Ракета-носитель Атлас-5

Атлас-5 (Atlas V) — одноразовая ракета-носитель среднего класса, разработанная и эксплуатируемая американской компанией United Launch Alliance (ULA). Относится к семейству ракет «Атлас», ведёт свою историю от первой межконтинентальной баллистической ракеты США SM-65 Atlas. «Атлас-5» является последней действующей модификацией этого семейства и на протяжении двух десятилетий использовалась для вывода на орбиту широкого спектра полезных нагрузок, включая спутники связи, навигации, разведки, а также межпланетные зонды и грузовые корабли для Международной космической станции (МКС). Отличительной особенностью ракеты является модульная конструкция, позволяющая адаптировать её под конкретные задачи, и использование в качестве двигателя первой ступени российского РД-180.

История создания

Разработка «Атлас-5» началась в середине 1990-х годов в рамках программы Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV) ВВС США. Целью программы было создание нового поколения более надёжных, экономичных и универсальных ракет-носителей, способных заменить устаревшие носители, такие как «Титан» и «Дельта». Конкурс выиграли две компании: Lockheed Martin (с проектом «Атлас-5») и Boeing (с проектом «Дельта-4»).

Первый запуск «Атлас-5» состоялся 21 августа 2002 года с мыса Канаверал (Флорида). Ракета успешно вывела на геостационарную орбиту спутник связи Hot Bird 6. В 2006 году Lockheed Martin и Boeing объединили свои ракетные подразделения, создав совместное предприятие United Launch Alliance, которое и стало оператором «Атлас-5».

Конструкция и устройство

«Атлас-5» представляет собой двухступенчатую ракету-носитель с последовательным расположением ступеней. Конструкция модульная: первая ступень и количество твердотопливных ускорителей (SRB) варьируются в зависимости от требуемой грузоподъёмности.

Первая ступень (Common Core Booster, CCB)

Основой ракеты является универсальный блок первой ступени — CCB. Он представляет собой цилиндрический бак диаметром 3,81 метра, изготовленный из алюминиево-литиевого сплава. Бак разделён на отсеки для жидкого кислорода (окислитель) и керосина RP-1 (горючее). На блоке установлен один двухкамерный жидкостный ракетный двигатель РД-180, разработанный и произведённый российским НПО «Энергомаш» имени академика В. П. Глушко (г. Химки). Двигатель работает по схеме с дожиганием окислительного газа, развивает тягу на уровне моря около 3820 кН и имеет высокий удельный импульс. Использование российского двигателя было обусловлено его высокой надёжностью, экономичностью и готовностью на момент начала программы.

Твердотопливные ускорители (SRB)

Для увеличения стартовой тяги к первой ступени могут крепиться от 0 до 5 твердотопливных ускорителей (SRB) производства компании Aerojet Rocketdyne. Ускорители AJ-60A (или более современные GEM-63) обеспечивают дополнительную тягу, необходимую для вывода тяжёлых грузов. Количество ускорителей определяет модификацию ракеты (например, «Атлас-5 401» — 0 ускорителей, «Атлас-5 551» — 5 ускорителей).

Вторая ступень (Centaur)

В качестве второй ступени используется криогенный разгонный блок Centaur (производства ULA). Он работает на жидком водороде (горючее) и жидком кислороде (окислитель). В зависимости от модификации, на «Центавре» устанавливается один или два двигателя RL-10 (производства Aerojet Rocketdyne). Ступень оснащена системой многократного включения двигателя, что позволяет выполнять сложные манёвры на орбите, включая доставку полезной нагрузки на геостационарную орбиту или отлётные траектории к другим планетам.

Головной обтекатель

Полезная нагрузка закрывается головным обтекателем, который сбрасывается после прохождения плотных слоёв атмосферы. Обтекатели бывают двух типов: стандартный (диаметром 4,2 метра) и увеличенный (диаметром 5,4 метра), что позволяет размещать крупногабаритные спутники.

Классификация и модификации

«Атлас-5» имеет трёхзначный индекс, обозначающий конфигурацию:

• Первая цифра — диаметр головного обтекателя (4 или 5 метров).
• Вторая цифра — количество твердотопливных ускорителей (0–5).
• Третья цифра — количество двигателей на второй ступени (1 или 2).

Наиболее распространённые модификации:

• Атлас-5 401 — без ускорителей, один двигатель на второй ступени. Использовалась для запусков спутников связи и разведки.
• Атлас-5 411 — один ускоритель, один двигатель.
• Атлас-5 421 — два ускорителя, один двигатель.
• Атлас-5 431 — три ускорителя, один двигатель.
• Атлас-5 501 — без ускорителей, но с увеличенным обтекателем (5 м).
• Атлас-5 551 — пять ускорителей, увеличенный обтекатель, один двигатель. Самая мощная модификация, способная выводить на геопереходную орбиту до 8,9 тонн.

Применение и значимые миссии

«Атлас-5» использовалась для выполнения широкого круга задач, как коммерческих, так и государственных. Среди наиболее значимых миссий:

• Запуски межпланетных станций НАСА:
• Mars Reconnaissance Orbiter (2005) — орбитальный аппарат для изучения Марса.
• New Horizons (2006) — первая миссия к Плутону и поясу Койпера.
• Juno (2011) — миссия к Юпитеру.
• Mars Science Laboratory (2011) — доставка марсохода «Кьюриосити».
• OSIRIS-REx (2016) — миссия по сбору образцов грунта с астероида Бенну.
• Solar Orbiter (2020) — совместная миссия ЕКА и НАСА по изучению Солнца.
• Mars 2020 (2020) — доставка марсохода «Персеверанс» и вертолёта «Индженьюити».
• Europa Clipper (2024) — миссия к спутнику Юпитера Европе.

• Запуски грузовых кораблей к МКС:
• «Атлас-5» использовалась для запусков грузовых кораблей Cygnus (компании Northrop Grumman) в рамках контракта с НАСА по программе Commercial Resupply Services.

• Запуски спутников национальной безопасности США:
• Ракета активно применялась для вывода на орбиту спутников разведки, связи и навигации (включая спутники системы GPS III) по заказам ВВС США и Национального разведывательного управления (NRO).

• Запуски коммерческих спутников:
• «Атлас-5» выводила на орбиту спутники связи (например, серии EchoStar, DirecTV, Inmarsat) и телекоммуникационные аппараты.

Завершение эксплуатации и замена

В 2021 году ULA объявила о прекращении производства «Атлас-5». Последние закупленные ракеты были законтрактованы для выполнения оставшихся заказов, в основном для правительства США. Последний запуск «Атлас-5» состоялся 30 июля 2024 года, когда ракета вывела на орбиту спутник связи ViaSat-3 Americas.

Основной причиной отказа от «Атлас-5» стало использование российского двигателя РД-180. В условиях обострения геополитической обстановки и санкционного давления США приняли решение отказаться от зависимости от российских технологий в космической сфере. На смену «Атлас-5» приходит новая ракета-носитель ULA — Vulcan Centaur, которая использует американские двигатели BE-4 (производства Blue Origin) на первой ступени и модернизированный разгонный блок Centaur. Первый запуск Vulcan Centaur состоялся в январе 2024 года.

Критика и проблемы

Эксплуатация «Атлас-5» не обходилась без критики и инцидентов:

• Зависимость от российских двигателей. На протяжении многих лет это было предметом политических дискуссий в США, особенно после событий 2014 года. ВВС США и Конгресс требовали от ULA найти альтернативу, что в итоге и привело к созданию Vulcan.
• Стоимость. «Атлас-5» была дороже, чем конкурирующие ракеты, такие как Falcon 9 компании SpaceX. ULA критиковали за высокие цены на запуски, особенно для государственных заказчиков.
• Неудачи. За всю историю эксплуатации «Атлас-5» потерпела лишь одну полную неудачу — 15 июня 2007 года из-за неисправности второй ступени Centaur спутник NRO L-30 не был выведен на расчётную орбиту и сгорел в атмосфере. Также были единичные случаи неполного выведения полезной нагрузки на целевую орбиту (например, миссия MUOS-5 в 2016 году, когда спутник был выведен на более низкую орбиту, чем планировалось, но позже скорректировал её собственными двигателями).

Источники

• United Launch Alliance. Atlas V Launch Vehicle User’s Guide.
• НАСА. Atlas V Launch Services Program.
• ВВС США. Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV) Program.
• НПО «Энергомаш» имени академика В. П. Глушко. Двигатель РД-180.
• Aerojet Rocketdyne. RL10 Engine.
• Смит, М. «Atlas: The Story of a Rocket». 2019.
• Отчёты о запусках на сайте Spaceflight Now.