Российская ракета нового поколения Союз-5 совершила свой первый полет в субботу, стартовав с космодрома Байконур. Суборбитальная демонстрационная миссия с макетной полезной нагрузкой открывает путь к вводу ракеты в эксплуатацию.
Этот запуск стал редким событием для Байконура за последние десятилетия – дебютом совершенно новой ракеты, а не модификацией существующего носителя.
Хотя большинство действующих российских ракет-носителей являются развитием проверенных конструкций (заметным исключением является более современная Ангара, которая не запускается с Байконура), их потенциал для эволюции ограничен. Союз-5 призван поддержать космические амбиции страны в ближайшие десятилетия.
Несмотря на название, Союз-5 не имеет прямого отношения к семейству ракет Союз, происходящих от ракеты Р-7 Сергея Королева, впервые запущенной в 1957 году. Современное поколение этого семейства, Союз-2, является основным рабочим инструментом российской космической программы, обеспечивая доставку экипажей и грузов на Международную космическую станцию, а также запуски военных и научных спутников.
Название «Союз» (рус. «Союз») отражает эпоху, когда проектировалась ракета Королева, – Советский Союз. Разработка Союз-5 началась в 2015 году под кодовым названием «Феникс». Ракета также была известна как «Иртыш» (в честь реки, протекающей через Казахстан и Россию) и «Сункар» (казахское название сокола). Путь ракеты от чертежной доски до стартовой площадки был непростым, сопровождаясь многочисленными изменениями в дизайне, назначении и даже в названиях.
Название «Иртыш» отражало период, когда рассматривалась серия ракет, названных в честь рек: в этом варианте Иртыш должен был стать двухступенчатым носителем средней грузоподъемности, а также основой для первой ступени гораздо более крупных и мощных ракет «Енисей» и «Дон».
Ключевой причиной создания Союз-5 стала необходимость России заменить ракеты семейства Зенит после того, как дальнейшее партнерство с Украиной стало невозможным. Зенит был разработан украинским конструкторским бюро «Южное» и производился на Южмаше в советскую эпоху. После распада СССР эти предприятия оказались на территории Украины, но продолжали сотрудничество с российской космической программой до обострения отношений между странами, вызванного присоединением Крыма к России в 2014 году. Последний запуск Зенита состоялся в 2017 году с использованием ранее изготовленных комплектующих.
Двухступенчатый Зенит-2, впервые запущенный в 1985 году, был одной из самых молодых ракет в российском парке. Обладая большей грузоподъемностью, чем Союз, но меньшей, чем Протон, он занимал важную нишу в возможностях, хотя и имел больше успехов на коммерческом рынке запусков, чем в государственных миссиях.
С добавлением третьей ступени Блок-ДМ, Зенит-3SL играл важную роль в программе «Морской старт» – совместном предприятии России, Украины и американского коммерческого сектора, запуская ракету с платформы «Одиссей», переоборудованного нефтяного бурового судна, расположенного на экваторе.
Проект «Байтерек» – приостановленное совместное предприятие России и Казахстана по выводу ракет Ангара на космодром Байконур – также был предшественником Союз-5. Проект был отложен из-за значительного увеличения затрат и задержек в разработке Ангары, но более низкая стоимость Союз-5 в сочетании с возможностью использования существующей инфраструктуры легли в основу нового партнерства. В 2016 году Россия и Казахстан сформировали новую совместную компанию для содействия запускам с Байконура, включая коммерческие полезные нагрузки.
Союз-5 спроектирован для использования существующих стартовых площадок Зенита – площадки 45/1 на Байконуре и морской стартовой платформы – с соответствующими модификациями, а не полной перестройкой. Казахстан уже владел неиспользуемым сборочно-испытательным цехом Зенита (площадка 42), а также стартовыми сооружениями на площадке 45. После последнего запуска Зенита «Роскосмос» прекратил аренду, и ответственность за объекты перешла к Казахстану.
Именно с площадки 45/1 Союз-5 совершил свой первый полет. Изначально это была одна из двух стартовых площадок Зенита на Байконуре: соседняя площадка 45/2 была разрушена в октябре 1990 года (во время второго же запуска с этой площадки), когда двигатель первой ступени Зенита-2 вышел из строя через несколько секунд после старта, ракета упала обратно на стартовую площадку и взорвалась.
Площадка 45/1 использовалась для всех остальных запусков Зенита, кроме «Морского старта», и ее последней миссией перед дебютом Союз-5 был последний запуск Зенита в 2017 году.
Ракета Союз-5 строится компанией «РКЦ Прогресс» в Самаре, которая также производит Союз-2. Сборка первой ракеты Союз-5 началась в 2019 году, несмотря на то, что некоторые ее системы все еще находились на этапе испытаний. Это двухступенчатая ракета высотой 62,5 метра и диаметром около 4,1 метра.
Она немного шире Зенита, диаметр которого составлял 3,9 метра. Увеличенный диаметр был выбран для ускорения разработки за счет возможности повторного использования существующей оснастки от ракеты Протон.
Первая ступень оснащена двигателем РД-171МВ – однокамерным двигателем с четырьмя камерами сгорания. Он является модификацией РД-171, использовавшегося на Зените, но с использованием только российских компонентов и новой системой управления. Обеспечивая тягу свыше 7,8 меганьютонов и удельный импульс в вакууме 37,2 секунды, он является одним из самых мощных ракетных двигателей, когда-либо созданных.
Вторая ступень использует один двигатель РД-0124МС, разработанный КБ Химавтоматики, с тягой около 592 килоньютонов и удельным импульсом в вакууме 359 секунд. Обе ступени работают на керосине, окисляемым жидким кислородом (LOX).
Для миссий, требующих этого, Союз-5 может оснащаться дополнительной третьей ступенью. Версии верхних ступеней Блок-ДМ и Фрегат, обе из которых использовались на Зените, могут быть установлены на Союз-5 при необходимости. Четырехметровый головной обтекатель защищает полезную нагрузку в носовой части ракеты.
Очень мало деталей субботнего испытательного полета было опубликовано до запуска, за исключением того, что миссия несла макетную полезную нагрузку и будет являться суборбитальной. Ожидалось, что первая ступень отделится примерно через три минуты после старта, а головной обтекатель – через пять секунд после этого.
Отключение второй ступени ожидалось примерно через девять с половиной минут полета, с отделением полезной нагрузки через несколько секунд после этого. Уведомления для летного состава (NOTAM), опубликованные перед запуском, указывали, что вторая ступень и полезная нагрузка должны войти в атмосферу над Тихим океаном, у восточного побережья Японии.
