Ракета "Зенит": характеристики, интересные факты

Авангард современного прогресса в науке и технике - это уже не электродвигатели и телекомуникационные технологии. Рубеж современной науки – это космические исследования и развитие космической техники. Семейство ракет «Зенит» – яркий тому пример. А еще это пример успешного международного сотрудничества и его краха, вызванного политическими разногласиями.

Историческая справка

Еще в 70-х прошлого столетия, когда были разработаны спутники радиотехнической разведки второго поколения «Целина», обнаружилось, что ракетоносители «Восток-2м» или «Циклон-3» не вынесут космический аппарат на орбиту из-за низких энергетических возможностей. К декабрю 1974 года конструкторское космическое бюро «Южное» разработало новый ракетный носитель с индексом 11К77, который впоследствии стал ракетой-носителем «Зенит».

«Камбала» собирается в космос

Именно такое прозвище дали проекту 11К77 – ракете «Зенит» – ее конструкторы. Первая ступень носителя состояла из пары параллельно расположенных блоков с массой порядка 450 тонн и диаметром 3 метра и массой полезного груза 12 тонн. Трехкамерный первой ступени ракетный двигатель первой РД-124 и второй ступени однокамерный двигатель РД-125 работали на керосин-кислороде с дожиганием окислительных газов и были спроектированы конструкторским бюро «Энергомаш». Именно такое топливо признано экологически наиболее безопасным. Впоследствии первую ступень ракеты «Зенит» унифицировали с 11К25 «Энергия» (ступень первая), что дало право назвать ее первой в классе средних ракетоносителей.

«Камбала» превращается в «бревно»

К 1977 году в КБ «Южное» созрел проект «моноблочного» и мощного носителя с диаметром 3,9 метра, предельной величины для транспортировки по железной дороге (отсюда и прозвище - «бревно»). Четырехкамерный двигатель, спроектированный на том же производственном объединении «Энергомаш», давал ракете тягу в 740 тс на земле, что превосходило все существующие аппараты на то время. Рулевой двигатель способен работать длительное время после отключения двигателя маршевого. Беспрецедентный ракетный двигатель прошел испытания в 1980 году, а в 1985 году прошли первые два нештатных взлета ракеты-носителя «Зенит» с полезной нагрузкой с космодрома Байконур. Из тринадцати запусков три прошли нештатно, и при приеме в эксплуатацию в 1989 году ракета «Зенит» поступила на вооружение с замечаниями. Но шпионская «Целина-2» к тому времени уже улетела в космос на тяжелых космических носителях «Протон».

Статистика запусков

За период с 1985 по 2009 год 37 раз ракета-носитель «Зенит-2» стартовала в космос. Из них только тридцать запусков прошли успешно. С 2007 года на Байконуре стартует ракета «Зенит-2 SL Б». Остальные модификации запускались по программе «Наземный» (Байконур) и «Морской старт» (платформа Ocean Odyssey). Произведено всего более 83 запусков (34 с морской платформы), из которых 9 – неудачно, 4 – частично удачно и 70 – абсолютно успешны.

Русская ракета с украинской начинкой

Ракетоноситель - результат производственного сотрудничества двух стран: России и Украины. Модификации производились на Днепропетровском Южном машиностроительном заводе им. А. М. Макарова, а двигатели РД-171М и блоки разгона ДМ-SL и ДМ-SL-Б – на Научно-производственном объединении Энергомаш имени академика В. П. Глушко (филиалы находятся в городах Самаре, Перми, Санкт-Петербурге) и ракетно-космической корпорации «Энергия имени С. П. Королева» (город Королев, Московская обл.) соответственно. Российские комплектующие – это 70 % русско-украинской ракеты «Зенит». С 2015 года торговое и промышленное сотрудничество с Украиной прекращено, и приостановлено производство носителей.

Модификационный ряд

Стартовая площадка для всего семейства «Зенитов» - площадка № 45 или модернизированный комплекс «Зенит-М» (космодром Байконур, Казахстан) и морская платформа – ракетно-космический комплекс «Одиссей» (Тихий океан). Носители «Зенит» выводят космические аппараты на ближние орбиты, солнечно-синхронные и полярные орбиты, на дальние геостационарные орбиты. Сегодня семейство включает следующие модификации двухступенчатых и трехступенчатых ракет:

• Ракета «Зенит 2 SL Б». Состоит из двух ступеней. Система управления цифровая, на базе ЭВМ «Бисер-3». космическая часть автономная, что дает возможность сборки отдельно от ракетоносителя. Ракета «Зенит-2 SL Б» никогда не запускалась.
• Ракета-носитель «Зенит-3SL». Состоит из трех ступеней с космическим блоком разгона ДМ-SL. Обозначается как «Зенит-2S». Предназначена для запусков по программе «Морской старт». Площадка для запусков космических аппаратов - тихоокеанский ракетно-космический комплекс «Одиссей».
• Ракета «Зенит-3 SL Б». Разработана для запусков с космодрома Байконур (программа «Наземный старт»). Сделана исключительно из отечественных и украинских комплектующих. Главный обтекатель спроектирован и изготовлен на Научно-производственном объединении имени С. А. Лавочкина (г. Калуга). Первый вывод на геостационарную орбиту космического аппарата (спутник «Электро-Л») произошел 20.01.2008.
• «Зенит-3SL БФ». Гибрид носителей «Зенит-2SL Б» и «Зенит-3SL Б». В ее составе блок разгона «Фрегат-СБ». Предназначается для выведения объектов инфраструктуры космоса на орбиты (первый – 20.01.2011).
  

Характеристики ракеты «Зенит»

Для удобства восприятия материал мы решили представить в виде таблицы.

Международная оценка

Основатель космической компании SpaceX (Америка) Илон Маск в 2017 году в одном из интервью назвал двухступенчатые ракеты-носители «Зенит» лучшими ракетами среднего класса современности. Правда, после своих многоразовых ракет Falkon. Портфель заказов на «Зениты» у производственного объединения «Южмаш» по состоянию на июль 2017 года составляет порядка 350 миллионов долларов. Заказчики космических носителей – группа компаний «S7 Космические транспортные системы», космические корпорации Соединенных Штатов Америки и Италии. Российская космическая корпорация «Энергия» в ответ обещает уже к 2022 году создать ракету среднего класса «Союз-5», которая составит здоровую конкуренцию украинским «Зенитам» как по программе «Наземный старт», так и по программе «Морской старт».

Программа «Морской старт»

Это морской коммерческий проект по использованию ракетного космического комплекса морского базирования платформы Ocean Odyssey в Тихом океане (остров Рождества, республика Карибати, координаты: 0 градусов северной широты и 154 градуса западной долготы). Учредителями одноименной компании, основанной в 1995 году, были корпорация Boeing, РКК «Энергия», норвежская корпорация Kvaerner (Aker Solutions), украинские КБ «Южное» и ПО «Южмаш». После реорганизации 2010 года ведущим учредителем стала российская корпорация «Энергия». С платформы до 2014 года осуществлялись коммерческие пуски с использованием носителей «Зенит-3SL». В 2016 году владельцем самой платформы, корабля Sea Launch Commander, наземного оборудования в порту Лонг-Бич, интеллектуальных прав и товарного знака стала группа компаний «S7 Космические транспортные системы», российское общество с ограниченной ответственностью, которая инвестировала в нее 160 миллионов долларов. В планах нового владельца до 70 запусков, преимущественно коммерческих, на протяжении ближайших пятнадцати лет.

Тридцать пятый пуск – пока последний

Новые владельцы водной платформы «Одиссей» пока не готовы отказаться от лучшего носителя среднего класса - ракет украинской сборки «Зенит-3SL» . Но платформа уже была свидетелем неоднократных аварий при запуске «Зенитов». Первая нештатная ситуация произошла во время третьего запуска в 2000 году. В период запуска ракеты-носителя «Зенит-3SL» (спутник ICO F-1) клапан пневмосистемы второй ступени не закрылся, что привело к остановке рулевого двигателя и отклонению в траектории полета. Через два часа спутник был потерян, а «Зенит» потерпел аварию. Двигатель маршевый ДМ-SL отказал при запуске в 2004 году носителя со спутником Telstar-18. Самая крупная авария случилась в 2007 году. Тогда носитель должен был вывести на геостационарную орбиту нидерландский спутник NSS-8. Носитель упал на платформу в результате отказа и воспламенения двигателя РД-171М ракеты-носителя (первая ступень). В январе 2013 года тридцать пятый запуск закончился крушением по причинам, аналогичным предыдущей аварии - поломке в двигателе. Нештатная ситуация была купирована, траектория полета изменена, ракета утонула в океане, американский спутник Intelsat-27 был потерян. Платформа «Одиссей» не пострадала. Среди причин аварии называется также и шторм в Тихом океане.

Будущее «Зенита»

В 2016 году производитель ракетоносителей Южный машиностроительный завод им. А. М. Макарова подписал контракт на поставки двенадцати ракет-носителей для корпорации S7 для запусков в рамках проекта «Морской старт». Но так как права на РД-171 принадлежат российскому федеральному космическому агентству, а оно не имеет обязательств перед Украиной, пока непонятно, как обязательства по контракту будут выполнены. Сегодня на «Южмаше» ведется сборка только двух ракетоносителей.

Трудные времена наступили для семейства носителей «Зенит». Но ни аварии, ни экономические трудности не сломили дух конструкторов и производителей. Как во время появления, так и сегодня ракета «Зенит» остается лучшим носителем космических аппаратов на орбиты среднего класса. Конкурентные возможности её по-прежнему довольно высоки. Есть потенциал нереализованных возможностей и перспективы. Мирный космос ждет своих первооткрывателей и исследований, ракета-носитель «Зенит» готова вывести на орбиты аппараты научно-исследовательского предназначения. А это означает, что полет продолжается!