Союз 5 ракета носитель: фото, характеристики, видео

Хронология разработки

В 2017 году Роскосмос принял решение отказаться от испытаний корабля «Федерация» на ракете-носителе «Ангара-А5П» в пользу разрабатываемого носителя «Союз-5».

Прошедшие события

• 18 августа 2015 года генеральный директор самарского Ракетно-космического центра «Прогресс» Александр Кирилин в интервью СМИ сообщил, что разработка проекта Русь-М закрыта, однако начата работа над созданием «Союза-5».
• В 2016 году работы по РН по программе «Феникс» перешли в активную стадию.
• апрель 2017 года — в Конструкторском бюро Химавтоматики, входящего в НПО «Энергомаш», на основе воронежского двигателя 14Д23 начались работы по созданию нового двигателя для второй ступени ракеты-носителя «Союз-5». Концепция нового двигателя перед Днём космонавтики была озвучена в интервью главным конструктором КБХА Гороховым В. Д.

Конец мая 2017 года — на совещании по развитию ракетно-космической отрасли было решено назвать новую ракету-носитель, разрабатываемую по программе «Феникс», «Союз-5».

20 июня 2017 года генеральный директор РКК «Энергия» Владимир Солнцев заявил, что летные испытания «Союз-5» могут начаться раньше 2022 года вместо первоначально запланированных в период 2023-2035гг.

11 августа 2017 года распоряжением Правительства РФ РКК «Энергия» назначена головным разработчиком «Союза-5». В составе соисполнителей работ — РКЦ «Прогресс» и ЦЭНКИ. Помимо самого носителя будет разработан разгонный блок типа ДМ, а также будет модернизирована наземная инфраструктура.

Этап эскизного проектирования (2017—2018 гг.)

16 августа 2017 года был опубликован госконтракт на составную часть опытно-конструкторской работы (СЧ ОКР) на тему «Разработка эскизного проекта на комплекс ракеты-носителя среднего класса для летно-конструкторской отработки ключевых элементов космического ракетного комплекса сверхтяжелого класса», в котором было указано, что техзадание должно быть проведено в период с 1 июня 2017 года по 31 марта 2018 года. В рамках эскизного проектирования РКК «Энергия» должна провести обоснование основных характеристик, технических и технологических решений по ракете-носителю среднего класса с учетом использования наземной космической инфраструктуры, оставшейся от ракеты «Зенит-М» на космодроме Байконур. Также в эскизном проекте на новую ракету должна быть дана оценка возможности использования в ее составе существующих и перспективных головных обтекателей, в том числе головного обтекателя 14С735 от ракеты-носителя «Ангара-А5» или зарубежного аналога. требование к применению зарубежного обтекателя может быть связано с перспективами применения ракеты «Союз-5» по программе «Морской старт». Головные обтекатели для ракет «Зенит» в рамках этого проекта производит американская компания Boeing. Использование импортных комплектующих изделий (включая материалы стран СНГ) при изготовлении частей ракеты возможно при согласовании с заказчиком (Роскосмос). При этом имеется требование о максимальном использовании продукции российского производства в конструкции составных частей ракеты-носителя.

16 августа 2017 года — публикация техзадания на разработку эскизного проекта, в котором было указано, что для «Союза-5» должен быть проработан вариант компоновки с одним двигателем РД-171М в составе блока первой ступени диаметром 4,1 м с рабочим запасом топлива 398 тонн и двух доработанных РД-0124 от третьей ступени носителя «Ангара-А5» в качестве второй ступени.

17 августа 2017 года генеральный директор РКК «Энергия» Владимир Солнцев сообщил СМИ, что эскизное проектирование «Союза-5» будет завершено к ноябрю 2017 года.

Ожидаемые события

2020—2021 гг. — завершение модернизации инфраструктуры космодрома Байконур под «Союз-5».

2022 год — запуск «Союза-5» с кораблем «Федерация» в автоматическом режиме с космодрома Байконур.

2024 год — запуск «Союза-5» с пилотируемым кораблем «Федерация» с космодрома Байконур.

после 2025 года — запуск «Союза-5» и сверхтяжелой ракеты с единого стола-стенда с космодрома Восточный.

Оценка стоимости разработки

Ориентировочная оценка стоимости создания носителя, данная в 2016 году, составляет порядка $500 млн, на модернизацию наземной инфраструктуры на Байконуре требуется порядка $245 млн. В связи с переориентацией в середине 2017 года пилотируемых пусков с «Ангары-А5П» на «Союз-5» и, соответственно, с повышением требований к обеспечению безопасности, конечная стоимость может вырасти.

8 августа 2017 года генеральный директор НПО «Энергомаш» Игорь Арбузов сообщил СМИ, что предприятие вложит почти 7 млрд рублей до конца 2019 года в подготовку производства двигателей РД-171МВ для «Союза-5». Реконструкция предприятия и подготовка к началу серийного производства новых двигателей начнется в 2017 году.

Испытания

Участники испытаний в одной из пультовых — у пульта СУ РН «Союз-2».

Летные испытания РН модификации 1а начались в октябре 2004 года и завершены пуском КА “Меридиан-3” в ноябре 2010 года.

Летные испытания модификации 1б начались в декабре 2006 года и завершены пуском КА “Ресурс-П” №1 в июне 2013 года. Ряд заключительных пусков данной модификации в этот период времени проводился вне программы летных испытаний.

Испытания модификаций СТ-А и СТ-Б в части бортового оборудования, агрегатов и узлов, а также адаптации для использования с обтекателем типа СТ, были совмещены с соответствующими испытаниями модификаций 1а и 1б. Испытания модификаций СТ-А и СТ-Б в собранном виде начались в мае 2010 года с испытаний на технической позиции. На настоящий момент (февраль 2016 года) обе РН находятся в штатной эксплуатации.

Летные испытания модификации 1в начались в декабре 2013 года пуском КА “АИСТ” и двух калибровочных сфер “СКРЛ-756”.

Всего на начало 2011 в рамках испытаний произведено 10 пусков (6 — модификации 1а, 4 — модификации 1б). Все пуски в рамках летных испытаний, за исключением первого пуска модификации 1а, производились с выведением коммерческой полезной нагрузки.

Ожидаемый объём летных испытаний — не менее чем по 5 пусков для каждой модификации.

Стартовые площадки

Пустой стартовый комплекс 43/4 в Плесецке

Так как, с точки зрения конструкции, РН «Союз-2» является модификацией РН «Союз-У» его запуск возможен с любого стартового комплекса, предназначенного для запуска ракет-носителей семейства Р7 после установки специфического для «Союз-2» оборудования и прокладки соответствующих кабельных связей.

На сегодня переоборудованы под запуск РН «Союз-2» следующие стартовые комплексы:

• Плесецк, площадка 43 / старт № 4 (оборудование для более старых РН демонтировано, поэтому запускать с данного стартового комплекса можно только «Союз-2»).
• Байконур, площадка 31 (на 2011 год в МИК и на стартовом комплексе установлено оборудование как для проверки и запуска Союз-У/Союз-ФГ, так и для «Союз-2», поэтому с данной площадки возможны и производятся запуски всех вышеперечисленных РН).

Планируется доработка под запуск РН «Союз-2» следующих стартовых комплексов:

• Плесецк, площадка 43 / старт № 3 (МИК используется общий для площадки 43, поэтому его доработка не требуется).
• Плесецк, площадка 16.
• Байконур, площадка 1 (так называемый «Гагаринский старт», откуда осуществляются (совместно с площадкой 31) российские пилотируемые запуски).

Строится стартовый комплекс для данной ракеты на новом российском космодроме Восточный.

Кроме вышеперечисленных площадок для запуска «Союз-2» (модификаций СТА, СТБ) специально построен стартовый комплекс в Гвианском космическом центре (ГКЦ), технология запуска с которого кардинально отличается от запусков из Плесецка и Байконура:

В монтажно-испытательном комплексе (МИК) собирается только собственно РН, без её стыковки с космической головной частью (состоит из космического аппарата, обтекателя и, опционально, разгонного блока «Фрегат»). Ракета вывозится и устанавливается на стартовый комплекс «без головы». На российских космодромах РН вывозится из МИК в сборе с головной частью.

Головная часть собирается, вывозится и устанавливается на РН в вертикальном положении. Это связано с тем, что многие европейские космические аппараты не переносят искривляющих боковых нагрузок, неизбежных при стыковке аппарата к РН и перевозки собранной конструкции в горизонтальном положении.

Установка головной части и операции по подготовке РН к пуску производятся в прямом смысле под крышей — после установки РН на неё накатывают по рельсам специальную конструкцию — мобильную башню обслуживания, которая закрывает от экваториальной погоды работающий с РН персонал и содержит площадки, лифты и другие средства удобного доступа к различным частям ракеты.

В отличие от российских космодромов управление пуском осуществляется не из сравнительно близко расположенных к стартовому столу подземных бункеров, а из обычного здания, расположенного на расстоянии более 1 км от стартового стола. Большие длины связей потребовали дополнительной адаптации систем стартового комплекса.

По предварительной информации операции подключения и отключения заправочного оборудования будут автоматизированы благодаря тому, что стартовый стол для «Союз-СТ» не вращается и точки подключения заправочного оборудования находятся всегда в одном месте. В Плесецке и Байконуре «Союз-2» запускается с вращающегося по азимуту стартового стола, что затрудняет автоматизацию заправочных операций.

Обтекатели, используемые для непилотируемых запусков

РН «Союз-2» используется для различных непилотируемых запусков, в том числе продвигается Старсем для коммерческих запусков спутников. При этом используются следующие типы головных обтекателей:

Грузовой космический корабль Прогресс (КА) используется для доставки различных грузов на МКС (как прежде использовался для доставки на станцию Мир). Корабль использует специализированный головной обтекатель (одинаковый для «Союз-У», «Союз-ФГ» и «Союз-2»);

тип обтекателя А используется для коммерческих запусков. Кроме «Союз-2» используется на «Союз-У», «Союз-ФГ»;

тип обтекателя С используется для коммерческих запусков Старсем. Обтекатель имеет внешний диаметр 3,7 м и длину 7,7 м. РБ Фрегат спрятан под обтекателем вместе с полезной нагрузкой;

тип обтекателя СЛ используется для коммерческих запусков Старсем. Обтекатель имеет внешний диаметр 3,7 м и длину 8,45 м. РБ Фрегат спрятан под обтекателем вместе с полезной нагрузкой. Этот тип обтекателя был использован для запуска КА Corot;

тип обтекателя СТ используется для коммерческих запусков Старсем. Обтекатель имеет внешний диаметр 4,1 м и длину 11,4 м. Данный тип обтекателя может быть использован только вместе с «Союз-2», так как аналоговые системы управления не способны стабилизировать полёт, парируя аэродинамические возмущения, возникающие при полёте с обтекателем такого размера. Этот углепластиковый обтекатель адаптирован с РН Ариан-4. Это единственный тип обтекателя, предлагаемый Старсем и Arianespace при запуске из Куру. Этот тип обтекателя был использован для запуска КА MetOp-A.

Новый «Союз»

Активная фаза разработки ракеты среднего класса «Союз-5» началась в 2016 году. Планируется, что её будут использовать как для пилотируемых миссий, так и для коммерческих пусков. Старты будут осуществляться с космодромов Байконур и Восточный.

Для этих целей на Байконуре проводятся работы по модернизации стартового комплекса в рамках российско-казахстанского проекта «Байтерек».

Также по теме

«Давно пытались создать аналог»: в США заявили о готовности заменить российские двигатели РД-180

Двигатели BE-4 производства компании Blue Origin, принадлежащей владельцу Amazon Джеффу Безосу, выбраны в качестве силовых установок…

«Союз-5» — ракета среднего класса, которую создали на замену ракете-носителю «Зенит». Производство «Зенита» прекратили в связи с ухудшением российско-украинских отношений», — пояснил Моисеев.

На второй ступени «Союза-5» будут использоваться два двигателя РД-0124МС — модернизированные двигатели от третьей ступени ракеты «Союз-2.1Б».

В 2018 году были завершены эскизные работы, после чего «Роскосмос» заключил госконтракт с РКК «Энергия» на сумму 61,2 млрд рублей на создание и испытание ракеты «Союз-5».  

В рамках лётных испытаний, запланированных на 2022—2025 годы, с космодрома Байконур будут выполнены четыре запуска «Союза-5». Согласно планам, в 2023 году будет осуществлён пуск с новым российским пилотируемым кораблём «Федерация». Аппарат будет работать в беспилотном режиме. Годом позже должен быть произведён и пилотируемый запуск.

Производиться «Союз-5» будет в РКЦ «Прогресс».

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.

Преимущества и недостатки

«Союз-2», являясь модернизацией РН «Союз-У», имеет свой набор преимуществ и недостатков относительно других РН своего класса.

Преимущества:

• отработанная конструкция (вместе с «Союз-У» и «Союз-ФГ» налетала на начало 2011 года почти 800 пусков), являясь при этом одной из самых низкоаварийных РН в мире
• низконапряженные двигатели (давление в двигателях этапа 1а не более 70 атмосфер, для 1б не более 160 атмосфер), что дает большой запас по надежности
• освоенное производство (отлаженный техпроцесс), что означает низкий процент брака, отработанные технологии контроля, низкую себестоимость продукции

Недостатки:

• наличие ряда атавизмов в конструкции приводящих к меньшему массовому совершенству (отношению массы полезной нагрузки к стартовой массе), чем то, которого можно было бы достичь, используя более современные технические решения:
  • использование перекиси водорода для работы турбонасосных агрегатов двигателей первой и второй ступени, вместо использования тех же компонентов, что использует сам ЖРД;
  • использование тяжелого азота (а не гелия) для наддува баков. При этом на первой и второй ступени РН «Союз-2.1в», а также на третьей ступени РН «Союз-2.1б» и «Союз-СТ-Б» реализован гелиевый наддув баков;
  • использование ЖРД открытого цикла, имеющих меньший КПД, чем ЖРД закрытого цикла. При этом ЖРД открытого цикла считаются более безопасными из-за более медленного развития аварийных ситуаций, что является несомненным преимуществом при использовании РН для пилотируемых миссий;
• из-за исторического использования поворотного стартового стола отсутствие автоматизации операций по заправке РН, ручная стыковка электро- и пневмосоединений при установке РН на старт, что требует большое количество обслуживающего персонала и увеличивает влияние человеческих ошибок при подготовке к запуску РН. При этом наличие поворотного круга для РН «Союз-2» не требуется, поскольку «Союз-2» совершает поворот на начальном участке траектории выведения. Стартовый комплекс ГКЦ лишён поворотного круга, что позволило максимально автоматизировать процесс подготовки;
• из-за подвески РН за верхнюю часть первой ступени, а не установки РН «на днище», требуется сравнительно сложный стартовый комплекс (характерная форма — «тюльпан»). Это не недостаток как таковой, а всего лишь особенность всех РН семейства Р-7, поскольку за многие десятилетия использования конструктивные и технологические особенности подобных стартов хорошо известны, а постройка нового старта при отсутствии производственного брака теоретически может занять всего лишь 9 месяцев. Фактически постройка старта в ГКЦ заняла 4 года, что по современным меркам сравнительно недолго.

Назначение

Ракеты предназначены для выведения космических аппаратов (КА) на низкие, средние, высокие, солнечно-синхронные, геопереходные и геостационарные орбиты с существующих стартовых комплексов. В том числе предусматривается запуск пилотируемых и грузовых космических кораблей по программе Международной космической станции.

В настоящее время происходит постепенный процесс замены РН «Союз-У», «Союз-ФГ» и «Молния-М» на РН “Союз-2” этапов 1а и 1б, который начался приблизительно одновременно с летными испытаниями РН “Союз-2” этапов 1а и 1б:

• После заключительного пуска РН «Молния-М» 30 сентября 2010 года, завершающего ее эксплуатацию, и последнего в истории совместного применения «Союз-ФГ» с РБ “Фрегат” (22 июля 2012 года) весь диапазон полезных нагрузок РН «Молния-М» на весь диапазон орбит выводится с помощью РН “Союз-2″ этапов 1а (или 1б) совместно с РБ”Фрегат”.
• Для выведения КА ДЗЗ, предназначенных для применения на НОО, РН «Союз-У» к концу 2014 года практически полностью заменена на “Союз-2” этапа 1а (например, КА “Янтарь-4К2М”), а в случае КА типа “Ресурс-ДК”, или его модернизации “Ресурс-П”, применяемый ранее «Союз-ФГ» к 2013 году заменен на “Союз-2” этапа 1б.
• Для выведения научных КА типа «Фотон» и типа «Бион» процесс перехода на “Союз-2” этапа 1а также завершен (соответственно, в 2014 и в 2013 году).
• Для выведения транспортных грузовых кораблей типа “Прогресс” переход с РН «Союз-У» на “Союз-2” этапа 1а продолжается, завершение ожидается в 2017 году.
• Для выведения транспортных пилотируемых кораблей типа “Союз” процесс перехода с РН «Союз-ФГ» на “Союз-2” этапа 1а был заморожен в июле 2013 года по причине нехватки финансирования Роскосмоса. В настоящее время (февраль 2016 года) работы по данному направлению не ведутся. Завершить переход на “Союз-2” этапа 1а планируется в 2020 году.