У какой страны длиннее, или На чём Россия полетит на Марс

Недавно в Сети появилась "дорожная карта" создаваемой в России сверхтяжёлой ракеты. У неё пока нет даже названия, есть только концепция и примерные сроки создания. Предполагается, что уже к 2028 году в небо может стартовать российская сверхтяжёлая ракета-носитель с космическим кораблём "Федерация".

Ещё год назад никто не называл сроков раньше, чем бесконечно далёкий 2035 год, и вдруг всего за полгода российская космонавтика смогла сбросить семь лет и указать 2028-й, а то и конец 2027 года как начало запусков сверхтяжёлого носителя. За счёт чего получилось так сократить программу, а также хватит ли у нашей страны средств на создание ракеты для покорения Луны и Марса, мы и попробуем разобраться.

Ещё полвека назад считалось нормальным и возможным создание сверхтяжёлой ракеты-носителя под конкретный проект. Именно так увидел свет американский "Сатурн-5". С такой же логикой создавалась и советская мегаразработка "Н-1". Ракеты делались исключительно для того, чтобы доставить экипаж на Луну и затем вернуть обратно. Конструкторы знали вес, который требуется доставить на Луну, ещё на момент проектирования. Денег особо не жалели, от ракет коммерческой выгоды не ждали. Всё шло в дело для космического фронта и победы.

В те времена сверхтяжёлые ракеты делались в единственном исполнении, без дополнительных ускорителей. Зачем, если всё просчитано заранее. Идеальный пример — "Сатурн-5". Тонкий, высоченный, три ступени и один вариант для запуска. Когда пришлось вместо стандартного "Аполлона" с астронавтами запускать космическую обсерваторию "Скайлэб", у ракеты просто убрали третью ступень.

Меньше чем двадцать лет спустя о такой роскоши, как ракета, создаваемая под одну задачу, уже нельзя было и мечтать. Конструкторам объявили о том, что полезная нагрузка может быть очень разной, а потому и ракета должна иметь возможности выводить на орбиту разное количество груза. Реализовать это всё в рамках стандартной двух-трёхступенчатой ракеты оказалось очень сложно. Именно тогда было принято решение использовать блочно-модульный принцип компоновки, позволяющий на основе блоков первой и второй ступеней создавать носители среднего и тяжёлого класса грузоподъёмностью от 10 до 20 тонн.

Грубо говоря, конструкторы предложили к первой и второй ступеням ракеты добавлять твердотопливные ускорители или боковые блоки. В американской конструкторской традиции чаще использовали твердотопливные ускорители, в советской больше полагались на боковые блоки с жидким топливом и отдельными двигателями.

Таким образом, стало возможным собирать ракету непосредственно под задачу, исходя из массы полезной нагрузки и орбиты, требуемой по техническому заданию. Нужно отправить в космос что-нибудь небольшое — и в полёт уходит сама ракета без дополнительных блоков. Требуется вывести на орбиту максимум возможной полезной нагрузки — в ход идут боковые блоки. В таком случае первая ступень называется универсальным ракетным модулем (УРМ) и может быть также использована в качестве бокового ускорителя в составе стартующей системы.

В настоящее время наиболее показательной в этом вопросе можно считать американскую ракету "Дельта IV". Основная ракета двухступенчатая и работает на жидком водороде и кислороде. Если она стартует сама — мы имеем дело с "Дельта Medium", добавили по бокам два твердотопливных ускорителя — и получили "Дельта Medium+". Если же вместо ускорителей по бокам ракеты разместить два универсальных ракетных модуля — вот уже и "Дельта Heavy". Нельзя сказать, что идея новая: ещё в сороковых годах такая схема из нескольких параллельно соединённых одинаковых ракет прорабатывалась по заданию Сергея Королёва.

Собственно, и единственная летавшая советская сверхтяжёлая ракета была собрана по двухступенчатой пакетной схеме с боковым расположением четырёх блоков первой ступени вокруг центрального блока второй ступени. Предполагался ещё и вариант "Вулкан", у него уже было восемь блоков первой ступени. Соответственно и вдвое большая грузоподъёмность — 200 тонн на низкую опорную орбиту вместо 100 у "Энергии".

Иногда кажется, что государства, словно вчерашние школьники, меряются между собой, у кого ракета окажется больше и длиннее. Всем хочется иметь самую большую, мощную и грузоподъёмную ракету. Начнём с главного, в настоящее время в мире нет ни одной действующей сверхтяжёлой ракеты-носителя. Зато в настоящее время в попытке создания сверхтяжёлой ракеты участвуют сразу четверо: одна частная компания (SpaceX) и три государства — Россия, США и Китай. Начнём по порядку.

Скорее всего, первой взлетит тяжёлая ракета-носитель от Илона Маска Falcon Heavy, и тому есть несколько причин. Ну, для начала, она единственная из названных ракет уже выполнена в металле. Space X просто начала её производство раньше. Изначально Илон Маск, ещё не понимавший, сколько сложностей таит в себе конструкторская разработка, ставил нереальные сроки. Он думал закончить проектирование и сборку за несколько лет, и уже в 2013 году мир должен был вздрогнуть от восхищения коммерческой мыслью. Однако Маск слишком сильно увлёкся модернизацией своей ракеты Falcon 9. И вот она уже поднимает не 13 тонн, а больше 20, и из средней становится тяжёлой, как наш "Протон". Соответственно, и сроки создания на основе её ступеней Falcon Heavy поплыли.

В итоге SpaceX просто собрала свою ракету из трёх ракет-носителей среднего класса Falcon 9. Центральную часть удлинили, что позволило получить весьма впечатляющие 63 тонны полезной нагрузки на низкую опорную орбиту. Если ракета может унести в космос более 20 тонн, она считается тяжёлой, после ста идут сверхтяжёлые проекты. В будущем предполагается, что вторая версия Falcon Heavy станет уже сверхтяжем. На данный момент ракета доставлена на космодром и собрана, старт потихоньку переносят, 30 ноября стало известно, что он состоится не раньше начала 2018 года.

В отличие от Илона Маска, решившего слепить свой носитель задёшево, умные головы из NASA пошли уже проторённым путём — создание сверхтяжёлой ракеты-носителя по отдельному проекту. Стартовали в 2011 году с идеей взлететь на готовой ракете уже в 2016 году. Однако сроки поползли немилосердно. В настоящее время сумма, затраченная на создание ракеты, вплотную приблизилась к 10 миллиардам долларов, а ещё и конь не валялся. Судя по последним сообщениям, у ракеты проблемы со сварочными работами, не готов под неё корабль и раньше 2020 года ждать первого пробного беспилотного запуска просто нет смысла.

Впрочем, как верно замечают в американской прессе, судьба SLS может оказаться не столь уж и радужной. Дело в том, что один полёт её самой лёгкой модификации — на 70 тонн — планируется по цене от 500 миллионов долларов. Falcon Heavy с 63,5 тонны в одноразовом варианте будет стоить менее 100 миллионов. В таких условиях у американского общества могут появиться серьёзные вопросы: нужна ли ему ракета с теми же возможностями, но в 5–6 раз дороже.

Недавно NASA показало красивое видео взлёта, но, увы, это максимум того, что мы увидим в ближайшие годы. На низкую опорную орбиту, когда будет собрана, SLS сможет забрасывать от 70 до 130 тонн, что близко к недосягаемому лидеру списка — "Сатурну". Впрочем, специалисты уверяют, что в данном случае немного разнятся способы подсчёта и, согласно другим данным, SLS может стать самой мощной ракетой в истории человечества. Всего же проект по её созданию до 2025 года съест у американского бюджета 35 миллиардов долларов. Деньги просто нереальные и малопредставимые для российской космонавтики.

Предыдущие две ракеты воплощаются в металле и, несмотря на переносы, имеют реальные шансы подняться в космос. Сейчас же мы ступаем на зыбкую почву проектов и идей. Сначала Китай, заявивший в 2013 году ракету-носитель "Чанчжэн-9". Заявил серьёзно, сразу объявив, что обгонит по грузоподъёмности американский "Сатурн". При этом китайцы сообщили, что на низкую опорную орбиту творение Поднебесной вознесёт аж 133 тонны. Как это поможет обогнать Сатурн с его 140 тоннами, не совсем ясно.

Как это водится в Китае, новостей о создании и том, как идут дела, практически нет. Нет ни планируемой даты, ни понимания, что и как сейчас происходит. Это нормальная для Китая ситуация, спустя N лет, если партии действительно нужна эта ракета, её вытащат на свет и покажут уже в готовом, ожидающем старта виде. Пока же можно только гадать.

И вот, наконец, мы возвращаемся к российским реалиям. Идея новой сверхтяжёлой ракеты довлеет над российской космонавтикой уже лет семь-восемь, примерно с того момента, как стало известно, что последние "Энергии", оставшиеся после развала Советского Союза, в Казахстане сгнили на корню. Достаточно просто прочитать, что уже было сказано о российском сверхтяже, чтобы понять, в чём же его главная проблема. Всё банально — это финансирование.

Например, в сентябре 2014 года глава Роскосмоса Олег Остапенко сообщил СМИ о ведении работ над обликом сверхтяжёлой ракеты, к производству которой можно будет приступить в 2015 году за счёт сэкономленных средств на сокращении количества стартовых столов для "Ангары" в Плесецке и Восточном с четырёх до двух. Стоит напомнить, что количество столов для Ангары сократили, а денег на создание новой ракеты так и не появилось.

В определённые моменты времени, кажется, в Роскосмосе просто отчаивались и предлагали заведомо фантастические варианты, лишь бы начать делать хоть что-нибудь. 13 апреля 2015 года глава Роскосмоса Игорь Комаров на встрече с президентом Владимиром Путиным и вице-премьером Дмитрием Рогозиным заявил, что Роскосмосу удалось найти схему, при которой стоимость "сверхтяжёлого проекта" будет уменьшена в десять раз и составит 60 млрд рублей. Судя по нынешней ситуации, эту чудесную схему потеряли и не смогли найти. А жаль.

В настоящее время принято решение делать сверхтяжёлую ракету, "списав" решение у Илона Маска (на самом деле, как мы видели, эта идея витает в космонавтике со времён Королёва). Для начала нам нужно в кратчайшие сроки сделать новый носитель "Союз-5", затем собрать три из них в одну пачку — и вуаля: получится готовая тяжёлая ракета-носитель. Впоследствии также предполагается создать её и в сверхтяжёлом варианте — с грузоподъёмностью выше 100 тонн. Кроме того что сначала нужно доделать "Союз-5", что быстро только на бумаге, сразу видится и вторая проблема — где брать деньги.

17 июля появились оценки варианта сборки сверхтяжёлой ракеты из "Союзов", сам носитель потянет на 700 миллиардов рублей (как же всё-таки жаль, что они потеряли ту волшебную схему). При этом вся Федеральная космическая программа на 10 лет — 1,4 триллиона рублей, это на весь космос, от спутников до зарплаты рабочим космодрома. А только на создание самой ракеты нужно 700 миллиардов. Вспомните ещё 300 миллиардов на создание инфраструктуры. К слову, денег на создание "Союза-5" в Федеральной космической программе тоже нет, их если и выделят, то отдельно, либо из российских дополнительных доходов, либо урезав у чего-нибудь ещё. В настоящее время возможность России создать тяжёлую ракету-носитель выглядит реалистичной только в преддверии сразу двух праздников — Нового года и выборов президента в 2018 году.

Кроме того, нужно понимать, что коммерческих задач для такого носителя пока просто нет. Поэтому нас и дальше ждёт увлекательное шоу под названием "создание сверхтяжа". Будут ставиться новые сроки и задачи, то приближаясь, то удаляясь, ещё не раз поменяются схемы создания ракеты, идеи и сюжеты. Только запуск американской ракеты создаст такие условия, что деньги найдут, а проект понесётся вперёд с огромной скоростью. Пока же остаётся только ждать. И да, сейчас самое время попробовать ещё раз поискать ту самую программу с десятикратным уменьшением стоимости. Это действительно может спасти проект.