Проект сверхтяжелой ракеты. Рейтинг самых больших ракет в мире
Мир 6 февраля наблюдал за запуском сверхтяжелой ракеты-носителя Falcon Heavy, который ее создатель Илон Маск традиционно превратил в шоу. Запуск продемонстрировал не только маркетинговые таланты бизнесмена, но и технические достижения его компании. Однако говорить о «революции» в области космоса пока рано – ракеты производства SpaceX все еще уступают некоторым советским образцам.
Космический триумф американского бизнесмена Илона Маска оказался смазанным. При тщательно отлаженной пиар-кампании главу SpaceX подвела техника. Центральный разгонный блок сверхтяжелой ракеты-носителя Falcon Heavy разбился при посадке.
В блоке закончилось топливо, а потому запустился только один из трех двигателей, используемых при посадке. В результате вместо того, чтобы приземлиться на плавучую платформу Of Course I Still Love You в Атлантическом океане, блок рухнул в воду на скорости 480 километров в час, а его осколки повредили платформу. При этом два боковых ускорителя успешно совершили синхронную посадку неподалеку от космодрома на мысе Канаверал во Флориде.
Илон Маск превратил запуск ракеты в шоу
Конечно, неудачная посадка блока – мелочь по сравнению с самим успешным пуском сверхтяжелой ракеты-носителя. Свой первый испытательный полет Falcon Heavy совершила во вторник в 23.45 мск с космодрома на мысе Канаверал во Флориде.
Нельзя не отдать должное талантам Илона Маска в области пиара. В качестве груза он поместил в верхнюю ступень Falcon Heavy свой личный электромобиль Tesla Roadster с манекеном, одетым в скафандр производства SpaceX (и машина, и скафандр – тоже детища Маска). Утром в среду Tesla уже покинул орбиту Земли и теперь, по плану, начнет движение к Марсу по гелиоцентрической орбите.
При этом в кабине Tesla играет знаменитый трек Space Oddity Дэвида Боуи, которым каждый желающий может насладиться, посмотрев видео из кабины бороздящего космос автомобиля. Само собой разумеется, что сам пуск ракеты сопровождался онлайн-видеотрансляцией.
Сумел Маск обыграть и крушение центрального блока, пообещав, если камеры не взорвались и сумели это зафиксировать, выложить видео, на которое, по его словам, забавно будет посмотреть.
Естественно, привлечь внимание всего мира бизнесмену удалось, не говоря уже о США. Американский президент Дональд Трамп поздравил Маска, заявив: «Это достижение совместно с коммерческими и международными партнерами NASA продолжает демонстрировать изобретательность американцев в ее лучших проявлениях!».
Революционная модель космического производства
Несмотря на все это пижонство, главный успех Маска совсем не маркетинговый. После благополучного запуска Falcon Heavy становится самой мощной ракетой-носителем в мире, используемой на данный момент. Планируется, что носитель сможет доставлять до 63,8 т на низкую опорную орбиту, до 26,7 т на геопереходную орбиту, до 16,8 т на Марс и 3,5 т на Плутон.
При этом своего ближайшего конкурента Delta IV Heavy от компании Boeing она превосходит не только по полезной нагрузке, которую может вывести на низкую опорную орбиту (в два раза), но и по дешевизне. SpaceX заявляет, что запуск ракеты-носителя стоит 90 млн долларов, в то время как полет «Дельты» требует около 435 млн, а проектная стоимость одного пуска разрабатываемой NASA сверхтяжелой ракеты SLS (Space Launch System – Cистема космических запусков) – 500 млн долларов. Как отметил Маск, вся разработка Falcon Heavy обошлась его компании примерно в 500 млн долларов.
Сложность инженерной задачи, которую удалось решить компании Маска, можно описать следующим образом. На старте у ракеты Falcon Heavy работают сразу 27 двигателей – и это очень большое количество. Так много ракет нужно не только для создания соответствующей тяги. Если при старте использовать лишь один двигатель на каждый блок, то он не сможет выдавать требуемую мощность при дальнейшей посадке – тяга будет слишком велика, ракета почти мгновенно использует требуемое топливо и рухнет. Но чем больше количество двигателей, тем математически более вероятен отказ хотя бы одного из них – а такой отказ почти неминуемо закончится катастрофой. Придуманная Маском конструкция крайне напоминает советскую ракету Н-1, которая тоже имела на первой ступени 30 двигателей – и все четыре ее запуска завершились авариями.
Каким же обьразом Маску удалось успешно запустить ракету с таким количеством двигателей? Дело в том, что он совершенно иначе подошел к испытаниям, чем его советские коллеги почти пятьдесят лет назад.
Сначала эти блоки проходили испытания на ракете Falcon 9 – это позволяло получить данные о том, как блок ведет себя во время полета. Затем блоки были связаны в один пакет, и был сделан контрольный запуск всех 27 двигателей на 12 секунд. Советские инженеры в свое время не сделали таких испытаний, потому что сильно торопились. И только удостоверившись, что все двигатели успешно работают в связке, была запущена Falcon Heavy. Иначе говоря, Маск провел достаточное количество предварительных испытаний, прежде чем совершить сегодняшний пуск.
Руководитель Института космической политики Иван Моисеев отметил, что «это несомненный успех – появление новой ракеты-носителя, которая вдвое больше самой мощной существующей или в три раза больше нашего «Протона».
Проект еще отработают, осуществив несколько запусков, указал Моисеев, отметив, что в перспективе это откроет новые возможности. «При исследовании планет Солнечной системы можно посылать тяжелые аппараты, можно коммерчески успешно запускать по два тяжелых спутника за раз. Это шаг вперед», – отметил собеседник.
Запуск сверхтяжелой ракеты – это «выдающееся достижение для Илона Маска и его компании», – заявил газете ВЗГЛЯД член-корреспондент Российской академии космонавтики имени Циолковского Андрей Ионин. Falcon Heavy – «действительно самая мощная ракета сейчас в мире», указал собеседник.
Поскольку человечество переходит к новому этапу развития космонавтики, связанному с освоением дальнего космоса, этот запуск можно назвать «первым серьезным шагом к реализации проектов, связанных с освоением Луны и Марса. Нельзя его недооценивать», – подчеркнул Ионин. Он напомнил, что такие программы потребуют очень серьезного увеличения грузопотока. И Маск не собирается останавливаться на Falcon Heavy, у него в планах более мощные ракеты.
«Маск шаг за шагом реализует абсолютно новую революционную модель космического производства», – указал собеседник. Он напомнил, что космонавтика живет в рамках тех моделей, которые были заложены в 50–60-х годах в СССР и США.
Маск все это изменил, в частности полностью пересмотрел вопросы, как ракеты надо делать и как об этом надо говорить. «Это его два главных достижения»,
– пояснил эксперт.
Не стоит преувеличивать значение
Многие уже поспешили объявить достижение Маска «прорывом». Однако преувеличивать значимость запуска сверхтяжелой ракеты SpaceX все же не стоит. «Я не стал бы использовать в отношении запуска Falcon Heavy такие громкие слова, как «революция» в сфере космоса», – отметил Моисеев.
Если взвешивать на весах истории, это не дотягивает ни до первого полета человека в космос, ни до высадки человека на Луну, соглашается Ионин. «Это событие стоит на ступеньку ниже, и оно очень важно в части реализации новых программ человечества по освоению дальнего космоса», – указал эксперт, выразив уверенность, что Маск еще успеет показать всем историческое событие.
И дело тут не в потере цетрального разгонного блока. Тот факт, что при посадке разбился центральный разгонный блок, не имеет значения, так как этот блок набирает большую скорость и спасти его сложнее, отметил Ионин. «При первом пуске это тем более ерунда. Но даже если он потом не будет спасаться, я тоже не вижу здесь ничего страшного», – указал он.
Во-первых, пока это лишь первый тестовый запуск, и до начала регулярной эксплуатации ракеты еще далеко. Во-вторых, стоит вспомнить, что в свой первоначальный график Маск все же не уложился. Он обещал осуществить первый запуск Falcon Heavy летом 2017 года, то есть полгода назад. Кроме того, нельзя забывать и о недавнем провале с выводом на орбиту секретного американского спутника Zuma. Спутник, запущенный с помощью уже неоднократно отработанной ракеты Falcon 9, так и не достиг орбиты, разбившись при падении в океан.
И это была далеко не первая неудача Маска. Так, в 2013 году космический корабль Dragon потерял управление из-за блокировки топливных клапанов. В 2015 году другой Dragon, который должен был доставить воду и продукты питания на МКС, после запуска упал из-за взрыва резервуара с гелием. Ракета Falcon 9 вместе со спутником, который она должна была доставить, взорвалась в 2016 году прямо на пусковой платформе. Да и посадка первой ступени ракеты-носителя удалась компании далеко не с первого раза. Также в 2017 году грузовик Dragon не смог пристыковаться к МКС с первого раза. Не говоря уже о регулярных сдвигах сроков различных проектов SpaceX.
СССР запускал и куда более мощные ракеты
Важно отметить, что Falcon Heavy – самая мощная ракета из существующих на данный момент, но не в истории. Советский Союз активно занимался созданием сверхтяжелой ракеты-носителя еще в XX веке. Например, были такие проекты, как Н-1 и «Энергия».
Программа Н-1 в 1960-е годы предполагала возможность вывода на низкую опорную орбиту полезной нагрузки от 90 до 100 т, однако не была удачной. Все четыре старта завершились неудачно, ракета взрывалась по причине малонадежности двигателей. «А когда двигатели довели, проект «волевым решением» закрыли», – рассказал Моисеев.
Ионин не исключил, что проект все же можно было бы довести до конца. По его мнению, он «не был реализован во многом потому, что потерял политическую актуальность. И американский, и российский лунные проекты были политическими. И после того, как американцы высадились на Луну, политическое значение кратно снизилось. Поэтому проект Н-1 был закрыт», – пояснил эксперт.
А вот следующий проект «Энергия» был вполне успешен, отметил Ионин. Сверхтяжелая ракета с полезной нагрузкой в 100 т летала два раза: в 1987 и в 1988 году. Разрабатывалась и еще более тяжелая версия – «Вулкан», с грузоподъемностью до 200 т. «Но проект был закрыт, потому что Советского Союза не стало, а ракета дорогая и в рамках скудной космической программы России в 90-х годах была не нужна. Поддерживать все в режиме готовности – это невероятные усилия», – пояснил собеседник.
«С «Энергией» получилось так, что она была хорошо отработана, прекрасно сделана, двигатели до сих пор используются. Но на эту ракету уходили огромные деньги, а вот полезных нагрузок на нее не сделали, средств уже не хватило» – отметил Моисеев.
В России сверхтяжелую ракету стоит ждать не раньше конца 2020-х годов
В современной России, однако, ситуация со сверхтяжелыми ракетами обстоит пока не так хорошо, и тут Маск со своим первым запуском Falcon Heavy, безусловно, далеко впереди.
Россия заявляла, что будет создавать сверхтяжелую ракету, это необходимо для программы по освоению дальнего космоса, отметил Ионин. По его словам, пуск ориентировочно может состояться в конце 2020-х годов.
Моисеев рассказал, что у нас рассматривают создание сверхтяжелого носителя к 2028 году. А пока несколько лет дается на эскизный проект, «бумажную проработку», пояснил он.
Однако пока идут дискуссии, насколько она нужна, указал эксперт. «Пока денег на нее не выделено, только на один узел – ракету «Союз-5», да и то под вопросом. Каких-то нагрузок для ракеты не просматривается, не проектируется», – подчеркнул он. По его мнению, ситуация схожа с «Энергией» – ракету собираются делать, «а для чего она нужна, никто толком сказать не может».
Кстати, один из вариантов подобной ракеты получил обозначение «Энергия-3В», и в нем, соответственно, используются наработки старого советского проекта.
Во второй половине апреля 2000 года Россией был ратифицирован договор об абсолютном запрете на всяческие испытания В современном мире холодная война уже не имеет большого значения, и поэтому нет особой необходимости в наличии стратегических вооружений. Но тем не менее от них не отказались полностью, и на вооружении России имеется самая мощная в мире ракета класса «земля-воздух» Р-36М, которой на Западе дали страшное название «Сатана».
Описание баллистической ракеты
Самая мощная в мире ракета Р-36М была принята на вооружение еще в 1975 году. В 1983 году была запущена в разработку модернизированная версия ракеты - Р-36М2, которая получила название «Воевода». Новая модель Р-36М2 считается самой могучей в мире. Ее вес достигает двухсот тонн, и это сравнимо разве что со статуей Свободы. Ракета имеет невероятную разрушительную силу: запуск одной ракетной дивизии будет иметь такие же последствия, как и тринадцать тысяч атомных бомб, аналогичных сброшенной на Хиросиму. Кроме того, самая мощная ядерная ракета будет готова к старту всего за несколько секунд даже после многих лет консервации комплекса.
Характеристики Р-36М2
Ракета Р-36М2 имеет всего десять боеголовок с функцией самонаведения, мощность каждой из которых 750 кт. Чтобы было понятнее, насколько мощной является разрушительная сила этого оружия, можно сравнить ее с бомбой, сброшенной на Хиросиму. Ее мощность была всего 13-18 кт. Самая мощная ракета России имеет дальность действия 11 тысяч километров. Р-36М2 - это ракета, базируемая в шахте, она и сейчас находится на вооружении России.
Межконтинентальная ракета «Сатана» имеет вес 211 тонн. Запускается она минометным стартом и имеет двухступенчатое зажигание. Твердотопливное на первой ступени и жидкотопливное - на второй. С учетом такой особенности ракеты конструкторы внесли некоторые изменения, в результате которых масса стартовой ракеты оставалась прежней, вибрационные нагрузки, возникающие на старте, снижались, а энергетические возможности повышались. Баллистическая ракета «Сатана» имеет следующие размеры: длину - 34,6 метра, в диаметре - 3 метра. Это очень мощное оружие, боевая нагрузка ракеты от 8,8 до 10 тонн, пусковая возможность имеет радиус действия до 16 тысяч километров.
Это самый идеальный комплекс противоракетной обороны, в котором есть независимые друг от друга боеголовки индивидуального наведения и система ложных целей. «Сатана» Р-36М как самая мощная в мире ракета, относящаяся к классу «земля-воздух», занесена в Книгу рекордов Гиннеса. Создателем мощного оружия является М. Янгель. Основной целью конструкторского бюро под его руководством была разработка многоликой ракеты, которая была бы способна выполнять множество функций и иметь большую разрушительную силу. Судя по характеристикам ракеты, они со своей задачей справились.
Почему именно «Сатана»
Ракетный комплекс, созданный советскими конструкторами и находящийся на вооружении России, «Сатаной» назвали американцы. В 1973 году, на момент первого испытания, эта ракета стала самой мощной баллистической системой, несравнимой ни с одним ядерным оружием того времени. После создания «Сатаны» Советскому Союзу можно было больше не переживать по поводу вооружения. Первая версия ракеты маркировалась SS-18, только в 80-е годы была разработана модифицированная версия Р-36М2 «Воевода». Против этого оружия не могут ничего сделать даже современные системы ПРО Америки. В 1991 году, еще до распада СССР, в КБ «Южное» был разработан проект ракетного комплекса пятого поколения «Икар» Р-36М3, но создан он не был.
Сейчас тяжелые ракеты пятого поколения создаются в России. В это оружие будут вложены самые новаторские научно-технические достижения. Но успеть необходимо до конца 2014 года, так как в это время начнется неминуемое списание еще надежных, но уже устаревших «Воевод». По тактико-техническому заданию, согласованному министерством обороны и производителем будущей баллистической межконтинентальной ракеты, новый комплекс будет принят на вооружение в 2018 году. Созданием ракеты будут заниматься в ракетном центре Макеева в Челябинской области. Эксперты утверждают, что новый ракетный комплекс сможет гарантированно преодолеть любую противоракетную оборону, в том числе и космический ударный эшелон.
Ракета-носитель Falcon Heavy
Основная задача двухступенчатой РН Falcon Heavy состоит в выводе на орбиту спутников и межпланетных аппаратов весом свыше 53 тонн. То есть фактически этот носитель может поднять на орбиту земли полностью загруженный лайнер «Боинг» с экипажем, багажом, пассажирами и полными баками топлива. Первая ступень ракеты включает три блока, у каждого из которых имеется девять двигателей. В Конгрессе США обсуждается и вероятность создания еще более мощной ракеты, которая сможет вывести на орбиту 70-130 тонн полезной нагрузки. Представители компании SpaceX согласились с необходимостью разработки и создания такой ракеты для возможности выполнения большого количества полетов на Марс с пилотируемым управлением.
Заключение
Если говорить в целом о современном ядерном оружии, то его можно справедливо назвать пиком стратегического вооружения. Модифицированные ядерные комплексы, в частности самая мощная в мире ракета, способны поражать цели на огромном расстоянии, и при этом противоракетная оборона не может серьезно повлиять на ход событий. Если США или Россия примут решение использовать свой ядерный арсенал по прямому назначению, то это приведет к абсолютному уничтожению этих стран или, возможно, даже всего цивилизованного мира.
Личный электромобиль главы компании Илона Маска — вишневый Tesla Roadster с одетым в скафандр производства SpaceX водителем-манекеном (в будущем в таких скафандрах будут летать астронавты компании). По словам Маска, традиционно во время испытаний в качестве полезной нагрузки используются бетонные блоки. Основателю SpaceX это показалось скучным.
При старте аудиосистема электромобиля играла песню Дэвида Боуи Space Oddity, песня включалась и на трансляции пуска. На экране, установленном в приборную панель автомобиля, во время запуска горела надпись «Не паниковать!» (отсылка к роману «Автостопом по Галактике» Дугласа Адамса).
Видео: SpaceX
Вторая ступень должна была сесть на морскую платформу Of Course I Still Love You, но связь с ней во время посадки была потеряна. Как выяснилось позднее, центральный ускоритель промахнулся мимо платформы, так как смог включить только один из трех двигателей. Ускоритель вошел в воду со скоростью около 480 км/ч примерно в ста метрах от платформы. В остальном запуск ракеты был успешным.
Через час после запуска верхняя ступень ракеты достигла высоты 7 тыс. км, сообщил в своем Twitter Илон Маск. «[Ракета] проведет пять часов в поясах Ван Аллена, а затем попытается произвести финальный прожиг топлива до Марса», — написал основатель SpaceX.
Последний прожиг топлива прошел удачно, затем написал Маск. Он опубликовал в своем Twitter траекторию полета автомобиля, превышающую орбиту Марса. Tesla направится к астероидному поясу.
Ранее Маск подчеркнул, что запущенный им автомобиль будет находиться на орбите «на протяжении миллиардов лет или около того», если ракета не взорвется при взлете».
https://www.instagram.com/p/BezcvpzAgYI/
Что такое Falcon Heavy
Falcon Heavy — сверхтяжелая ракета-носитель, способная доставлять на низкую опорную орбиту до 63,8 т, сказано на официальном сайте SpaceX. Как отмечает Илон Маск, это «больше, чем масса заправленного топливом авиалайнера Boeing 737 с пассажирами, экипажем и багажом на борту», и как минимум в два раза превышает возможности ближайшего конкурента — ракеты-носителя Delta 4. О разработке было объявлено в 2011 году. Компания утверждает, что стоимость пуска составляет примерно $90 млн. Этот старт обойдется в три раза дешевле, чем старт Delta 4, сказал Маск.
Пуск тяжелой ракеты-носителя США Delta 4 Heavy, способной вывести около 28 т на околоземную орбиту, стоит $164-400 млн.
У первой ступени Falcon Heavy 27 двигателей.
Сверхтяжелый эксперимент
В мире всего четыре страны — США, Россия, Франция и Китай — располагают тяжелыми ракетами. Сверхтяжелые носители запускали только два государства — США и СССР. Речь идет об американской Saturn V (13 успешных пусков в 1967-1973 годах), которая смогла вывести на низкую околоземную орбиту 141 т, и советской ракете «Энергия», которая выводила космический корабль «Буран» около 30 лет назад. Запуск Falcon Heavy по разным причинам переносился более десяти раз.
Успешный запуск этой ракеты будет означать, что впервые в истории частная компания смогла построить сверхтяжелую ракету и запустить ее, отметил создатель сообщества «Открытый космос» Виталий Егоров. «Энергия» и Saturn V производились государственными компаниями по госзаказу для осуществления сложных проектов, напомнил эксперт. Маск же создал сверхтяжелую ракету, которую у него никто не заказывал, подчеркнул Егоров.
«Пока Илон Маск рассчитывает, что у него будут заказывать пуски «по два спутника за раз» на геостационарную орбиту. Возможно, Пентагон проявит интерес большие спутники запускать. Но вообще для Маска это эксперимент. Высшая цель — достижение Марса. Для ее осуществления Маску необходимо, чтобы специалисты SpaceX получили опыт эксплуатации сверхтяжелых ракет», — пояснил собеседник РБК.
Удачный запуск Falcon Heavy для отрасли означает еще одну попытку войти в сегмент очень тяжелых ракет, отметил в разговоре с РБК бывший менеджер Центра имени Хруничева, участвовавший в разработке «Ангары», гендиректор компании «КосмоКурс» Павел Пушкин. Но существенно удешевить вывод спутников не получится, так как нет такого количества коммерческих заказов, отметил он.
Главный вопрос — чем такую ракету загрузить, подчеркивает Пушкин. «Может быть, Маск ориентируется на орбитальные станции и производство в космосе, а также туристические орбитальные крупные станции — по размеру это очень подходит», — отметил он. Кроме того, есть военные заказы, на которые также ориентируется глава SpaceX, считает собеседник РБК. Он добавил, что не считает Falcon Heavy «чем-то прорывным» с точки зрения технологий.
Российский конкурент через десять лет
СССР занимался созданием сверхтяжелой ракеты-носителя с первой ступенью из 30 двигателей. Ракета Н-1 разрабатывалась в 1960-е годы. Первоначально Н-1 предназначалась для вывода на околоземную орбиту тяжелой (75 т) орбитальной станции с перспективой обеспечения сборки межпланетного корабля для полетов к Венере и Марсу. После того как СССР включился в «лунную гонку», ракета была форсирована и стала носителем для экспедиционного космического корабля Л3.
Ракета Н-1 (Фото: DR)
Предполагалось, что Н-1 сможет выводить на околоземную орбиту до 90 т полезной нагрузки и до 6 т на Луну. Испытания Н-1 проводились четырежды: в феврале и июле 1969-го, в 1971 и 1972 годах — каждый раз неудачно на этапе работы первой ступени. Второй запуск и вовсе закончился крупнейшим в истории ракетостроения взрывом — Н-1 поднялась на 200 м, затем плашмя упала на стартовый стол. В 1974 году работа над проектом была прекращена — до 1989 года он держался в строгом секрете.
Новая российская сверхтяжелая ракета появится только к 2028 году. Об этом 1 февраля на пресс-конференции заявил гендиректор «Роскосмоса» Игорь Комаров, передавал корреспондент РБК. В 2018-2019 годах будут выполнены работы над эскизным проектом сверхтяжелой ракеты. «До 2028 года здесь будет создан комплекс и наземная инфраструктура, одновременно будет разработана ракета-носитель сверхтяжелого класса. Задача ей поставлена — изучение Солнечной системы, планет Солнечной системы, Луны и окололунного пространства, задача выведения пилотируемых кораблей и автоматических космических аппаратов на околоземную орбиту и решение других народно-хозяйственных задач», — сказал глава госкорпорации.
Создание сверхтяжелой ракеты и строительство под нее инфраструктуры обойдется в 1,5 трлн руб., заявил в 2016 году замглавы «Роскосмоса» Александр Иванов. При этом в «Роскосмосе» не видят необходимости торопиться с созданием сверхтяжелой ракеты до 2030 года, поскольку для нее нет полезных нагрузок.
Запуск Falcon Heavy нужен и России, считает Егоров. Потому что Россия сейчас сама планирует разрабатывать ракету по похожей компоновке — то есть многомодульную ракету, пояснил он. «Каждый из этих модулей представляет собой самостоятельную ракету (в российском варианте это «Союз-5»). Только в российском варианте будет не две боковые части, а четыре — для более высокой мощности ракеты. И России тоже интересен этот пуск, просто посмотреть, насколько хорошо работает подобная компоновка», — считает Егоров.
Запуск российской сверхтяжелой ракеты будет дороже, чем пуск Falcon Heavy, полагает эксперт. «У Маска очень низкие накладные расходы и низкие издержки за счет высокой скорости разработки. В России, скорее всего, все затянется. А чем дольше будут тянуть, тем дороже будет это стоить», — подытожил собеседник РБК.
на интересный выпуск Вестника НПО им Лавочкина от февраля 2014 года. В самом его конце очень понравилась статья коллектива авторов (А.Ю.Данилюка, В.Ю.Клюшникова, И.И. Кузнецова и А.С.Осадченко ) об истории развития сверхтяжелых ракето-носителей. Сверхтяжелыми ракетами-носителями обычно называют такие носители, которые способны вывести на околоземную орбиту, как минимум 100 тонн полезной нагрузки. Конечно, обычно такие мощные ракеты создают для пилотируемых полетов к Луне или Марсу , но и конечно, очевидна важность их создания для запусков зондов во внешние области Солнечной Системы или для вывода очень тяжелых космических обсерваторий . Поэтому в этой заметке, я решил резюмировать текущее состояние в этой области в разных странах мира.В настоящее время не проводятся запуски таких ракет. С некоторой натяжкой, последним запуском такого носителя можно назвать 8 июля 2011 года , когда был совершен последний запуск по программе Спейс Шаттл . С некоторой натяжкой, потому что в таких полетах, орбитальный челнок фактически выполняет роль последней ступени ракеты-носителя и масса выводимой полезной нагрузки на околоземную орбиту при этом ограничена всего 20-30 тоннами. В связи с этим можно сказать, что последний запуск такого типа носителей был фактически производен 15 мая 1987 года , когда с помощью советского ракеты-носителя Энергия , была произведена неудачная попытка вывода на орбиту макета боевой лазерной станции , общим весом 80 тонн.
3 D- модель ракета-носителя Энергия с пристыкованной станцией Полюс или . .
В США же последний подобный запуск был произведен 41 год назад — 14 мая 1973 года . Тогда в последнем запуске Сатурна-5 была запущена орбитальная станция Скайлэб , массой в 77 тонн. Тот запуск тоже был фактически частично неудачным — при запуске станция потеряла теплоизолирующий экран и одну из двух солнечных батарей. После того запуска, космические державы перешли к модульному созданию орбитальных станций. С другой стороны, в настоящее время, целых три страны разрабатывают сверхтяжелые ракеты-носители — Россия , США и Китай .
В России такой проект связан с планами пилотируемых полетов к Луне и Марсу . Для Луны планируется создать до 2030 года носитель, выводящий на околоземную орбиту до 80-90 тонн. Для Марса планируется создать, уже после 2030 года, носитель выводящий на околоземную орбиту до 160-190 тонн. В уже упомянутом Вестнике НПО им Лавочкина приводится несколько вариантов таких носителей. К примеру таких:
Для запусков подобных носителей планируется использовать новый космодром Восточный . Первый запуск с этого космодрома (носителя Союз-2 ) должен произойти в конце 2015 года. С другой стороны, выбор Восточного означает, что всю космическую инфраструктуру под сверхтяжелые носители, там придется создавать с нуля. Это достаточно обидно, учитывая, что на Байконуре в советские годы был создан огромный задел по прошлым подобным носителям, таким как Н1 и Энергия-Буран . Недавно я видел сообщение , что бывший огромный ангар на Байконуре , где готовили к запуску Н1 и Энергию, по прежнему в том же состояние, в котором он был в 2002 году, после обрушения кровли.
Планируемые траектории выведения с космодрома Восточный . .
Теперь перейдем к США . В настоящее время там разрабатывается фактически два разных сверхтяжелых носителя: государственный от NASA и частный от SpaceX . В первом случае носитель появился, как замена программы Спейс Шаттл . Сначала он назывался Арес-5 и разрабатывался для программы Созвездие с целью пилотируемых полетов на Луну . В 2010 году произошел фактически отказ от лунных планов, хотя от разработки сверхтяжелого носителя NASA не отказалось. Проект носителя был существенно изменен и получил название SLS (Space Lauch System ) . Теперь уже предлагается его использовать не для пилотируемых полетов к Луне , а для пилотируемых полетов к астероидами или Марсу . Первый запуск этого носителя ожидается в 2017 году. Существует в разработке два варианта SLS : пилотируемый и грузовой. Первый выводит до 70 тонн на орбиту, второй до 130 тонн.
Крайний справа это грузовой вариант SLS . Слева от него пилотируемый вариант SLS. .
SLS очень широко использует и инфраструктуру, и технологии оставшиеся после программы Спейс Шаттл . К примеру, для сборки будет использоваться тоже здание вертикальной сборки и те же пусковые площадки на мысе Канаверел , что применялись для программы Сатурн-5 и Спейс Шаттл . Ожидается, что первый запуск SLS будет произведен к 2017-2018 году.
Здание вертикальной сборки на мысе Канаверел , в которое с начала этого года перестали пускать туристов, по причине начала подготовки его использования для программы SLS . .
Другим планируемым американским супертяжем является носитель Falcon Heavy от частной компании SpaceX . Его возможности будут скромнее, чем у SLS — только 53 тонны на околоземную и 5 метровый головной обтекатель, в тоже время, он планируется в значительной мере многоразовым. Для запусков на первых порах решено использовать стартовую площадку SLC-4E на космодроме Ванденберг в Калифорнии . Эту площадку до 2005 года использовали военные с целью запусков секретных спутников на полярные орбиты. Ожидается, первый запуск Falcon Heavy случится уже в этом году, но учитывая хронические переносы SpaceX , вероятнее всего его стоит ждать в 2015 году. С другой стороны, скорее всего Falcon Heavy в ближайшие годы станет самым мощным ракета-носителем из существующих, в связи с тем, что реализация всех остальных супертяжей проходит на значительно более ранних этапах развития. И конечно, собственный частный капитал миллиардера Элона Маска позволяет SpaceX меньше зависеть от политических капризов, которые являются бичом государственных космических агентств. Если запуски пройдут успешно, то в будущем NASA обещает разрешить использовать Falcon Heavy для запусков стартовый комплекс на мысе Канаверел под номером 39 , на пару с SLS . В более далекой перспективе у SpaceX существует проект носителя Falcon XX , грузоподъемностью до 130 тонн.
Различные ракеты-носители SpaceX в сравнение с Сатурн-5 . .
И наконец перейдем к Китаю . Как выяснилось в прошлые годы, там тоже разрабатывают сверхтяжелый носитель под названием Великий поход-9 , скорее всего для пилотируемого полета к Луне . Его грузоподъемность оценивается в 130 тонн. Очевидно, что его запуски будут производиться с нового космодрома Вэньчан на острове Хайнань . Прошлые китайские космодромы имели большие проблемы с зонами падения отработанных ступеней в густонаселенных районах. При каждом запуске часто происходят эвакуации многих тысяч местных жителей. Сооружение стартовых комплексов на новом космодроме ведется с 2007 года, первые запуски с него в космос ожидаются в ближайшее время (это будет новая ракета Великий поход-5, которая немного мощнее нашего Протона ).
Будущие китайские ракеты-носители. .
Со времени первого полёта в космос человек стремился создать максимально мощные ракеты и доставить на орбиту как можно больше груза. Сравним все самые грузоподъёмные ракеты-носители в истории человечества.
23 ноября 1972 года был произведён ставший последним четвёртый пуск сверхтяжелой ракеты-носителя Н-1. Все четыре запуска были неуспешными и через четыре года работы по Н-1 были свернуты. Стартовая масса этой ракеты составляла 2 735 т. Мы решили рассказать о пяти самых тяжелых космических ракетах в мире.
Советская ракета-носитель сверхтяжёлого класса H-1 разрабатывалась с середины 1960-х годов в ОКБ-1 под руководством Сергея Королёва. Масса ракеты составляла 2735 тонн. Первоначально она предназначалась для вывода на околоземную орбиту тяжёлой орбитальной станции с перспективой обеспечения сборки тяжелого межпланетного корабля для полётов к Венере и Марсу. Поскольку СССР включился в «лунную гонку» с США программа Н1 была форсирована и переориентирована для полета на Луну.
Однако все четыре испытательных запуска Н-1 были неуспешными на этапе работы первой ступени. В 1974 году советская лунно-посадочная пилотируемая лунная программа была фактически закрыта до достижения целевого результата, а в 1976 году также официально закрыты и работы по Н-1.
«Сатурн-5»
Американская ракета-носитель «Сатурн-5» остаётся самой грузоподъемной, наиболее мощной, самой тяжелой (2965 тонн) и самой большой из существующих ракет, выводивших полезную нагрузку на орбиту. Она была создана конструктором ракетной техники Вернером фон Брауном. Ракета могла вывести на низкую околоземную орбиту 141 т и на траекторию к Луне 47 т полезного груза.
«Сатурн-5» использовалась для реализации программы американских лунных миссий, в том числе с её помощью была осуществлена первая высадка человека на Луну 20 июля 1969 года, а также для выведения на околоземную орбиту орбитальной станции «Скайлэб».
«Энергия»
«Энергия» - советская ракета-носитель сверхтяжёлого класса (2400 т), разработанная НПО «Энергия». Она являлась одной из самых мощных ракет в мире.
Была создана как универсальная перспективная ракета для выполнения различных задач: носитель для МТКК «Буран», носитель для обеспечения пилотируемых и автоматических экспедиций на Луну и Марс, для запуска орбитальных станций нового поколения и т.д. Первый запуск ракеты состоялся в 1987 году, последний - в 1988 году.
«Ариан 5»
«Ариан 5» - европейская ракета-носитель семейства «Ариан», предназначенная для выведения полезной нагрузки на низкую опорную орбиту (НОО) или геопереходную орбиту (ГПО). Масса ракеты по сравнению с советскими и американскими не столь велика - 777 т. Производится Европейским космическим агентством. РН «Ариан 5» является основной ракетой-носителем ЕКА и останется таковой по крайней мере до 2015 года. За период 1995–2007 гг. было произведено 43 запуска, из которых 39 успешных.
«Протон»
«Протон» (УР-500, «Протон-К», «Протон-М») - ракета-носитель тяжёлого класса (705 т), предназначенная для выведения автоматических космических аппаратов на орбиту Земли и далее в космическое пространство. Разработана в 1961–1967 годах в подразделении ОКБ-23 (ныне ГКНПЦ им. М. В. Хруничева).