Росія та Україна співпрацювали у програмах ракетобудування від початку космічної ери, коли входили до Совєцького Союзу: заводи в Україні виробляли балістичні ракети, призначені для радянських ядерних ударів по Сполучених Штатах, а також комплектуючі для ракет і супутників, виготовлених в Росії

Останній подих у давніх відносинах між Росією і Україною у галузі ракетобудування відбувся нещодавно у несподіваному місці – сільських водно-болотних угіддях Східної Вірджинії — на іншому кінці світу від полів битв російсько-української війни, де збройні сили двох країн беруть участь у смертельному конфлікті. Комерційна ракета Antares, яка належить американському аерокосмічному і оборонному підряднику Northrop Grumman, на початку серпня 2023 року була запущена з острова Уоллопс у штаті Вірджинія, доставивши на орбіту автоматизований корабель постачання Cygnus для польоту до Міжнародної космічної станції. Ракета Antares оснащена двома двигунами російського виробництва, встановленими у нижній частині ракети-носія першого ступеня, побудованого в Україні. Про це йдеться в аналітичній публікації ArsTechnica, переклад якої пропонує Foreign Ukraine.

Саме таким чином Northrop Grumman запустив більшість своїх 19 місій на космічну станцію з 2013 року, але місія на початку серпня 2023 року стала останнім польотом Antares з використанням російських та українських компонентів. Northrop Grumman співпрацював із Firefly Aerospace, яка вже побудувала і запустила власну невелику супутникову ракету-носій для розробки нового першого ступеня американського виробництва і заміни української ракети-носія. Firefly поставить сім власних двигунів під назвою Miranda для запуску кожної з ракет нового покоління Antares у космос.

Санкції, які запроваджені після вторгнення Росії в Україну у лютому 2022 року, розірвали більшість відносин між західними компаніями та російською промисловістю, не кажучи вже про погіршення політичної підтримки таких партнерств. Це загострило відносини між Сполученими Штатами та Росією на МКС, проте нині ця програма, схоже, готова продовжувати польоти принаймні до 2030 року.

Northrop Grumman втратила доступ до російських двигунів РД-181, які вона імпортувала у підмосковної компанії «Енергомаш» – одного з провідних російських виробників ракетних двигунів. А наслідки бойових дій в Україні погрожували перервати виробництво нових корпусів ракет Antares на заводі «Південмаш» у Дніпрі. Сам завод став ціллю російських ракетних ударів.

Довга історія

Росія та Україна співпрацювали у програмах ракетобудування від початку космічної ери, коли входили до Совєцького Союзу. Заводи в Україні виробляли балістичні ракети, призначені для радянських ядерних ударів по Сполучених Штатах, Україна також виробляла деталі, які йшли на ракети і супутники, зібрані в Росії.

Коли Orbital Sciences — комерційна космічна компанія, яку зараз поглинув Northrop Grumman — розпочала розробку вантажної ракети Antares наприкінці 2000-х років, вони побачили потенційних партнерів в особі Росії та Україні. Orbital Sciences спільно з двома українськими компаніями, «Південне» і «Південмаш», створили ракети-носії Antares на основі конструкції, які вже використовувалася в ракеті «Зеніт», яка літала з 1980-х років, використовуючи поєднання українських і російських технологій.

Для основної рушійної установки Orbital Sciences вирішила залишити ракетні двигуни NK-33 від радянської місячної ракети N1. Це виявилося помилкою, уроком, засвоєним у 2014 році, коли несправність двигуна призвела до вибуху ракети Antares лише через кілька секунд після вильоту, знищивши вантажний корабель Cygnus, який прямував до космічної станції.

Інженери переробили ракету для використання нових двигунів РД-181 російського виробництва «Енергомаш» і здійснили три рейси Cygnus на станцію ракетами United Launch Alliance Atlas V. Модернізована конфігурація ракети Antares — Antares 230 — почала літати у 2016 році і було проведено 12 успішних запусків поспіль.

Але ці успіхи прийшли в міру того, як російсько-українські відносини погіршувалися. Останній запуск ракети «Зеніт», на якій заснована конструкція Antares, відбувся у 2017 році.

Близько року тому, через кілька місяців після того, як російсько-український конфлікт переріс у гарячу війну, Northrop Grumman оголосила, що розробить повністю американську ракету Antares із Firefly, яка може бути готова до польоту до кінця 2024 року. Компанія називає версію ракети – Antares 230+, тоді як новий варіант Firefly із високою швидкістю буде називатися Antares 330.

Курт Еберлі, директор програм космічних запусків Northrop Grumman, заявив, що запуск ракети Antares 330 тепер очікується не раніше середини 2025 року. До цього часу Northrop проведе три запуски Falcon 9 від SpaceX, аби продовжувати доставляти вантажні кораблі Cygnus на космічну станцію приблизно двічі на рік. Перша вантажна місія Cygnus на базі Falcon 9 повинна стартувати у грудні 2023 року з мису Канаверал, штат Флорида.

SpaceX і Northrop Grumman мають багатомільярдні контракти із NASA на постачання матеріалів та експериментів на космічну станцію. На відміну від Cygnus компанії Northrop, вантажна капсула Dragon від SpaceX може повертати обладнання та наукові зразки на Землю.

«Перша і головна мета нашої місії — задовольнити потреби космічної станції і астронавтів, тому, звісно, коли нам доведеться переходити на нову ракету-носій… ми більш ніж раді це зробити. Ми постійно співпрацюємо з нашими конкурентами, і, безумовно, ми робимо це із SpaceX тут», — сказав Стів Крейн, віце-президент Northrop Grumman з цивільних та комерційних космічних програм.

Згідно із умовами контракту з NASA за фіксованою ціною, Northrop Grumman несе відповідальність за будь-які додаткові витрати, пов’язані з виконанням своїх вантажних місій. Крейн сказав, що окрім сплати базової ціни за запуск SpaceX, Northrop оплачує деякі модифікації обтічника корисного навантаження Falcon 9 для розміщення космічного корабля Cygnus (імовірно, для пізнього завантаження вантажу), а також модернізацію наземних споруд на мисі Канаверал. Вантажні рейси SpaceX Dragon не використовують обтічник корисного навантаження.

Після виконання наступних трьох рейсів із поповнення запасів Cygnus на ракетах SpaceX, компанія Northrop Grumman сподівається, що модернізована ракета Antares 330 буде готова до експлуатації. Поточний план полягає в тому, щоб виконати оперативну місію поповнення запасів Cygnus під час першого польоту Antares 330, проте належить ще зробити багато роботи над двигуном Firefly Miranda, який досі не пройшов повномасштабні випробування. Еберлі заявив, що тестові запуски двигуна Miranda заплановані на осінь 2023 року.

На користь Northrop Grumman свідчить той факт, що у конструкції Antares 330 буде використовуватися той же твердопаливний двигун верхнього ступеня, що і в нинішній конфігурації ракети Antares. Ця верхня ступінь побудована власними силами Northrop Grumman.

Нова ракета Antares 330 зможе виводити на орбіту більш важкі корисні вантажі, що майже на 30% більше, ніж у ракети Antares 230, яка незабаром буде виведена з експлуатації. Зрештою, Northrop і Firefly хочуть перетворити ракету Antares на поки що безіменну ракету-носій середньої вантажопідйомності з більш потужним верхнім ступенем. Ціллю є створення ракети-носія, яка могла б конкурувати за військові та комерційні контракти на запуск із ракетами середнього та великого розміру, розробленими Relativity Space та Rocket Lab.

«Це дійсно збільшить вантажопідйомність приблизно до 16 000 кілограмів (близько 35 000 фунтів) на низькій орбіті Землі, тому це подвоїть можливості ракети, на якій ми зараз літаємо», — сказав Еберлі.

Компанія Firefly заявила, що ракета середньої вантажопідйомності, яку вона розробляє спільно з Northrop Grumman, «перетвориться на багаторазовий транспортний засіб» після початкових польотів в якості одноразової пускової установки.

Це не перша спроба Northrop Grumman створити більшу ракету, ніж Antares. Northrop відмовились від запропонованої ракети під назвою OmegA у 2020 році після того, як втратила вигідний контракт на військові запуски з ULA і SpaceX.

Cygnus від Northrop володіє унікальними можливостями

Запуск на початку серпня 2023 року ознаменує 20-й політ космічного корабля Cygnus до МКС та 19-ту оперативну місію корабля. Він не літав так часто, як вантажний корабель SpaceX Dragon, але NASA хоче продовжувати польоти космічного корабля Cygnus, оскільки це надає станції кілька унікальних можливостей.

Однією з них є здатність космічного апарату Cygnus повторно збільшувати висоту польоту станції. Корабель постачання Northrop — це єдиний неросійський корабель, який має такі можливості, і в той час, коли відносини між США та Росією напружені, зрозуміло, що це важливо для NASA.

Cygnus також має більший об’єм під тиском, аніж космічний корабель SpaceX Dragon, і він має ширший люк, що дозволяє астронавтам переносити великі стелажі обладнання з Cygnus на космічну станцію. Через це NASA, зазвичай, використовує космічний апарат Cygnus для доставки на станцію балонів зі свіжим киснем. Лише Dragon SpaceX здатний доставляти негерметичні вантажі, такі як нові сонячні батареї, нещодавно встановлені NASA за межами космічної станції.

Перший космічний апарат Cygnus під’єднався до МКС у 2013 році. Крейн сказав, що всі польоти Cygnus наразі у сукупності доставили близько 130 000 фунтів запасів і експериментів в орбітальний дослідницький комплекс і вивезли близько 91 000 фунтів відходів для утилізації. Кожен Cygnus згорає в атмосфері по завершені своєї місії та відновленню не підлягає.

«2023 рік — це справді особлива віха, 10 років реального забезпечення однієї з найскладніших у світі служб доставки необхідних матеріалів, експериментів та обладнання на Міжнародну космічну станцію», — сказав Крейн.

NASA знаходиться на ранніх стадіях закупівлі космічного апарату американського виробництва, який матиме достатню рухову здатність для виведення з орбіти 450-тонної МКС після закінчення терміну її служби. Маючи продемонстровану здатність до повторного запуску на орбіту, Cygnus компанії Northrop, мабуть, має всі шанси поборотися за цей контракт.

«Звичайно, можливість повторного запуску також є якоюсь фундаментальною можливістю вийти з орбіти», — сказав Крейн.

Cygnus досяг успіху значною мірою тому, що він розроблений таким чином, щоб його можна було запускати на різних ракетах. Він вже літав на трьох різних конструкціях ракет-носіїв — на оригінальному Antares, Atlas V ULA і Antares 230 — і в найближчі кілька років буде запущений на двох додаткових ракетних конфігураціях.

Остання вантажна місія Cygnus на космічну станцію наприкінці 2022 року ледь не закінчилася черговим збоєм ракети. Одна з двох віялоподібних сонячних панелей космічного корабля не розкрилася після запуску, але політ до космічної станції продовжився за рахунок енергії сонячної батареї, що залишилася.

Розслідування встановило, що уламок, який відлетів від частини ракети Antares під час запуску, застряг у шарнірі одного з механізмів розгортання сонячної батареї Cygnus.

«(Уламки) Antares з’явились при поділі ступені. По суті, у нас є акустичні покриття, які вистилають внутрішню частину адаптера для обтічника, але насправді це схоже на проміжний етап. Отже, поділ ступеня відбувся не достатньо гладко, і утворилось сміття, і, на жаль, шматок акустичного покриття застряг в одній із сонячних панелей Cygnus. Ми виконали багато роботи, аби зрозуміти причину, і вжили коригувальних заходів. Ми провели кілька незалежних оцінок цього, а також NASA розглянуло це у найдрібніших деталях, і всі погоджуються, що ми готові розпочати [наступний] запуск», – детально описав Еберлі.

Перекладач: Олександр Колодюк