Ракета взлетела, а спутник не долетел? Как разгонные блоки спасают космические миссии

Представьте себе: вы на стартовой площадке космодрома, а перед вами ракета-носитель, которая готова взлететь. Но куда она повезёт свой груз? В космос — это понятно, но куда именно? На околоземную орбиту? К Луне? К Марсу? И как же ракета доставит спутник именно в нужную точку, если космос — это такая огромная пустота? Ответ прост: с помощью разгонных блоков!

Давайте разберёмся, что это за звери такие и зачем они нужны Роскосмосу.

Время первых

История разгонных блоков берет свое начало в далёкие 1950-е годы, когда космическая гонка между США и СССР ещё только набирала обороты. Тогда и стало понятно, что для успешного покорения космоса одних только ракет недостаточно.

В Советском Союзе разгонные блоки начали разрабатывать в 1960-е годы, а одним из первых стал разгонный блок «Л» (да, наши предки не были слишком креативны с названиями), который помогал доставлять полезные грузы на геостационарную орбиту и далее.

Одним из значительных этапов в развитии разгонных блоков стало создание «блока «Е»», который был разработан в рамках программы «Луна» и использовался для отправки автоматических станций к Луне (внезапно). Он стал первым советским ракетным блоком, который мог включатсья в невесомости.

С тех пор технологии шагнули далеко вперед, и сегодня Роскосмос использует несколько типов разгонных блоков, каждый из которых имеет свои уникальные особенности и задачи.

Как это работает?

Допустим, наша ракета состоит из двух ступеней. Первая ступень — это подъём с Земли до атмосферы, вторая — выход на орбиту. Но чтобы достичь конкретной точки назначения, например, международной космической станции или даже Луны, нужна дополнительная ступень — это и есть разгонный блок.

Разгонный блок присоединяется к ракете-носителю и включается на определенном этапе полёта, когда основная часть работы уже сделана. Он использует свои двигатели для придания полезной нагрузке (будь то спутник, космический аппарат или модуль станции) дополнительного импульса, который и позволит выйти на нужную орбиту.

То есть, разгонные блоки — это, по сути, маленькие «ракеты-в-ракетах».

Современность

Сегодня на вооружении Роскосмоса состоит целый арсенал разгонных блоков, от простых, из семейства блоков «Д», до более сложных и многофункциональных, как «Бриз-М» и «Фрегат».

Бриз-М

«Бриз-М» — один из самых популярных и надёжных разгонных блоков, который используется с ракетой-носителем «Протон-М».

Он способен выводить полезную нагрузку на различные орбиты, в том числе и геостационарную, где находятся большинство телекоммуникационных спутников.

Фрегат

Этот универсальный блок часто используется вместе с ракетами «Союз». Он способен выполнять широкий спектр задач — от вывода спутников на низкую орбиту до отправки зондов к далёким планетам.

«Фрегат» может многократно включать и выключать свои двигатели, что делает его невероятно гибким (а ещё у него куча топливных баков).

Волга

Менее известный, но от этого не менее важный разгонный блок, который используется вместе с лёгкими ракетами «Союз-2.1в». Он помогает выводить небольшие спутники на низкие околоземные орбиты.

ДМ

Этот ветеран космических полётов использовался еще во времена советской программы «Энергия-Буран». Вообще существует целое семейство разгонных блоков серии «Д».

Первый блок «Д» был разработан для лунной программы Н1-ЛЗ и впервые успешно отработал в полёте в составе комплекса Л1 (с ракетой «Протон») 10 марта 1967 года.

Всего 1967 года по 11 апреля 2024 года выполнено 337 полетов разгонных блоков «Д» и кучи его модификаций. Сегодня он модернизирован и активно используется для вывода тяжёлых спутников и модулей на орбиту.

Орион

И наконец, совсем свежий и амбициозный проект — «Орион». Этот новейший разгонный блок впервые был испытан в апреле 2024 года, когда его запустили с космодрома Восточный с помощью ракеты «Ангара-А5».

«Орион» призван стать новым флагманом Роскосмоса (а относится он к тому же надёжному семейству блоков «Д») и обладает впечатляющими возможностями для выведения полезных нагрузок на высокие орбиты.

Его первый запуск прошёл успешно и доказал его надёжность и эффективность: груз оказался там, где надо, а сам блок ушёл на орбиту захоронения.

На «Орион» установлены самые современные двигатели и системы управления, что позволяет ему выполнять более сложные и точные манёвры в космосе.

А ещё он станет обязательной частью «Союза-7» — разрабатываемой многоразовой ракеты.

Стоит ли оно того?

К слову о многоразовости: некоторые эксперты утверждают, что развитие многоразовых ракет, таких как Falcon 9 от SpaceX, может снизить потребность в разгонных блоках — мол, они и стоят дешевле, и доступны будут повсюду.

Однако, и Falcon 9, и прочие ракеты, которые сейчас разрабатываются конкурентами, многоразовые только в плане первой ступени, которая возвращается на Землю. Вторая ступень же Falcon 9, по сути, одноразовый разгонный блок, который включается после разделения с первой ступенью.

Короче, действительно многоразовую ракету пока удалось сделать только SpaceX, с их отработанными посадками и всеми этими фишками. Но пока технологии ещё только совершенствуются, а разгонные блоки остаются важной частью космической программы Роскосмоса. Они проверены временем и надёжны, позволяют выполнять широкий спектр задач, в том числе и точное выведение геостационарных спутников.

Однако прогресс не стоит на месте: в ближайшие годы нас могут ждать новые, ещё более эффективные и универсальные разгонные блоки. Возможно, для дальних миссий они будут использовать новые виды топлива или даже ядерные реакторы.

Другими словами, несмотря на развитие многоразовых технологий, роль разгонных блоков остаётся незаменимой. Пока что.

Может быть и так, что будущее окажется за многоразовыми ракетами: Роскосмос также работает над своими проектами, такими как связка «Союз-7» — «Орион», но первый полёт этой системы ожидается не ранее 2028-2030 гг. А конкуренты-то не дремлют.

Смогут ли новые технологии заменить текущие разгонные блоки?

Время покажет.