Кіріспе

Ресейлік ғарышқа ұшыру құралдары отбасы. "Ангара" (Russian: Ангара) – Мәскеудегі Хруничев атындағы мемлекеттік ғылыми-өндірістік ғарыш орталығымен әзірленудегі ұшыру құралдары отбасы. Бұл ұшыру құралдарының көмегімен төменгі жер орбитасына және аралық орбитаға жүктер жіберу жоспарлануда, және олар "Союз-2" түрлерімен бірге қазіргі қолданыстағы ұшыру құралдарын алмастыруға бағытталған.

Тарих

Кеңес Одағының тарағаннан кейін, бұрынғы кеңестік зымыран-ұшақ құрылыстарында қолданылған кейбір бөліктер Украинада орналасқан компаниялардан алынуы тиіс болды, мысалы, "Зенит-2" зымыранын жасаған "Южное" конструкторлық бюросы және "Днепр" мен "Циклон" зымырандарын жасаған "Южмаш" зауыты. Сонымен қатар, Кеңес Одағының негізгі ғарыш айлағы – Байқоңыр космодромы Қазақстанда орналасқан еді, және Ресей оны пайдалану үшін келіссөздер жүргізуде қиындықтарға тап болды. Осының нәтижесінде 1992 жылы "Ангара" деп аталатын жаңа, толығымен ресейлік зымыран-ұшақ құрылысын жасау туралы шешім қабылданды. Бұл зымыран-ұшақ елден тыс жерде жасалатын зымырандарды алмастырып, Ресейдің Байқоңыр космодромына тәуелділігінсіз ғарышқа қатынасуын қамтамасыз етуі керек еді. Бұл аппараттың Ресейдің Плесецк ғарыш айлағындағы жартылай дайын "Зенит-2" ұшыру алаңын пайдалануы және әскери спутниктерді геосинхронды орбитаға шығаруға қабілетті болуы жоспарланды, мұндай мүмкіндік Плесецкте ұшыру алаңы болмағандықтан "Протон" зымыранында болмады. Жаңа зымыран-ұшақ жобасына бірнеше компания өтініш білдірді, ал 1994 жылы "Протон" зымыранын жасаған "Хруничев" орталығы жеңімпаз деп танылды. "Протонның" келесі екі онжылдықтағы коммерциялық сәттілігі "Хруничев" орталығына тиімді болды, бірақ "Ангара" жобасы қаржыландыру қиындықтарына тап болды, себебі Ресей үкіметінің қаржылық жағдайы нашар еді. "Хруничев" орталығының бастапқы жобасында бірінші сатыда модификацияланған RD-170 қозғалтқышын, ал екінші сатыда сұйық сутегімен жұмыс істейтін қозғалтқышты пайдалану көзделген. 1997 жылы сутегімен жұмыс істейтін екінші саты керосинге ауыстырылды, ал RD-170 қозғалтқышы модульдік конструкциямен алмастырылды, ол жаңа RD-191 қозғалтқышымен жұмыс істеуі тиіс еді. RD-191 қозғалтқышы төрт камералы RD-170 қозғалтқышынан жасалған бір камералы қозғалтқыш болатын. 1997 жылдың соңында "Хруничев" орталығы Ресей үкіметінен жаңа жобаны жүзеге асыруға рұқсат алды. Бұл жоба Днепр, Циклон және Рокот зымырандарын кіші нұсқаларымен алмастыруға, сондай-ақ Плесецк космодромынан "Протон" класындағы "Ангара-А5" зымыранымен спутниктерді геостационарлық орбитаға шығаруға мүмкіндік беруі керек еді. 2004 жылға қарай "Ангара" жобасының дизайны қалыптасты және жоба зымыран-ұшақ құрылысын әзірлеумен жалғасты. 2008 жылы RD-191 қозғалтқышын жасаған "НПО Энергомаш" компаниясы қозғалтқыштың дамуы мен сынақтары аяқталғанын және оны өндіріске дайындауға болатынын хабарлады. 2009 жылдың қаңтарында бірінші дайын "Ангара" зымыранының бірінші сатысы "Хруничев" орталығына жеткізілді. Келесі жылы "Хруничев" орталығының бас директоры Владимир Нестеров "Ангараның" алғашқы сынақ ұшуы 2013 жылға жоспарланғанын мәлімдеді, ал 2013 жылы Плесецк космодромына "Ангара" зымыранының прототипі жеткізілді. 2014 жылы, "Ангара" жобасының бастапқы тұжырымдамасынан 22 жыл өткен соң, алғашқы ұшыру 2014 жылдың 9 шілдесінде өтті. Бұл "Ангара-1.2PP" зымыранының солтүстік Плесецк космодромынан жасалған суборбитальдық сынақ ұшуы болды. 2014 жылдың 23 желтоқсанында "Ангара-А5" зымыранының алғашқы сынақ ұшуы жүзеге асырылып, оны геосинхронды орбитаға шығарды. 2020 жылдың 14 желтоқсанында, алғашқы сынақ ұшуынан 6 жыл өткен соң, "Ангара-А5" зымыранының екінші сынақ ұшуы Плесецк космодромынан өтті. 2020 жылдың желтоқсанында ұшырылғаннан кейін болашақ жоспарлар туралы сөйлескен "Роскосмос" басшысы Дмитрий Рогозиннің айтуынша, 2021 жылы тағы екі "Ангара" зымыраны ұшырылатын болды: "Ангара-1.2" және жаңа күшейткіші бар "Ангара-А5" ("Персей"). Бірақ 2021 жылы тек "Ангара-А5" зымыраны "Персей" жоғарғы сатысымен ұшырылды. "Ангара-1.2" зымыранының алғашқы ұшуы 2022 жылдың 29 сәуірінде өтті.

URM-1: бірінші кезең және бустерлер

Универсалды зымыран модулі (URM 1) кез келген Ангара құралының негізін құрайды. Ангара А5 құралында төрт қосымша URM 1 қозғалтқыш ретінде жұмыс істейді. Әр URM 1 бір NPO Energomash RD 191 қозғалтқышымен жабдықталған, ол сұйық оттегі және RP 1 (керосин) отынын пайдаланады.

URM-2: екінші кезең

"Ангараның" URM 2 деп аталатын екінші сатысында бір KBKhA RD 0124A қозғалтқышы қолданылады, ол да сұйық оттегі мен керосинмен жұмыс істейді. RD 0124A, қазіргі уақытта "Союз-2" ғарыш кемесінің екінші сатысын, I блок деп аталатын, қамтамасыз ететін RD 0124 қозғалтқышынан дерлік еш айырмайды. URM 2-нің диаметрі "Ангара A5" және басқа ұсынылып отырған түрлері үшін арналған. "Ангара 1.2" кішігірім RD 0124A қозғалтқышымен жабдықталған екінші сатымен ұшады, бұл I блокпен үйлесімділікті сақтау үшін қажет болуы мүмкін.

Жоғары сатылар (2-ші кезеңнен кейін)

Ангара 1.2 жоғарғы сатыны қолданбайды, сондай-ақ Ангара А5 төмен орбитаға жүк жеткізгенде де қолданбайды. Ангара 1.2-нің сәтті алғашқы ұшырылымы 2022 жылдың 29 сәуірінде болды.

Ангара 1,2 бөлік

Ангара 1.2PP (Ангара 1.2 бірінші ұшу, яғни Ангара 1.2-нің алғашқы ұшуы) деп аталатын модификацияланған Ангара 1.2 2014 жылдың 9 шілдесінде Ангараның тұңғыш суборбитальді ұшуын жүзеге асырды. Бұл ұшу 22 минутқа созылды және салмақ симуляторын алып жүрді.

Ангара А5

Екінші дамытылған "Ангара" – ауыр жүк көтергіш ұшыру құралы "Ангара А5", ол бір URM 1 өзегі, төрт URM 1 күшейткіші, URM 2 екінші сатысы және Briz M немесе KVTK жоғарғы сатысынан тұрады. Ұшыру кезінде салмағы 773 тонна болатын "Ангара А5" 24,5 тонналық жүк көтеру қабілетіне ие, оны x 60° орбитаға жеткізе алады. "Ангара А5" Briz M арқылы GTO орбитасына 5,4 тонна, ал KVTK арқылы сол орбитаға 7,5 тонна жүк жеткізе алады. "Ангара А5" құралының алғашқы сынақ ұшуы 2014 жылдың 23 желтоқсанында жүзеге асырылды. Екінші сынақ ұшуы 2020 жылдың 14 желтоқсанында Плесецкіден ұшырылды. Үшінші сынақ ұшуы да 2021 жылдың 27 желтоқсанында Плесецкіден басталды. Дегенмен, "Персей" жоғарғы сатысының сынағы сәтсіз аяқталды және жүк LEO-дан GEO орбитасына жетпеді.

Ангара 1.1

Бастапқы жоспарлар Angara 1.1-ді тіпті кішкентайрақ етуді көздеген, екінші саты ретінде Бриз КМ қолданылып, 2 тонналық жүк тиеу қабілетіне ие болар еді. Алайда, бұл нұсқа 2013 жылы тұңғыш рет ұшқан Союз 2.1v-мен салыстырылатын жүк класына жатқандықтан жобадан бас тартты.

Ангара А5П

Хруничев 18 тоннаға дейін салмағы бар жаңа экипажды тасымалдайтын Ангара А5 ұшағын ұсынды: Ангара 5П. Бұл нұсқада 4 URM-1 күшейткіштері және орталық URM-1 қозғалтқышы болады, бірақ екінші сатысы болмайды. Орбитаға енуді ғарыш кемесі Буран немесе Ғарыш шаттлы сияқты, орбитаға жақын траекториядан аяқтайды. Бұл барлық қозғалтқыштарды жерде іске қосып, тексеруге мүмкіндік береді, сатыдан бөлінгеннен кейін қозғалтқыштың іске қосылмауының алдын алады. Қауіпсіздікті арттыру үшін РД-191 қозғалтқыштары төмен қуатта жұмыс істей алады.

Ангара А5V

Хруничев URM 2-ні алмастыру үшін жаңа, үлкен сутегіге негіделген жоғарғы сатыны (URM 2V) және URM 1 сатыларындағы қозғалтқыштың күшін арттыруды ұсынды. URM 1 күшейткіштерінің алға жылға жылдамдату күші алғашқы 40 секунд ішінде 10%-ға жоғарылайды, бұл URM 2 ауыр URM 2V-ге алмастырылған жағдайда да жақсы итерме/салмақ қатынасын қамтамасыз етеді. URM 1 үшін өзара байланысты және одан да қуатты RD 195 қозғалтқыштары да қарастырылып жатыр. А5V-ның қабілеті соңғы конфигурацияға байланысты, төмен орбитаға (LEO) шамамен 35-40 тоннаға жетеді.

Ангара А7

Ауыр Ангара А7 құрастыру жөніндегі ұсыныстар бар, оның салмағы 1133 тоннаны құрайды және ол 35 тонна жүкті 60° орбитаға шығара алады немесе URM 2-нің орнына кеңейтілген KVTK A7 екінші сатысымен 12,5 тонна жүкті GTO-ға жеткізе алады.

Ангара-100

Ангара 100 – 2005 жылы Хруничев компаниясының НАСА-ның ғарыш кеңістігін зерттеу жобасы үшін ауыр жүк көтеруге арналған ұшыру құралын жасау жөніндегі ұсынысы. Бұл ракета төрт RD-170 қозғалтқышымен жабдықталған күшейткіштерден, RD-180 қозғалтқышымен жабдықталған негізгі сатыдан және өзгертілген Energia RD-0120 қозғалтқышының – RD-0122 нұсқасын пайдаланатын криогендік жоғарғы сатыдан тұрады. Оның Жер орбитасына (LEO) жүк көтеру қабілеті 100 тоннадан аспайды.

Байкал

НПО Молниямен бірге Хруничев Байкал деп аталатын қайта пайдалануға болатын URM 1 күшейткішін ұсынды. URM 1 қанаты, вертикальды стабилизаторы, қону шассисі, кері ұшу қозғалтқышы және бағытталмалы басқару жылдамдықтарымен жабдықталады, бұл ракета күшейткішіне міндетін орындағаннан кейін әуежайға оралуға мүмкіндік береді.

Белсенді

Версиясы Ангара 1.2 Ангара А5 Бустер Н/А 4 x URM 1 Бірінші саты 1 x URM 1 1 x URM 1 Екінші саты Модификацияланған блок I URM 2 Үшінші саты (LEO үшін қолданылмайды) – Бриз М/Блок ДМ 03/KVTK Бустерлер Н/А 2 x URM 1 4 x URM 1 4 x URM 1 6 x URM 1 6 x URM 1 Бірінші саты 1 x URM 1 1 x URM 1 1 x URM 1 1 x URM 1 1 x URM 1 1 x URM 1 1 x URM 1 1 x URM 1 1 x URM 1 Екінші саты Бриз КМ Модификацияланған блок I – URM 2V KVTK A7 Блок ДМ 03/KVTK KVTK2 А7В Көтерілу (теңіз деңгейінде) 1.92 МН 5.77 МН 9.61 МН 10.57 МН 13.44 МН Атқару салмағы 149 т 481 т 713 т 815 т 821 т 1133 т 1323 т Биіктік (максималды) 34.9 м 45.8 м ? ? ? 65,7 м Пайдалы жүктеме (LEO 200 км) 2.0 т 14.6 т 18.0 т 35 т 40 т 35 т 50 т Пайдалы жүктеме (GTO) – 2.4/3.6 т – 11.9 т 13.3 т 12.5 т 19 т Пайдалы жүктеме (GEO) – 1.0/2.0 т – 7.2 т 8 т 7.6 т 11.4 т

Сынау және өндіру

Универсалды зымыран модульдері мен "Бриз М" жоғарғы сатыларын Омск қаласындағы "Полиот" өндірістік корпорациясы шығарады. 2009 жылы "Полиот" компаниясы Ангара өндіріс желілеріне 771,4 миллион рубльден астам (шамамен 25 миллион АҚШ доллары) инвестиция салды. Бұл, Қазақстандағы Байқоңыр ғарыш айлағында пайдалануға қарсылық білдірілген, көп мөлшерде өте улы UDMH және N2O4 қолданылатын, сондай-ақ сенімділік мәселелері бар Proton зымыранын тоқтатуға мүмкіндік беретін еді.

Қатысушы жобалар

Оңтүстік Кореяның Naro 1 зымыран тасымалдағышы Ангараның URM 1-інен алынған бірінші сатыны пайдаланды (RD 191 қозғалтқышының RD 151 деп аталатын, аз итермелі нұсқасымен жабдықталған). Көлік алғаш рет 2009 жылдың 25 тамызында ұшты. Ұшу сәтті болмады, бірақ бірінші сатысы күтілгендей жұмыс істеді. 2010 жылдың 10 маусымындағы екінші ұшырыс сәтсіз аяқталды, ұшырылғаннан кейін 136 секунд өткен соң ракетамен байланыс үзілді. Бірлескен апатты тексеру комиссиясы апаттың себебін анықтауға келісімге келе алмады. 2013 жылдың 30 қаңтарындағы үшінші ұшу орбитаға сәтті жетті.