Молния (ракета-носитель)

Молния (ракета-носитель) — это советская четырёхступенчатая ракета-носитель среднего класса, разработанная в ОКБ-1 (ныне РКК «Энергия» имени С. П. Королёва) для запуска космических аппаратов на высокоэллиптические орбиты, в частности, для вывода спутников связи серии «Молния» и межпланетных станций. Относится к семейству ракет на базе межконтинентальной баллистической ракеты Р-7.

История создания

Разработка ракеты-носителя «Молния» началась в конце 1950-х годов в связи с необходимостью запуска космических аппаратов на орбиты с большим наклонением и высоким апогеем. Первоначально для этих целей использовалась трёхступенчатая ракета 8К78, созданная на базе МБР Р-7А. Первый успешный пуск состоялся 10 февраля 1961 года, когда был выведен на орбиту аппарат «Венера-1». Однако серия неудачных запусков в 1962—1963 годах выявила недостатки конструкции, что привело к модернизации ракеты.

В 1964 году была принята на вооружение модификация 8К78М с улучшенной третьей ступенью и системой управления. Именно эта версия получила название «Молния» и использовалась для запусков одноимённых спутников связи, а также для межпланетных станций «Луна», «Венера» и «Марс». Всего с 1961 по 2010 год было выполнено более 300 пусков ракет семейства «Молния», из них около 30 — аварийных.

Конструкция

Ракета-носитель «Молния» является четырёхступенчатой жидкостной ракетой с последовательным расположением ступеней. Она состоит из следующих элементов:

Первая ступень (блоки Б, В, Г, Д)

Представляет собой четыре боковых ускорителя, установленных вокруг центрального блока. Каждый ускоритель оснащён четырёхкамерным жидкостным ракетным двигателем РД-107 (или его модификациями), работающим на керосине и жидком кислороде. Длина каждого блока — около 19 м, диаметр — 2,68 м. Тяга одного двигателя на уровне моря — около 83 тс.

Вторая ступень (центральный блок А)

Является продолжением первой ступени и включает в себя двигатель РД-108 (или его модификации) с четырьмя основными и четырьмя рулевыми камерами. Работает на тех же компонентах топлива. Длина блока — около 28 м, диаметр — 2,99 м. Тяга на уровне моря — около 75 тс.

Третья ступень (блок И)

Устанавливается поверх второй ступени и оснащена двигателем РД-0110 (или РД-0107 в ранних версиях), работающим на керосине и жидком кислороде. Длина — около 6,7 м, диаметр — 2,99 м. Тяга в вакууме — около 30 тс. Эта ступень обеспечивает довыведение полезной нагрузки на опорную орбиту.

Четвёртая ступень (блок Л)

Является разгонным блоком, предназначенным для перевода космического аппарата с опорной орбиты на целевую высокоэллиптическую или отлётную траекторию. Оснащена двигателем С1.5400 (или его модификациями), работающим на керосине и жидком кислороде. Длина — около 2,5 м, диаметр — 2,99 м. Тяга в вакууме — около 6,5 тс. Четвёртая ступень может включаться многократно для коррекции орбиты.

Система управления

На ранних версиях использовалась автономная инерциальная система управления. На модификации 8К78М была внедрена комбинированная система с радиокоррекцией. Управление полётом осуществляется отклонением рулевых камер двигателей и газовых рулей.

Модификации

За время эксплуатации было создано несколько модификаций ракеты-носителя «Молния»:

• 8К78 — базовая версия (1961—1964). Использовалась для запусков межпланетных станций. Отличалась меньшей надёжностью и рядом конструктивных недостатков.
• 8К78М («Молния-М») — основная модификация (с 1964 года). Улучшена третья ступень, внедрена более надёжная система управления. Использовалась для запусков спутников связи «Молния-1», «Молния-2», «Молния-3», а также для межпланетных станций.
• Молния-2 — проект модернизации с увеличенной грузоподъёмностью, не реализованный в серийном производстве.
• Молния-3 — вариант с улучшенными характеристиками четвёртой ступени, использовался для запусков спутников «Молния-3» в 1970—1990-х годах.

Характеристики

Основные технические характеристики ракеты-носителя «Молния» (модификация 8К78М):

• Стартовая масса — около 305 т.
• Длина — 43,4 м.
• Максимальный диаметр — 10,3 м (по боковым блокам).
• Полезная нагрузка — до 1,8 т на высокоэллиптическую орбиту (апогей 40 000 км, перигей 500 км, наклонение 63°).
• Тяга двигателей первой ступени — 4 × 83 тс (на уровне моря).
• Тяга двигателей второй ступени — 75 тс (на уровне моря).
• Тяга двигателей третьей ступени — 30 тс (в вакууме).
• Тяга двигателей четвёртой ступени — 6,5 тс (в вакууме).
• Компоненты топлива — керосин (Т-1, РГ-1) и жидкий кислород.

Применение

Ракета-носитель «Молния» использовалась для вывода на орбиту следующих типов космических аппаратов:

• Спутники связи «Молния» — серия советских и российских спутников связи на высокоэллиптических орбитах (типа «Молния-1», «Молния-2», «Молния-3»). Запуски осуществлялись с 1965 по 2007 год.
• Межпланетные станции — аппараты серий «Луна» (например, «Луна-9», «Луна-16»), «Венера» (например, «Венера-4», «Венера-7»), «Марс» (например, «Марс-2», «Марс-3»). Запуски проводились в 1960—1970-х годах.
• Спутники «Прогноз» — серия научных аппаратов для изучения солнечной активности и магнитосферы Земли (запуски с 1972 по 1995 год).
• Спутники «Око» — система предупреждения о ракетном нападении (запуски с 1970-х годов).

Пуски ракеты «Молния» осуществлялись с космодромов Байконур (площадки № 1 и № 31) и Плесецк (площадка № 43). Последний запуск ракеты-носителя «Молния-М» состоялся 30 сентября 2010 года с космодрома Плесецк, когда был выведен на орбиту военный спутник связи «Молния-3К».

Интересные факты

• Ракета «Молния» стала первой в мире четырёхступенчатой ракетой-носителем, успешно выведшей полезную нагрузку на отлётную траекторию (к Луне).
• Название ракеты происходит от спутников связи «Молния», для которых она была разработана. Сами спутники получили название из-за характерной формы антенн, напоминающих молнию.
• В 1970-х годах на базе «Молнии» была разработана ракета-носитель «Союз-У», которая используется до сих пор (с четвёртой ступенью «Фрегат» или без неё).
• Несмотря на снятие с производства в 2010 году, отдельные экземпляры ракеты «Молния» оставались на хранении и использовались для запусков до 2012 года.

Источники

• Конструкция ракет-носителей семейства Р-7 / Под ред. В. П. Мишина. — М.: Машиностроение, 1976.
• «Ракеты-носители» / В. И. Феодосьев, Г. Б. Синярев. — М.: Воениздат, 1972.
• «Космонавтика СССР» / Под ред. А. С. Елисеева. — М.: Наука, 1987.
• «История отечественной космонавтики» / В. П. Глушко. — М.: Машиностроение, 1984.
• Данные о пусках ракет-носителей «Молния» на сайте Роскосмоса (архивные материалы).