очень малой тяги реализует потребное изменение орбиты за несколько месяцев! Прежде операторы спутников не могли мириться с тем, что ввод их аппаратов в строй задерживается на столь большой промежуток времени (в это время собственник несет только расходы, не получая прибыли), в который к тому же тратится ресурс целевой (связной) аппаратуры — последняя длительное время подвергается воздействию космического излучения при многократных пролетах радиационных поясов Земли (спутник с жидкостным двигателем проскакивает опасные зоны за один — максимум 5—10 проходов). Из-за «третьей причины» спутники с ЖРД не сдают позиций. Соответственно, на рынке сформировались две группы аппаратов связи — «легкие» (массой до 3,5—5 т) и «тяжелые» (массой свыше 5 т).