⇡#Wschód
O powstaniu i rozwoju rodziny Angara, zaletach i wadach zastosowanych rozwiązań technicznych pisaliśmy już, zaznaczając linią przerywaną drogę rakiety do Kosmodromu Wostoczny. Z biegiem lat stało się jasne: gdyby okoliczności były nieco inne, w porcie kosmicznym Dalekiego Wschodu nie byłoby „Angary”.
W konkursie na projekt kompleksu rakiet kosmicznych klasy ciężkiej (SRC) zastępującej Proton, ogłoszonym na podstawie decyzji Rady Naukowo-Technicznej Wojskowych Sił Kosmicznych i Dekretu Rządu Federacji Rosyjskiej w sierpniu-wrześniu 1992 r. pojawienie się rakiety nośnej nastawionej na wykorzystanie bazy produkcyjnej i doświadczalnej rosyjskich przedsiębiorstw. Infrastruktura startowa miała być zlokalizowana wyłącznie na rosyjskich kosmodromach.
Bajkonur znajdował się wówczas za granicą, w niepodległym Kazachstanie, a Kapustin Jar, nie uruchamiając nowych pól uderzeniowych, zapewniał jedynie starty lekkich rakiet. Plesieck uznawano za miejsce praktycznie nie alternatywne – stąd latały zarówno lekkie, jak i średnie lotniskowce, a niedokończony kompleks startowy rakiety Zenit wydawał się dobrą bazą do przygotowania i wystrzelenia ciężkich rakiet. W efekcie nadesłane na konkurs projekty zostały w ten czy inny sposób wykonane z myślą o rozwiązaniach projektowych i aranżacyjnych Zenita.
Bazą dla Angary w Plesetsku stał się obiekt 35 Pierwszego Państwowego Kosmodromu Testowego Ministerstwa Obrony, gdzie od lat 80. XX wieku budowana była infrastruktura dla rakiety nośnej Zenit. Źródło
Do września 1993 r. międzywydziałowej komisji eksperckiej nie udało się wyłonić zwycięzców konkursu, w którym wzięło udział Stowarzyszenie Badań i Produkcji Energia (obecnie Korporacja Rakietowo-Kosmiczna (RSC) Energia im. S.P. Korolewa), Biuro Projektowe Salut pod Maszyną Chrunichowa -Zakład Budowlany (obecnie część Państwowego Centrum Badań i Produkcji Kosmicznej (GKNPT) nazwanego na cześć M.V. Khrunicheva) i Biuro Projektów Inżynierii Mechanicznej (obecnie Państwowe Centrum Rakiet (GRC) nazwane na cześć akademika V.P. Makeeva). Szereg nierozwiązanych kwestii (w szczególności dotyczących wymagań specyfikacji taktyczno-technicznych) nie pozwolił na podjęcie jednoznacznej decyzji o wyborze podstawowej wersji systemu przeciwlotniczego do dalszego rozwoju.
Konkurencja była kontynuowana, zauważając, że wskazane byłoby rozważenie możliwości opracowania nie tylko ciężkiego lotniskowca, ale także innych klas. W tym samym czasie po raz pierwszy wspomniano o nowej nazwie – Svobodny – jako o obiecującym miejscu startu. Pod koniec 1992 roku Wojskowe Siły Kosmiczne postawiły sobie za zadanie utworzenie kosmodromu na bazie dywizji Strategicznych Sił Rakietowych w rejonie dalekowschodniego miasta Uglegorsk. II Państwowy Kosmodrom Testowy Ministerstwa Obrony Swobodny został powołany dekretem Prezydenta Federacji Rosyjskiej nr 305 z dnia 1 marca 1996 roku.
Dalszy rozwój i losy projektu Angara szczegółowo opisujemy w cyklu artykułów „Angara jako przekrój epoki”. Tutaj zauważamy, że możliwość wystrzelenia ciężkiej rakiety ze Swobodnego pozostawała na wstępnym etapie rozwoju: od połowy do końca lat 90. państwo nie miało środków, aby inwestować na dużą skalę w przemysł kosmiczny.
Załadunek rakiety nośnej Start-1.2 z satelitą Zeya do kontenera startowego na kosmodromie Swobodny (1997). Źródło
Swobodny nigdy nie stał się pełnoprawnym kosmodromem; pozostał analogiem bazy startowej Yasny w rejonie Orenburga, skąd z silosów wystrzelono pojazdy nośne konwersji Dniepr oparte na międzykontynentalnym pocisku rakietowym RS-18. W latach 1997–2006 transportowce na paliwo stałe „Start-1”, stworzone na bazie bojowego „Topol”, zostały wystrzelone pięć razy z przenośnej wyrzutni „Swobodny”.
Próby odbudowy kopalni Swobodny w celu uruchomienia lekkich transportowców cieczy „Rokot” i „Strela” nie dały żadnego rezultatu. „W ramach redukcji sił zbrojnych” oraz „ze względu na małą intensywność startów i niewystarczające finansowanie” kosmodrom został zlikwidowany w marcu 2007 roku dekretem Prezydenta Rosji. Jednak już w listopadzie tego samego roku nowy dekret zezwalał na utworzenie nowego „cywilnego” kosmodromu na Dalekim Wschodzie.
Zainteresowanie nowym portem kosmicznym, nawet przy obecności Plesiecka, nie było przypadkowe: kosmodrom w obwodzie archangielskim jest bardzo wygodny do wystrzeliwania na orbity o dużym nachyleniu – polarnej lub synchronicznej ze słońcem, ale źle, jeśli cel jest geostacjonarny . Północne położenie Plesetska nie tylko zmniejsza wzrost prędkości rakiety wynikający z obrotu Ziemi, ale także zmusza płaszczyznę orbity do obrotu o ponad 10 „dodatkowych” stopni podczas startu na stację geostacjonarną w porównaniu z Bajkonurem. A to prowadzi do utraty masy ładunku o jedną czwartą. Źle też, że z Plesiecka na orbitę ISS nie da się polecieć: zmiana samolotu strzelającego w locie prowadzi do całkowicie niedopuszczalnych strat w nośności – ponad dwukrotnie.
Podział na moduły rakiety nośnej Angara-A5 wraz z górnym stopniem Briz-M do wykorzystania z kosmodromu Plesetsk. Źródło
Stąd logicznie wynika koncepcja stworzenia wielofunkcyjnego kosmodromu, z którego możliwe będą optymalne loty na orbity o takim samym nachyleniu, jak podczas startów z Bajkonuru. Jako lokalizację punktu startu wzięto pod uwagę kilka regionów, co pozwoliło odkryć korzyści energetyczne bardziej południowych szerokości geograficznych, na przykład kaspijskiego wybrzeża Dagestanu. Możliwe jest jednak, że zużyte etapy mogą spaść na terytorium innych państw. Z tego punktu widzenia rosyjski Daleki Wschód jest znacznie wygodniejszy.
Ostatecznie komisja rozpoznawcza Roskosmosu szczegółowo zbadała dwóch kandydatów – rejon portu Vanino na brzegu Cieśniny Tatarskiej oraz… tego samego Swobodnego. Obydwa miejsca spełniały wymogi bezpieczeństwa dotyczące tras startowych, a także posiadały rozwiniętą infrastrukturę transportową i energetyczną. Pod tym względem Vanino miał nawet pewne zalety ze względu na swoje nadmorskie położenie: możliwość dostarczania dużych ładunków drogą morską, brak obszarów lądowych wyobcowanych w przypadku upadku odłączanych części przewoźników. Jednak ze względu na spokojniejszą sytuację sejsmiczną zwyciężył obszar w pobliżu Swobodnego. Nowy kosmodrom otrzymał nazwę Wostocznyj…
⇡#„Angara” na Dalekim Wschodzie – być albo nie być?
Z punktu widzenia szybkości i oczywistości rozwiązywania problemów łatwiej było „przeszczepić” już opracowane projekty „Sojuz-2” i „Angara” z „ziemią” na Wostoczny. Zrobili to jednak dopiero na początku 2010 roku. Być może z następującego powodu. Po długim okresie braku pieniędzy przemysł otrzymał pełne finansowanie. Istnieje możliwość wykorzystania zasobów na rozwój poprzez rozwiązywanie przełomowych problemów, w tym programu załogowego na Księżyc. W związku z tym początkowa koncepcja Wostocznego zakładała nie tylko budowę nowej infrastruktury naziemnej, ale także równoległe tworzenie nowych rakiet nośnych, w tym załogowego statku kosmicznego nowej generacji PTK NP.
Załogowy statek transportowy nowej generacji (PTK NP) w porównaniu z Sojuz-MS. Grafika autorstwa Juniora Mirandy
Roscosmos zainicjował prace badawcze w zakresie nowych rakiet nośnych o nośności do 50 ton i załogowych statków kosmicznych przy udziale Państwowego Centrum Badań i Produkcji Rakiet i Kosmosu (GNP RKT) „Centralne Specjalistyczne Biuro Projektowe „Postęp”” (obecnie Centrum Rakietowo-Kosmiczne (RCC) „Postęp”), RSC „Energia” im. S.P. Korolewa, Państwowe Centrum Badań i Produkcji im. M.V. Khrunicheva i Państwowe Centrum Badawcze im. akademika V.P. Makeeva. Prace prowadzono na szerokim froncie w latach 2007-2009.
Centrum Samara „CSKB Progress” zaproponowało w ramach projektu Rus-M rodzinę rakiet nośnych od klasy lekkiej do superciężkiej, a także dalszą modyfikację Sojuza-2. RSC Energia skupiła się na średniej klasy załogowym kompleksie rakietowo-kosmicznym o zwiększonej ładowności z pojazdem wielozadaniowym PTK NP. Centrum Chrunichowa opracowało linię rakiet nośnych opartych na URM firmy Angara, która oprócz rakiet już opracowywanych obejmowała dwustopniową Angara-A5.2 w wersji załogowej i bezzałogowej, Angara-A7 z sześcioma „ścianami bocznymi” oraz duże bloki centralne – nafta lub wodór. Firma zaproponowała także własną wersję załogowego statku kosmicznego opartą na rozwiązaniach dla transportowego statku zaopatrzeniowego TKS kompleksu Almaz oraz kilku opcjach dla superciężkich rakiet nośnych „Amur-5” i „Jenisej-5”. SRC Makeev rozważał dwie linie lotniskowców o średniej i superciężkiej ładowności: „Rossiyanka” i „Victoria”. Pierwsza rakieta miała pierwszy stopień wielokrotnego użytku z dynamicznym lądowaniem rakiety – ten schemat wdrożył w praktyce Elon Musk.
Niektóre wyniki prac badawczych w zakresie nowych rakiet nośnych prowadzonych w latach 2007-2009. Grafika Roskosmosu
Ostatecznie postanowiono skupić się na załogowym kompleksie rakietowo-kosmicznym, w skład którego wchodzić będzie średniej klasy rakieta nośna o zwiększonej ładowności oraz załogowy statek transportowy nowej generacji. Do finału przetargu na „rakietę”, który odbył się w marcu 2009 roku, dotarły dwie drużyny: Centrum Chruniczowa z wariantem Angara-A5 oraz triumwirat RSC Energia, TsSKB-Progress i GRC Makeev z projektem Rus-M… „Statek” RSC Energia zwyciężył w odbywającym się równolegle konkursie. Trudno teraz powiedzieć dlaczego tak się stało. Być może Roskosmos starał się równomiernie obciążyć przedsiębiorstwa z branży. Tak czy inaczej, kontrakt państwowy na wstępny projekt nowej średniej rakiety „Rus-M” trafił do TsSKB-Progress, a Energia została głównym twórcą nowego załogowego statku kosmicznego i kompleksu załogowych rakiet kosmicznych jako całości.
„Rus-M” warunkowo należał do klasy średniej: mając nośność do 26 ton, według klasyfikacji sowieckiej był „wagi ciężkiej”. Pod względem układu i parametrów znacznie różnił się od Angary-A5. Przy masie startowej mniejszej o sto ton i dwóch etapach zamiast trzech rakieta Samara wystrzeliła na orbitę ładunek o większej masie. Pierwszy etap to połączenie trzech „Zjednoczonych Jednostek Rakietowych” URB z silnikami tlenowo-naftowymi RD-180. Drugi stopień to monoblok z czterema silnikami tlenowo-wodorowymi RD-0146. Nowy projekt umożliwił opracowanie szeregu innowacji, przede wszystkim technologii wodorowych i zaawansowanych metod produkcji bloków rakietowych, a także stworzenie linii rakiet nośnych o ładowności od 7 do 100 ton nowy pojazd nośny z kosmodromu Wostoczny zaplanowano na 2015 rok.
Opcje rozwoju rakiet nośnych dla kosmodromu Wostochny rozważane w 2010 roku. Grafika autorstwa Władimira Sztanina
W 2010 roku po pomyślnej obronie projektu wstępnego przystąpiono do projektowania technicznego – do etapu tworzenia okucia pozostał jeszcze jeden krok. Projektowano infrastrukturę startową, a w Samarze dopuszczono do produkcji Rusi-M obszary produkcyjne zakładu Progress pozostałe z programu Energia-Buran. Wydawało się, że Angara otrzymała rozkaz skierowania się na Trasę Wschodnią…
Jednakże okoliczności się zmieniły. W przemówieniu 7 października 2011 r. w Dumie Państwowej nowy szef Roscosmos Władimir Popowkin powiedział między innymi: „Ponad 37% środków przeznaczono na [wystrzelenie pojazdów nośnych w Federalnym Programie Kosmicznym] w latach 2011–2015 . I nie tylko mamy w ogóle normalnego, sprawdzonego Sojuza i Protona… kończymy też rozwój Angary. Na podstawie zidentyfikowanych zadań, dwóch pierwszych priorytetów, uważamy, że nie potrzebujemy dziś [kolejnej] nowej rakiety; możemy łatwo latać na rakietach istniejących i tej, która jest w fazie opracowywania. Zgłosiliśmy to przywódcom kraju i otrzymaliśmy wsparcie. Przestaliśmy opracowywać nową rakietę, dopóki… nie przeszła ona z papieru w żelazo. Co więcej, szczerze mówiąc, przyznane tam środki są mniejsze niż faktycznie potrzebne i nie ma mowy o wystrzeleniu tej rakiety z kosmodromu Wostocznyj w 2015 lub 2018 roku.”
Należy pomyśleć, że oprócz niewystarczającego finansowania realizacja projektu Rus-M wiązała się także z szeregiem problemów technicznych związanych z odtworzeniem technologii wodorowych utraconych w „szalonych latach dziewięćdziesiątych”. Jedynym sposobem na dotrzymanie terminów jest przeniesienie na kosmodrom Wostocznyj sprzętu będącego w wysokim stopniu gotowości: Sojuza-2 i Angary. Rozwiązanie to zapewniło zarówno dotrzymanie terminów, jak i całkowite rozwiązanie problemu niezależnego dostępu Rosji do przestrzeni kosmicznej.
Schemat kosmodromu Wostocznyj na przyszłość do 2030 roku: pierwszy etap to kompleks dla Sojuza-2, drugi dla Angary, trzeci dla rakiety nośnej klasy superciężkiej.