Ракеты будущего России

Наша «Корона»: как отечественные инженеры обогнали время

Мы много знаем об американских разработках многоразовых ракет-носителей, Илон Маск и SpaceX не сходят с газетных страниц. В то же время в России есть не менее интересные проекты многоразовых ракет, остающиеся малоизвестными и, увы, нереализованными. «Известия» разбираются в их истории.

Тренд на многоразовость

В общей цене космического запуска современной ракеты-носителя большую часть стоимости занимает сама ракета. Двигатели, корпус, рули управления, топливные баки, всё это улетает навсегда и, увы, сгорает в плотных слоях атмосферы, делая космический запуск очень и очень дорогим. Не топливо, не монтажные работы и обслуживание космодрома, а именно стоимость самой ракеты — основная статья расходов. Невероятно сложная и дорогостоящая система используется считанные минуты, после чего выбрасывается.

Поэтому самый напрашивающийся способ сократить затраты на космические запуски — это возвращаемые ракеты-носители. Даже частичное возвращение первой ступени, несмотря на транспортные расходы, а также расходы и время на проверку двигателей и других устройств делает запуск дешевле. Насколько? Это сильно зависит от количества запусков и того, насколько отработана система.

Первым реализовал эту возможность американский миллиардер Илон Маск, реализовав частичную возвращаемость первой ступени ракеты-носителя Falcon 9. Сейчас это уже свершившийся факт, а до того, как компании SpaceX удалось задуманное, очень многие специалисты сомневались в возможности реализации этого решения. Первая ступень выводит вторую ступень на достаточную высоту, после чего возвращается и осуществляет посадку, используя для торможения собственные двигатели.

Запуск ракеты-носителя Falcon 9

Фото: Global Look Press/SpaceX

Только череда удачных запусков ракеты и посадок первой ступени показали всему миру, что многоразовость ракет «классической» схемы — это не фантастика и может быть реализована при современном уровне развития техники. Уже в 2017 году. После чего началась череда заявлений и новостей по всему миру о начале проектов с использованием частичной многоразовости и возвращении боковых ускорителей и первой ступени на землю обратно. Не остался в стороне и «Роскосмос».

Самое интересное, что идеи многоразовых ракет-носителей высказывались в советской, а затем и российской космонавтике гораздо раньше, чем это начал реализовывать Илон Маск. Практическую реализацию этого предполагалось сделать уже на блоках первой ступени сверхтяжелой ракеты-носителя «Энергия». Их предполагалось возвращать на землю как парашютным, так и «самолетным способом». Соответственно испытывались и сертифицировались двигатели РД-170, ресурс которых должен был составлять 25 полетов.

Была и другая российская разработка, мало известная широкой публике. Это проект «Россиянка» , за авторством ОАО «Государственный ракетный центр имени академика В. П. Макеева», в основном известного своими военными разработками в ракетной отрасли. Именно они разработали большинство баллистических ракет для подводных лодок, включая и стоящие на вооружении сейчас Р-29РМУ «Синева».

Фото: Государственный ракетный центр имени В.П. Макеева/makeyev.ru Макет двухступенчатой ракетной системы «Россиянка»

«Россиянка» — это двухступенчатая ракетная система, в которой первая ступень многоразовая. Всё практически так же, как и у SpaceX, только на несколько лет раньше. Даже выводить на НОО она должна была близкие к показателям Falcon 9 — 21,5 тонны полезной нагрузки. Краткое резюме проекта можно и до сих пор увидеть на сайте центра.

Что еще более обидно, у центра имени Макеева наверняка хватило бы компетенций и возможностей для создания этого проекта. Основная проблема одна — отсутствие финансирования. 12 декабря 2011 года ГРЦ им. Макеева представил РН «Россиянка» на конкурсе «Роскосмоса» по созданию многоразовых носителей (да, и даже конкурс проводился раньше Маска). Но увы, по результатам конкурса заказ ушел ГКНПЦ им. Хруничева с проектом «Байкал-Ангара».

Это самолетный вариант возвращения первой ступени. Предполагается, что после вывода на высоту и отделения у первой ступени будет открываться специальное крыло, ступень будет осуществлять полет по самолетному и садиться на аэродром при помощи выпущенных шасси, как и положено самолету. Система очень сложная и дорогая. У нее лишь один серьезный плюс: она может вернуться с большого расстояния. Увы, к настоящему времени проект не реализован, иногда его вспоминают, говоря о возможном использовании в разрабатываемой сейчас ракете «Союз-5», но не более того.

Но увы, как обычно и получается — нет пророка в своем отечестве. Многоразовые наработки советской и российской космонавтики не получили достаточного внимания и финансирования, не были доведены до конца, и первенство в реализации досталось американской частной компании.

Полная многоразовость

Сейчас ситуация в мире повторяется на новом технологическом витке. Илон Маск занимается разработкой сверхтяжелой ракеты-носителя Big Falcon Rocket. Она будет иметь нехарактерную для современной космонавтики двухступенчатую архитектуру, при этом вторая ступень представляет собой одно целое с космическим кораблем, пассажирским или грузовым.

Предполагается, что первая ступень Superheavy будет выводить всю конструкцию на высоту, после чего отделяться от нее и возвращаться обратно на космодром, совершая вертикальную посадку при помощи своих двигателей. Вторая же ступень вместе с космическим кораблем, называемая Starship, будет выходить на орбиту. При этом топлива и окислителя в ней будет оставаться еще достаточно для того, чтобы после завершения космической миссии затормозить в плотных слоях атмосферы, а затем сесть на морскую платформу.

Фото: instagram/Kimi_Talvitie Первая ступень Superheavy

Получится это или нет, пока непонятно. Но в случае полной реализации это станет первой полностью возвращаемой космической системой в мире. Предполагается, что время между полетами первой ступени Superheavy будет сокращено всего до суток, за счет полета прямо на космодром и уменьшения времени на послеполетную проверку. Фантастика? Да нет, когда-то считалось, что после каждого полета самолета с реактивным двигателем придется тратить уйму времени на проверку работоспособности перед следующим полетом. Сейчас же эта проблема решена.

По итогу, в случае реализации Big Falcon Rocket между запусками останется только поставить на севшую на место ступень Superheavy новый Starship, проверить работоспособность всех систем и заправить баки жидким метаном и кислородом. Этот проект станет гораздо ближе к самой давней и главной мечте всех космических конструкторов — одноступенчатой возвращаемой ракетной системе.

Именно так, как рисовали и мечтали в 40-х годах прошлого века — ракета взлетает с космодрома, выходит на орбиту, после чего возвращается и садится на собственные двигатели.Очень красивую иллюстрацию этих мечтаний можно увидеть в советском фильме 1959 года «Небо зовет».

Увы, но для этого требовались решения, недоступные в те времена. Недостаточная мощность и эффективность двигателей, отсутствие требуемых композиционных материалов, невозможность создания бортовой аппаратуры системы управления, способной на возвращение и точную посадку в требуемой точке. Лишь в 90-е годы прошлого века конструкторы вновь стали прикидывать возможность создания одноступенчатой возвращаемой ракеты-носителя. И опять сейчас речь идет о Государственном ракетном центре имени академика В. П. Макеева.

За свои деньги, без внешнего финансирования они создали проект возвращаемой одноступенчатой ракеты, если быть точнее, то это уже многоразовый космический корабль. Предполагается, что КОРОНА («Космическая одноразовая ракета, одноступенчатый носитель аппаратов» сможет выводить на низкую околоземную орбиту до 7 тонн полезной нагрузки и возвращаться обратно как одно целое, без сложнейшего разделения ступеней.

К такому решению разработчики шли достаточно долго. Тут как никогда работает одно из следствий «формулы Циолковского». В упрощенном виде его можно сформулировать так: «Чем больше итоговый вес, выводимый на орбиту, тем больший требуется запас топлива, больше размеры и масса емкостей для его хранения, больше масса несущих элементов конструкции, мощнее (следовательно, массивнее) двигательная установка». В случае с обычными многоступенчатыми ракетами на орбиту выходит лишь последняя ступень и полезная нагрузка. В случае с одноступенчатой ракетой выводить придется всё вместе, да еще и с запасом топлива на возвращение.

Фото: commons.wikimedia.org/LightLinAl Одноступенчатая многоразовая РН КОРОНА на взлетно-посадочной площадке космодрома

Именно поэтому начальная масса такой конструкции будет велика. Как говорят сами создатели, используя даже лучшие современные материалы, невозможно построить одноступенчатую ракету массой менее 60−70 тонн, при этом полезная нагрузка у нее будет совсем невелика. Последние версии КОРОНЫ предполагают массу ракеты около 300 тонн, при этом вывод на орбиту всего 7 тонн, что очень немного по современным меркам.

Предполагается, что подобная система может стать экономически эффективной только за счет большого количества запусков и посадок. Кроме прочего, в КОРОНе должна быть реализована сложная двигательная система. Разработчики предлагают использование высокоэффективного жидкостного реактивного двигателя, работающего на водороде и кислороде. Ведь он должен работать на разных высотах и в очень разных условиях, как в нижних слоях атмосферы, так и в космосе.

Увы, к настоящему времени КОРОНА так и не вышла за рамки проекта. В 2018 году в январе был всплеск внимания к проекту, связанный с выступлением разработчиков на научных королевских чтениях, где они представили доклад, посвященный своей разработке. Как говорилось в тезисах к докладу: «Проведены технико-экономические исследования и разработан эффективный график разработки ракеты-носителя. Исследованы необходимые условия создания ракеты-носителя и проанализированы перспективы и результаты как разработки, так и эксплуатации предлагаемого средства выведения».

Фото: commons.wikimedia.org/LightLinAl Одноступенчатая многоразовая РН КОРОНА — общий вид

После этого вновь тишина, и судя по всему, отсутствие финансирования. В то же время Илон Маск, пусть и не с первого раза (в первый раз конструкцию разрушило ветром) создает Starhopper — макет второй ступени будущей ракеты Big Falcon Rocket, с помощью которого компания сможет отработать использование двигателей во взлетном и посадочном режиме. Starhopper будет совершать небольшие атмосферные «подпрыгивания», а затем садиться при помощи своих двигателей.

В случае прохождения удачных испытаний ожидается, что уже летом 2019 года SpaceX покажет строящийся тестовый образец ракеты. Впереди у американцев очень длинная и сложная, полная проблем и вызовов дорога. Но если они пройдут ее, то нам, как и в прошлый раз, останется только разводить руками и обиженно говорить, что спроектировали-то мы раньше, только не хватило денег и сил реализовать. И это будет очень обидно.

«Повысить эффективность запусков»: почему Россия вернулась к созданию многоразовых ракет

Первая российская многоразовая возвращаемая космическая ракета будет испытана уже в 2022 году, сейчас над проектом ведут совместную работу специалисты «Роскосмоса» и Объединённой авиастроительной корпорации. Инженеры подготовили исходную техническую документацию для возвращаемого ракетного блока. Об этом рассказал глава проектной группы Фонда перспективных исследований (ФПИ) Борис Сатовский в интервью РИА Новости. Речь идёт о разработке отечественной многоразовой ракетной системы сверхлёгкого класса.

По замыслу конструкторов, первая ступень ракеты-носителя будет отделяться на высоте 59—66 километров и возвращаться на обычную полосу посадки в районе запуска.

«В базовой конструкции возвращаемого блока будут применены поворотное прямоугольное крыло большого размаха и классическое хвостовое оперение. При возвратном полёте к месту старта используется модифицированный серийный турбореактивный двигатель», — отметил Сатовский.

Согласно проекту, возвращаемая ракета-носитель будет выводить на орбиту груз массой до 600 килограммов. Причём обходиться такой запуск будет в полтора-два раза дешевле, чем в случае запуска невозвращаемой ракеты аналогичного класса, подчеркнул учёный. Запуск будет производиться с мобильных комплексов.

Предполагается, что каждая такая ракета сможет осуществить порядка 50 полётов, только после этого ей потребуется замена основного двигателя. Двигатели ракеты будут работать на криогенном топливе: его получают путём сжатия газов в условиях глубокого охлаждения.

Как пояснил Сатовский, при разработке ракеты конструкторы изучили технические решения, применённые в своё время в проекте многоразового ускорителя «Байкал».

Дорогое удовольствие

Проект многоразового ускорителя «Байкал» для первой ступени ракеты-носителя «Ангара» был разработан ГКНПЦ имени М.В. Хруничева и НПО «Молния» в начале 2000-х годов. По замыслу разработчиков, после выполнения своей задачи ускоритель должен вернуться на обычную самолётную взлётно-посадочную полосу по принципу беспилотного летательного аппарата.

  • AFP
  • © FREDERICK FLORIN

Макет проекта был представлен международным экспертам ещё в 2001 году на авиакосмическом салоне в Ле Бурже. Как рассказал тогда прессе представитель ГКНПЦ имени Хруничева, хотя аналогичные разработки велись в ряде стран, России удалось на тот момент продвинуться в них дальше всех.

Существует также альтернативный проект ракеты-носителя «Россиянка», разрабатываемой ГРЦ имени В.П. Макеева. В 2011 году «Роскосмос» разместил заказ на разработку эскизного проекта многоразовой ракетно-космической системы первого этапа — МРКС-1.

«Такая система выведения (многоразовая. — RT), по нашему мнению, экономически обоснованна и перспективна. Мы работаем над устранением недостатков многоразовых космических кораблей, разработанных ранее, — их высокой стоимостью межполётного обслуживания и тяжёлой теплозащитой», — цитировали «Известия» замгендиректора Центра Хруничева.

Также по темеИногда они возвращаются: есть ли альтернативы технологии многоразовых ракет SpaceX Ракета-носитель Falcon 9 компании SpaceX впервые совершила повторный полёт и села на морскую платформу. Это событие создаёт…

В конкурсе приняли участие два проекта — ракеты-носителя «Россиянка», разрабатываемой ГРЦ имени Макеева, и «Байкал-Ангара» ГКНПЦ имени Хруничева, который в итоге и выиграл тендер. Однако впоследствии проект не получил развития, отмечают эксперты.

Эволюция многоразовых ракет-носителей продолжается уже около полувека. Ещё в 1976 году в СССР был начат проект по разработке многоразовой транспортной ракеты «Энергия-Буран», однако в начале 1990-х годов программа была закрыта — её единственным детищем стал запуск корабля «Буран» в 1988 году.

Не слишком удачным оказался и американский проект по созданию многоразовой одноступенчатой ракеты Delta Clipper. Начавшая разработку в 1990-х компания McDonnell Douglas впоследствии была вынуждена свернуть программу.

Более успешной оказалась начатая NASA в 1960-х годах программа «Космическая транспортная система», в рамках которой были созданы многоразовые транспортные космические корабли Space Shuttle. Изначально планировалось, что каждый из шести построенных Shuttle произведёт порядка 100 полётов к орбите. Однако на практике удалось произвести суммарно только 135 запусков. В 2011 году эксплуатация Shuttle была прекращена: каждый запуск обходился дороже, чем доставка грузов одноразовыми ракетами «Протон».

Космическая эволюция

Тем не менее поиски более совершенных технических решений, которые позволят перейти к возвращаемым ракетам, продолжились. В США соответствующими разработками занимается преимущественно компания SpaceX. В конце 2015 года её специалистам удалось впервые посадить первую ступень ракеты-носителя Falcon 9. Однако её повторное использование было исключено — слишком сильны оказались повреждения. Впервые совершить повторный запуск удалось в марте 2017 года. А в феврале 2018 года во время испытательного запуска ракета-носитель Falcon Heavy SpaceX отправила в космос электромобиль Tesla Roadster.

По замыслу главы компании Илона Маска, после того как технологию поставят на поток, один запуск будет обходиться всего в $43 млн. Для сравнения: цена одной ракеты Atlas V компании United Launch Alliance колеблется от $109 млн до $157 млн в зависимости от класса. Для Shuttle цена одного запуска достигает и вовсе $500 млн.

  • Запуск Shuttle
  • © Wikimedia

Сейчас в компании думают над технологиями возврата второй ступени ракеты. Среди различных вариантов рассматривается и использование гигантского воздушного шара.

В России также продолжаются работы по созданию и совершенствованию многоразовых средств выведения. В 2016 году профильный департамент был создан в Центре Хруничева. По словам экспертов, есть целый перечень факторов, благодаря которым сегодня создание многоразовых ракет стало возможным.

Колоссальный прогресс за последние десятилетия был достигнут в сфере создания новых материалов — это имеет ключевое значение при конструировании ракет, сталкивающихся с экстремальными космическими нагрузками.

4 июня стало известно, что учёным из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) и ДВО РАН удалось создать материал с рекордной температурой плавления.

До сих пор самым тугоплавким материалом считался карбид тантала-гафния, который плавится при температуре 4200 градусов по шкале Кельвина. Это максимально высокая температура, которую могут определить измерительные приборы. Однако предсказанная тугоплавкость нового материала превосходит данный показатель на 200 К.

Опытный образец этого материала был получен в экстремальных условиях синтеза смеси порошков карбида и нитрида гафния. По словам разработчиков, он может найти применение как в термоядерной энергетике, так и в аэрокосмическом строении.

«Новые материалы создаются постоянно, они в корне отличаются от тех материалов, которые использовались 30 лет назад, технологии совершенствуются. Говорить о прорывах я бы не стал, это скорее рутинная работа, которая ведётся постоянно и будет вестись дальше», — пояснил в интервью RT академик Российской академии космонавтики Александр Железняков.

Говоря о причинах прошлых неудач в сфере создания многоразовых носителей, эксперт отметил, что, несмотря на кажущуюся простоту, реализовать такое техническое решение нелегко. Особую сложность, к примеру, представляет само возвращение использованных ступеней — пробуется как спуск с парашютом, так и планирование.

Также по темеРоссийско-китайская «пятилетка»: почему Москва и Пекин решили совместно осваивать космос В октябре 2017 года Россия и КНР могут заключить всеобъемлющее соглашение о сотрудничестве по освоению космического пространства в…

«Сейчас над созданием многоразовых ракет работает далеко не один Илон Маск, аналогичные разработки ведутся в Китае, в Европе тоже об этом задумываются. Мы тоже не можем оказаться на обочине научно-технического прогресса», — обрисовал ситуацию Железняков.

Возвращение и США, и России к идее создания таких ракет вполне логично — использование многоразовой космической техники, конечно, повышает эффективность космических запусков, подчеркнул эксперт.

Похожей точки зрения придерживается и ведущий научный сотрудник Института космических исследований РАН Натан Эйсмонт. Он напомнил, что в Shuttle возвращаемой была только та часть, которая выводилась на орбиту вместе с экипажем. Планировалось, что такой вариант запусков будет дешевле, однако эти надежды не оправдались.

По словам учёного, аналогичный российский проект закончился примерно так же: был успешно запущен один «Буран», но цена таких запусков оказалась слишком высокой. Кроме того, всем хотелось вернуть и стартовые ступени, особенно первую.

«Для создания таких технологий нужно много времени. Если говорить именно о технических составляющих, кадрах, опыте — мы вполне можем реализовать такой проект, здесь нет никаких сомнений», — подвёл итог Эйсмонт.

Международные проекты РОСКОСМОСА

Российско-белорусское сотрудничество

За более чем 10-летний период накоплен значительный опыт, связанный с выполнением научно-технических программ Союзного государства в области космической деятельности, направленных на создание базовых элементов и составных частей космических систем, разработку и использование космических технологий.

Выполнена совместная работа по формированию необходимой договорно-правовой базы, а также определены приоритеты в развитии российско-белорусского сотрудничества в области космической деятельности. Ключевыми направлениям деятельности партнеры видят формирование и реализацию перспективных научно-технических программ Союзного государства, осуществление совместной эксплуатации космического комплекса дистанционного зондирования Земли с учетом совершенствования наземного комплекса управления, систем сбора и обработки космической информации, проведение мероприятий по созданию наземной и космической инфраструктуры, обеспечивающей использование спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС на территории Белоруссии.

В рамках российско-белорусских проектов функционирует совместная наземная инфраструктура управления белорусским (БКА) и российским («Канопус-В») космическими аппаратами, приема и обработки получаемой с них космической информации. Также создается интегрированная российско-белорусская космическая система дистанционного зондирования Земли, позволяющая использовать ресурс имеющейся группировки космических аппаратов для решения задач в интересах обоих государств.

Российско-казахстанское сотрудничество

В основе сотрудничества лежит взаимодействие на комплексе «БАЙКОНУР» в условиях его аренды Российской Федерацией. Благодаря усилиям Российской Федерации и Республики Казахстан космодром «БАЙКОНУР» остаётся «самым пускающим» космодромом мира, а город Байконур сохраняет свою жизнедеятельность и возможности для дальнейшего развития.

Вопросы сотрудничества России и Казахстана, в то числе и вопросы совместного использования комплекса «БАЙКОНУР», в последнее время приобрели особую актуальность и неоднократно обсуждались в ходе российско-казахстанских встреч на разных уровнях. В целях обеспечения указанного сотрудничества создана и функционирует Российско-Казахстанская межправительственная комиссия по комплексу «БАЙКОНУР».

Приоритетным направлением на сегодняшний день является реализация совместного проекта создания на космодроме «БАЙКОНУР» космического ракетного комплекса «Байтерек».

В сентябре 2015 года совершил космический полет в качестве бортинженера-2 ТПК «Союз ТМА-18М» к МКС гражданин Республики Казахстан Айдын АИМБЕТОВ, полковник ВВС Казахстана (в настоящее время генерал-майор).

Российско-армянское сотрудничество

База сотрудничества представлена Программой долгосрочного экономического сотрудничества Российской Федерации и Республики Армения на период до 2020 года и Планом мероприятий по её реализации на период 2014-2017 годы, утвержденным в ходе официального визита Президента Российской Федерации В.В.ПУТИНА в Республику Армения 2 декабря 2013 года.

Указанными документами определены направления сотрудничества и конкретные мероприятия по взаимодействию российских и армянских организаций в следующих приоритетных областях: дистанционное зондирование Земли, разработка и внедрение космических технологий (в частности, на основе применения глобальной навигационной системы ГЛОНАСС), фундаментальные и прикладные научные исследования космического пространства с использованием инфраструктуры Бюраканской астрофизической обсерватории, в том числе изучение техногенной засоренности околоземного космического пространства и астероидно-кометной опасности.

Вопросы сотрудничества в области космической деятельности до настоящего времени в основном регулировались решениями Межправительственной комиссии по экономическому сотрудничеству между Российской Федерацией и Республикой Армения.

7 апреля 2016 года в ходе официального визита Председателя Правительства Российской Федерации Д.А.Медведева в г. Ереван подписано Соглашение между Правительством Российской Федерации и Правительством Республики Армения о сотрудничестве в области исследования и использования космического пространства в мирных целях. В настоящее время в Российской Федерации проводятся внутригосударственные процедуры, необходимые для вступления Соглашения в силу.

Российско-американское сотрудничество

Проект «ХЕНД». Нейтронный прибор ХЕНД на марсианском спутнике НАСА «Марс Одиссей» успешно работает с мая 2002 года. Предназначен для исследования состава марсианского грунта и изучения содержания в нем водяного льда методом регистрации естественного нейтронного альбедо Марса, образующегося при бомбардировке его поверхности галактическими и солнечными космическими лучами. Исполнительное соглашение между РОСКОСМОСОМ и НАСА заключено 7 апреля 2001. Проект реализуется по настоящее время.

Проект «ЛЕНД». Нейтронный телескоп ЛЕНД, установленный на лунном спутнике НАСА «ЛРО» успешно работает с июня 2009 года. ЛЕНД предназначен для исследования состава лунного грунта и изучения содержания в нем водяного льда методом регистрации естественного нейтронного альбедо Луны, образующегося при бомбардировке реголита космическими лучами, с использованием коллиматора нейтронов для обеспечения высокого пространственного разрешения около 10 км с орбиты 50 км. Исполнительное соглашение между РОСКОСМОСОМ и НАСА было подписано 3 октября 2007. Проект реализуется по настоящее время.

Проект «ДАН». Активный прибор ДАН с нейтронным генератором успешно работает с августа 2012 года по настоящее время в составе научных аппаратов марсохода НАСА «Кюриосити». Прибор предназначен для исследования состава грунта и изучения содержания в нем водяного льда на глубине до 1 метра вдоль трассы движения марсохода методом регистрации альбедного нейтронного излучения, производимого в грунте импульсным нейтронным генератором. Исполнительное соглашение между РОСКОСМОСОМ и НАСА подписано 4 октября 2007. Действие Соглашения истекло, идет работа по его продлению. Прибор работает на марсоходе по настоящее время и с его помощью уже сделано несколько важных научных открытий.

Проект сотрудничества в рамках программы МКС

Международная космическая станция (МКС) — крупнейший международный проект, пилотируемая орбитальная станция, используемая как многоцелевой космический исследовательский комплекс.

Сегодня МКС представляет собой совместный проект, в котором участвуют космические агентства РОСКОСМОС, NASA (США), JAXA (Япония), CSA (Канада), ESA (страны Европы).Задачами совместного проекта являются:

  • поддержание функционирования российского и американского сегментов МКС для выполнения национальных программ космических экспериментальных исследований;
  • обеспечение пребывания на станции экипажей МКС;
  • выполнение взаимных обязательств в рамках заключенных международных договоренностей (Межправительственного соглашения, Меморандума о взаимопонимании, Протокола по балансу вкладов и др.);
  • поддержание наземной инфраструктуры для обеспечения функционирования МКС;
  • транспортно-техническое обеспечение МКС в соответствии с достигнутыми договоренностями с НАСА в связи с прекращением полетов кораблей Шаттл в 2011;
  • участие в управлении программой МКС (в работе групп и советов по МКС);
  • обеспечение эффективного использования МКС в части объединения ресурсов партнеров для реализации космических экспериментальных исследований, отработки новых технологий и элементов перспективных космических систем;
  • участие в разработке международных стандартов (стыковочных механизмов и др.);
  • участие в разработке планов дальнейшего освоения космического пространства (за пределами низких околоземных орбит), предусматривающих распределение роли и вклада каждого из агентств в реализацию перспективных космических проектов.

Межправительственное соглашение по МКС (Россия, США, Канада, ЕКА, Япония) подписано 29.01.1998 года, в этот же день подписан Меморандум о взаимопонимании между РОСКОСМОСОМ и НАСА по МКС, Протокол по балансу вкладов и др. Проект реализуется по настоящее время.

Проект «Спектр-РГ». Изготовление рентгеновских зеркальных систем для российского телескопа «ART-XC» проекта орбитальной астрофизической обсерватории «Спектр-РГ». Контракт между ИКИ РАН и НАСА заключен 7 февраля 2011 года Соглашение между ИКИ РАН и НАСА заключено 4 июня 2013 года. Запуск космической обсерватории состоялся в июле 2019 года.

Проект «Конус-Винд». Российско-американский эксперимент по исследованию космических гамма-всплесков и мягких гамма-репитеров с помощью российской научной аппаратуры «Конус» на борту американского космического аппарата «Винд». Соглашение между РОСКОСМОСОМ и НАСА подписано 28 октября 1994 года. Проект Действует с 1994 года по настоящее время.

Российско-европейское сотрудничество

Проект «Союз в Гвианском космическом центре»

Соглашение между Правительством Российской Федерации и Правительством Французской Республики о долгосрочном сотрудничестве в области разработки, создания и использования ракет-носителей и размещении ракеты-носителя (РН) «Союз-СТ» в ГКЦ было подписано 7 ноября 2003 года. В 2005 году началось строительство стартового комплекса для РН «Союз-СТ», в мае 2011 года состоялась официальная церемония передачи стартового комплекса Европейскому космическому агентству (ЕКА) и эксплуатанту космодрома — компании «Арианэспас». Первый пуск РН «Союз-СТ» с двумя европейскими навигационными космическими аппаратами (КА) «Галилео» состоялся 21 октября 2011 года. Ежегодно осуществляется 2-3 пуска как в интересах ЕКА, так и в интересах коммерческих компаний.

Реализация проекта «Союз» в Гвианском космическом центре» («Союз» в ГКЦ») является частью программы Европейского космического агентства, осуществляемой в соответствии с Резолюцией Совета ЕКА от 27 мая 2003 года по перспективам европейских ракет-носителей до 2010 года и Декларацией от 4 февраля 2004 года по программе «Союз в ГКЦ».

Проект «ЭкзоМарс». Совместный проект РОСКОСМОСА и Европейского космического агентства. Проект реализуется в два этапа. Первая миссия «ЭкзоМарс-2016» была запущена 14 марта 2016 года. Она включает два космических аппарата: орбитальный Trace Gas Orbiter (TGO) для наблюдений атмосферы и поверхности планеты и посадочный модуль Schiaparelli для отработки технологий посадки.

Научные задачи аппарата TGO — регистрация малых составляющих марсианской атмосферы, в том числе метана, картирование распространенности воды в верхнем слое грунты с высоким пространственным разрешением порядка десятков км, стереосъёмка поверхности. На аппарате установлены два европейских прибора и два прибора, созданные в России: спектрометрический комплекс АЦС (ACS — Atmospheric Chemistry Suit, Комплекс для изучения химии атмосферы) и нейтронный телескоп высокого разрешения ФРЕНД (FREND, Fine-Resolution Epithermal Neutron Detector). Кроме научной аппаратуры Россия предоставила для запуска ракету-носитель «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз-М».

Второй этап проекта (запуск в 2020 году) предусматривает доставку на поверхность Марса российской посадочной платформы с европейским автоматическим марсоходом на борту. На марсоходе установлен комплекс научной аппаратуры, в который входят два российских прибора: ИСЕМ и АДРОН-МР. Главная цель исследований с борта марсохода — непосредственное изучение поверхности и атмосферы Марса в окрестности района посадки, поиск соединений и веществ, которые могли бы свидетельствовать о возможном существовании на планете жизни. Россия отвечает за посадочную платформу, которая доставит марсоход на поверхность планеты. После схода марсохода платформа начнёт работать как долгоживущая автономная научная станция. На её борту будет установлен комплекс научной аппаратуры для изучения состава и свойств поверхности Марса. Россия также предоставляет для запуска ракету-носитель «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз-М».

Соглашение между РОСКОСМОСОМ и ЕКА о сотрудничестве в исследовании Марса и других тел Солнечной системы робототехническими средствами подписано 14 марта 2013 года

Проект «Бепи-Коломбо». Изучение состава поверхности Меркурия и окружающего его пространства, в том числе: наблюдение невидимой с Земли стороны Меркурия; оценка геологического пути развития планеты; изучение химического состава поверхности планет и его внутренней структуры; анализ происхождения магнитного поля и исследование его взаимодействия с солнечным ветром; поиск наличия или отсутствия льда в полярных областях. Межпланетный зонд планируется запустить к Меркурию в апреле 2018 года. Предприятия РОСКОСМОСА участвуют в создании космического аппарата.

Проект «Марс-Экспресс». Назначение проекта: дистанционное исследование поверхности Марса и его атмосферы, эволюции атмосферы и климата планеты. Запуск космического аппарата ЕКА состоялся в 2003 году и прибыл к Марсу в декабре 2003 года.

Проект Cluster. Международный проект ЕКА. Предназначен для многоспутниковых исследований магнитосферы Земли. Четыре спутника были запущены российской ракетой «Союз-Фрегат» в 2000 году. Российские специалисты являются приглашенными исследователями во многих европейских приборах. Проект реализуется по настоящее время.

Проект Спектр-Р/ПЛАЗМА-Ф. Попутная полезная нагрузка на российском спутнике Спектр-Р, состоящая из нескольких приборов для исследования солнечного ветра. Разработчики приборов — специалисты России и Европейских стран (Чехии, Словакии, Греции). Проект реализуется с 2011 по настоящее время.

Обсерватория ИНТЕГРАЛ. Совместный проект РОСКОСМОСА и ЕКА. Обсерватория создана для изучения свойств и поведение вещества в условиях, которые невозможно создать в лабораториях — при экстремально высоких температурах, под действием сверхсильных гравитационных и магнитных полей. Проект реализуется с 2002 по настоящее время.

Российско-испанское сотрудничество

Ведется реализация проекта «Всемирная космическая обсерватория/Ультрафиолет» (ВКО/УФ), предусматривающий создание орбитальной астрономической обсерватории, предназначенной для изучения космических объектов в УФ-диапазоне. В рамках проекта осуществляется активное взаимодействие ФГУП «НПО им. С.А.Лавочкина», Института астрономии РАН, Центра развития промышленных технологий Испании (CDTI) и Мадридского Университета Комплутенсе (Complutense Universidad de Madrid).

Российско-германское сотрудничество

Проект орбитальной астрофизической обсерватории «Спектр Рентген-Гамма» («Спектр-РГ») для исследований астрономических объектов в рентгеновском и гамма-диапазонах. Проект предполагает создание национальной обсерватории астрофизики высоких энергий. Аппарат строится по модульному принципу, обладает хорошими характеристиками ориентации и стабилизации, позволяет в течение года наблюдать практически всю небесную сферу. КА «Спектр-РГ» будет выведен в окрестность точки Лагранжа L2 системы Солнце-Земля. Проведение астрофизических исследований запланировано в течение 7,5 лет, из которых 4 года — в режиме сканирования звездного неба, а 3,5 года — в режиме точечного наблюдения объектов во Вселенной по заявкам мирового научного сообщества.

Договор относительно сотрудничества по проекту заключен в августе 2009 года. Российская сторона создает космический аппарат и телескоп АРТ-ХС. Вклад германской стороны заключается в создании телескопа «eRosita» и участии в формировании научной программы. Запуск космического аппарата «Спектр-РГ» планируется осуществить в конце 2017 года».

Сотрудничество в области пилотируемой космонавтики. Космический эксперимент «Контур-2» по исследованию методов и технологий управления роботизированными системами с использованием задающего манипулятора с силомоментной обратной связью в условиях космического полета на борту российского сегмента МКС. В рамках проекта «Контур-2» Институт робототехники и мехатроники (Германия) разработал джойстик для работы в условиях космоса с двумя степенями свободы. При помощи этого джойстика космонавты РОСКОСМОСА с МКС в рамках эксперимента управляют роботами, находящимися в институте в г.Оберпфоффенхофене (Германия) и на площадке Центрального научно-исследовательского и опытно-конструкторского института робототехники и технической кибернетики (ЦНИИ РТК) в г.Санкт-Петербурге. Космонавт контролирует положение робота и в то же время отслеживает силы, возникающие при взаимодействии робота с окружающей средой.

Биология и материаловедение. Ведется сотрудничество в области космической биологии и материаловедения с использованием российских космических аппаратов, обеспечивающих возвращение научной аппаратуры на Землю. В 2014 году завершилась серия биологических экспериментов с использованием КА «Бион-М». В настоящее время прорабатывается возможность продолжения серии материаловедческих экспериментов по выращиванию кристаллов на борту перспективного российского модуля МЛМ, запуск которого на Международную космическую станцию планируется в декабре 2017 года.

Российско-бразильское сотрудничество

Россия и Бразилия активно сотрудничают в области спутниковой навигации. Для размещения на территории Бразилии станций ГЛОНАСС в феврале 2012 года подписана соответствующая российско-бразильская Программа.

На территории Бразилии на данный момент функционируют 4 наземные станции системы ГЛОНАСС, что способствует значительному улучшению точностных характеристик системы ГЛОНАСС в глобальном масштабе. В Университете г. Бразилиа эксплуатируется наземная станция сбора измерений (ССИ) ГЛОНАСС (установлена в феврале 2013 года) и комплекс, состоящий из квантово-оптической станции (КОС) по измерению траекторных показателей космических аппаратов и беззапросной измерительной станции (БИС) ГЛОНАСС (введен в строй 14 июля 2014 года). В феврале 2016 года установлена третья беззапросная измерительная станция в Технологическом институте штата Пернамбуку (г.Ресифи), 20 апреля 2016 года — четвертая станция БИС в университете г. Санта-Мария (Бразилия).

Российско-никарагуанское сотрудничество

В ноябре 2014 года начата реализация проекта по размещению на территории Никарагуа российской наземной станции сбора измерений системы (ССИ) ГЛОНАСС. Завершена подготовка договорно-правовой и контрактной базы данного проекта, проведено согласование финансово-экономических затрат по размещению станции сбора измерений (ССИ) ГЛОНАСС в стране. В августе 2015 года в Манагуа были проведены рекогносцировочные мероприятия и подписан контракт на установку на территории Никарагуа ССИ ГЛОНАСС. В настоящее время никарагуанская сторона приступила к строительным работам в месте размещения ССИ в г. Манагуа.

Российско-южноафриканское сотрудничество

В марте 2013 года в рамках саммита БРИКС в г. Дурбан было подписано соглашение между РОСКОСМОСОМ и Южно-Африканским национальным космическим агентством (САНСА) о сотрудничестве в рамках программы «Радиоастрон».

Краткий план покорения Вселенной

1. Многоразовый грузовик

Название Falcon Heavy. Организация SpaceX. Запуск конец лета 2017-го. Стоимость 90 млн долларов

Ракета-носитель тяжелого класса серии Falcon обещает быть почти вдвое мощнее ближайшего конкурента Delta IV Heavy и в два с половиной — нашей «Ангары». Она позволит доставлять до 63,8 тонны груза на низкую опорную орбиту и до 16,8 тонны — на Марс. Последнее изрядно упростит колонизацию Красной планеты в случае успеха тестового запуска. Falcon Heavy, как и ее предшественница Falcon 9, — многоразовая ракета, а значит, стоимость доставки груза на орбиту или даже другую планету снизится. В общем, Илон Маск знает, как привлечь внимание публики.

Космический грузовик Falcon Heavy. Фото: wikimedia.org

2. Большая «Наука» летит на орбиту

Название модуль «Наука». Организация Роскосмос. Запуск декабрь 2017-го. Стоимость нет данных

Один из самых долгожданных проектов Роскосмоса. Многофункциональный лабораторный модуль (МЛМ) станет едва ли не самым большим на МКС и будет участвовать не только в научных экспериментах, но и в стыковке транспортных кораблей, транзите топлива и корректировке местоположения МКС. «Наука» оснащена роботом-манипулятором европейского производства, грузоподъемность которого — 8 тонн, а точность перемещения объектов — до 5 миллиметров. Еще МЛМ возьмет на себя частичное поддержание функций жизнеобеспечения, позволит хранить оборудование для экспериментов и, что не менее важно, обеспечит космонавтов дополнительным санузлом. Кстати, не исключено, что «Наука» сможет работать даже тогда, когда проект МКС будет закрыт.

3. Поймать жесткие лучи Вселенной

Название «Спектр-Рентген-Гамма» («Спектр-РГ»). Организация Роскосмос при участии Германии и других стран. Запуск весна 2018-го. Стоимость точных данных нет, в 2013 году речь шла о 5 млрд рублей

Эта летающая в космосе астрофизическая обсерватория предназначена для изучения крупномасштабной структуры Вселенной в гамма- и рентгеновском диапазоне энергий. Предполагается, что «Спектр-РГ» откроет около 100 000 скоплений галактик, разберется с темной энергией и сделает массу других полезных дел. Обсерваторию разместят в точке Лагранжа L2 — там она будет находиться в гравитационном равновесии относительно Солнца и Земли, что гарантирует более четкие и точные изображения. «Спектр-Рентген-Гамма» состоит из двух телескопов: российского APT-XC для изучения гамма-диапазона и немецкого рентгеновского eROSITA. Такое оборудование позволит изучать космос на более тонком уровне, нежели при работе с видимым спектром. В общем, этот аппарат должен не только вернуть России космическую славу, но и «понять» что-то очень важное о Вселенной.

Астрофизическая обсерватория «Спектр-Рентген-Гамма»Фото: саров.рф

4. Найти места, пригодные для жизни

Название TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Организация совместный проект MIT и NASA. Запуск июнь 2018-го. Стоимость 200 млн долларов

Телескоп TESS обещает подарить астрономам от 1000 до 10 000 экзопланет. Искать он их будет с помощью транзитной фотометрии — по изменению яркости звезды, когда мимо нее проходят планеты. Главная задача — найти пригодные для жизни планеты в ближайших 100 световых годах от Земли. На спутнике будут установлены четыре широкоугольных телескопа с CCD-матрицами, которые дают низкие цифровые шумы на снимках. Ждем симпатичных картинок.

5. Поближе к Солнцу

Название Solar Probe Plus. Организация NASA. Запуск июль-август 2018-го. Стоимость 750 млн долларов

Солнечный зонд будет исследовать нашу звезду на расстоянии порядка 700 тыс. километров. Это намного ближе, чем до любого из аппаратов, изучавших Солнце. От Solar Probe Plus ждут ответа на два вопроса: почему солнечная корона в сотни раз горячее поверхности звезды и верна ли теория о сверхзвуковом солнечном ветре? Данные, полученные зондом, позволят гораздо точнее прогнозировать и характеризовать радиационную среду, с которой неизбежно столкнутся будущие космические исследователи и колонисты.

6. Главный телескоп на орбите

Название James Webb Space Telescope. Организация NASA, ESA, CSA (Канада) и другие страны. Запуск октябрь 2018-го, начало исследований — апрель 2019-го. Стоимость более 10 млрд долларов

Телескоп им. Джеймса Уэбба первоначально назывался «Космический телескоп нового поколения». Он должен прийти на смену «Хабблу», который сейчас является «главной» обсерваторией на орбите. Зеркало «Джеймса Уэбба» — 6,5 метра в диаметре, что в 2,5 раза больше, чем у «Хаббла». Ключевой задачей нового телескопа станет поиск и изучение первых звезд и галактик, образовавшихся после Большого взрыва. Заодно он поищет и экзопланеты, причем его возможности позволяют обнаружить даже их спутники. Нобелевский лауреат Джон Мазер одну из своих лекций назвал так: «От Большого взрыва к «Космическому телескопу имени Джеймса Уэбба” и новым Нобелевским премиям». Это он к тому, что от новой установки ждут фундаментальных открытий.

James Webb Space Telescope. Фото: NASA/Chris Gunn

7. Бурильщик летит на Марс

Название «ЭкзоМарс-2020». Организация ESA и «Роскосмос». Запуск 25 июля — 13 августа 2020-го. Стоимость точных данных нет

Второй этап миссии «ЭкзоМарс» будет реализован с помощью европейского марсохода и российской платформы, отвечающей за посадку на поверхность Красной планеты. В проекте также задействована российская ракета-носитель «Протон-М». Цель экспедиции — поиск следов жизни на Марсе. На марсоходе установлен ряд инструментов для работы с грунтом и анализа образцов. Изюминкой является бур — он сможет достать грунт с глубины до двух метров. Машина оснащена панорамными камерами и автономным программным обеспечением для навигации на случай задержки связи с Землей. Благодаря этому марсоход сможет без участия человека с нулевым риском перемещаться на 100 метров в день. А мы, откинувшись в кресле, просто будем ждать, пока эта штука найдет следы маленьких зеленых человечков. Или не найдет.

8. Вернуть доказательства домой

Название Mars-2020 Rover Mission. Организация NASA. Запуск лето 2020-го. Стоимость 2,1 млрд долларов

Новый марсоход продолжит дело Curiosity — будет искать следы жизни на Красной планете. В отличие от «ЭкзоМарса», главной целью проекта «Марс-2020» является возвращение потенциальных доказательств на Землю для более детального исследования. Планируется также, что «Марс-2020» протестирует метод получения кислорода из марсианской атмосферы и отработает другие вопросы создания колонии. Так что если вы уже приобрели билеты на Марс, следите за миссией внимательно.

Марс. Фото: NASA

9. Грызунам создают искусственную гравитацию

Название «Бион-М3». Организация Роскосмос. Запуск 2025-й. Стоимость нет данных

Биологические спутники «Бион» запускают с 70-х годов, чтобы исследовать влияние длительного пребывания в космосе на живые организмы. Так, например, выяснили, что мыши, прожившие 30 дней на борту спутника, теряют около 30% способности к обучению. Возникает вопрос, насколько безопасно для человека длительное нахождение вне земной орбиты. Ученые хотят установить на аппарате «Бион-М3» центрифугу с ускорением 1G, то есть создать искусственную гравитацию. Она должна положительно сказаться на умственном и физическом здоровье 75 грызунов, которые месяц пробудут в космосе. Искусственная гравитация отсылает нас к сотням фантастических фильмов, где обитатели космических станций не парят, как положено в невесомости (так было бы сложно снимать), а уверенно ходят по полу.

10. Есть ли жизнь подо льдом?

Название Аппараты серии «Лаплас». Организация Роскосмос, РАН, научно-исследовательские организации других стран. Запуск 2026-й. Стоимость нет данных

Среди кандидатов в пригодные для жизни планеты значится не только Марс, но и спутники Юпитера — Европа и Ганимед. Есть версия, что под слоем льда там плещется жидкий океан, в котором теоретически могут обитать организмы. Чтобы разобраться в этом, и США, и Европейский союз, и Россия давно уже собираются отправить туда несколько аппаратов. Так, например, в НПО им С.А. Лавочкина планируют создать космические комплексы «Лаплас-П1» и «Лаплас-П2». Первый нужен, чтобы наблюдать за спутником с орбиты, а второй сможет высадиться прямо на поверхность Ганимеда, где расплавит лед и начнет искать местные бактерии. Очень надеемся, что этому проекту суждено воплотиться в жизнь.

Ракета-носитель на метановом двигателе получила рабочее название «Союз-СПГ»

Новая ракета-носитель на метановом двигателе, которая создается в России, получила рабочее название «Союз-СПГ». «Почему СПГ? Да потому что это и есть сжиженный природный газ — новое топливо для метанового двигателя», — пояснил глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин в эфире радиостанции «Комсомольская правда».

По его словам, новая ракета среднего класса, которая придет на замену носителям «Союз-2», будет многоразовой. Рогозин напомнил о проекте возвращаемой ступени «Крыло-СВ» — совместной работе Фонда перспективных исследований (ФПИ) и ЦНИИмаш, головного научного института Роскосмоса. «Специально для этих целей сейчас создается опытное конструкторское бюро имени выдающегося советского авиаконструктора Роберта Бартини, куда мы набираем талантливых молодых инженеров. Они будут готовить демонстратор ракеты в легком классе. С учетом нашей географической специфики садиться ступень должна по самолетному, а не «вертикальной свечкой», как у Falcon», — отметил Рогозин. «Если мы это отработаем и увидим, что самолетный вариант возвращения более прост и эффективен, чем возвращение в стиле Falcon, то мы сможем это применить на ракете среднего класса», — добавил глава Роскосмоса.

Аванпроект возвращаемой ступени «Крыло-СВ» был подготовлен и защищен в ФПИ 29 мая. По оценкам специалистов, стоимость запуска российской метановой ракеты должна быть вдвое ниже, чем пуск «Союза-2». С точки зрения знаний, отработанности отдельных элементов конструкции метанового двигателя, Россия не отстает от США. Надо понимать: каждый двигатель хорош по-своему в зависимости от поставленной цели. Если это разработка многоразовых систем — да, там есть разумная возможность применения метановых двигателей, — подчеркивают эксперты.

В ноябре 2019 года исполнительный директор Роскосмоса по перспективным программам и науке Александр Блошенко сообщил ТАСС, что первый старт новой российской ракеты-носителя среднего класса на метане может быть выполнен в 2025 году. РКЦ «Прогресс» проработал компоновку ракеты и варианты стартовых комплексов под нее. Стартовая масса метановой ракеты будет меньше, чем у «Союза-2», а грузоподъемность несколько больше — до 10 т на низкую околоземную орбиту при пуске с космодрома Восточный.