Ракета-носитель «Молния

Ракета-носитель «Молния» — это советская четырёхступенчатая ракета-носитель (РН) среднего класса, предназначенная для выведения космических аппаратов на высокоэллиптические орбиты, в частности на орбиты типа «Молния», а также для межпланетных перелётов. Разработана в ОКБ-1 (ныне РКК «Энергия» имени С. П. Королёва) на базе межконтинентальной баллистической ракеты Р-7. Эксплуатировалась с 1960 по 2010 год.

История создания

Предпосылки

В конце 1950-х годов перед советской космонавтикой встала задача создания ракеты, способной выводить аппараты на высокоэллиптические орбиты с апогеем до 40 000 км. Такие орбиты требовались для спутников связи, обеспечивающих покрытие территории СССР, и для межпланетных станций. Существовавшие на тот момент трёхступенчатые носители (Р-7, «Восток») не могли обеспечить необходимую скорость и энергетику.

Разработка

Разработка началась в 1959 году под руководством Сергея Королёва. Основной задачей было создание третьей и четвёртой ступеней, работающих на жидком кислороде и керосине. Четвёртая ступень (блок «Л») впервые в советской практике должна была запускаться в невесомости после длительного пассивного участка полёта. Первый успешный пуск состоялся 10 октября 1960 года, когда ракета вывела на траекторию к Марсу автоматическую межпланетную станцию «Марс-1960А» (полёт был неудачным из-за отказа третьей ступени). Первый полностью успешный пуск с выводом спутника связи «Молния-1» на орбиту состоялся 23 апреля 1965 года.

Конструкция

Ракета-носитель «Молния» была создана по схеме «пакет» с боковыми блоками, аналогичной Р-7, но с добавлением двух дополнительных ступеней.

Первая и вторая ступени

Первая ступень состоит из четырёх боковых блоков (блоки Б, В, Г, Д), каждый из которых оснащён двигателем РД-107. Вторая ступень — центральный блок (блок А) с двигателем РД-108. Оба двигателя работали на керосине и жидком кислороде. Отличие от РН «Восток» заключалось в усиленной конструкции центрального блока для восприятия нагрузок от более тяжёлой головной части.

Третья ступень (блок «И»)

Третья ступень (блок «И») устанавливалась поверх центрального блока. Она оснащалась двигателем РД-0110 (разработка КБХА) с тягой в вакууме около 30 тс. Двигатель работал на тех же компонентах топлива (керосин + жидкий кислород). Время работы третьей ступени составляло около 240 секунд. После её выключения ракета выходила на опорную орбиту.

Четвёртая ступень (блок «Л»)

Четвёртая ступень (блок «Л») была ключевым нововведением. Она включала:

• Двигатель С1.5400 (11Д33) с тягой в вакууме около 6,5 тс, работающий на керосине и жидком кислороде.
• Систему управления с гиростабилизированной платформой.
• Систему обеспечения запуска в невесомости (включая отделяемые фермы и систему наддува баков).

Блок «Л» запускался после отделения третьей ступени и прохождения пассивного участка полёта длительностью до 1,5 часов. Это позволяло сообщить полезной нагрузке необходимую скорость для выхода на высокоэллиптическую орбиту или отлётную траекторию.

Характеристики

Модификации

Молния-М (8К78М)

Модернизированная версия, принятая на вооружение в 1964 году. Отличалась усиленными боковыми блоками и увеличенным запасом топлива на третьей ступени. Использовалась для запусков спутников связи «Молния-1», «Молния-2», «Молния-3» и межпланетных станций серий «Марс», «Венера», «Зонд». Всего выполнено около 290 пусков.

Молния-2 (8К78)

Базовая версия, использовавшаяся в 1960–1964 годах. Отличалась меньшей грузоподъёмностью. Выполнено 40 пусков, из них 12 аварийных.

Применение

Спутники связи

Основное применение РН «Молния» — выведение на высокоэллиптические орбиты (с апогеем около 40 000 км и перигеем около 500 км) спутников связи серии «Молния». Такие орбиты позволяли спутникам «зависать» над территорией СССР на протяжении 8–10 часов, обеспечивая связь с удалёнными районами Сибири и Дальнего Востока. Первый такой спутник («Молния-1-1») был запущен 23 апреля 1965 года.

Межпланетные станции

РН «Молния» использовалась для запуска советских автоматических межпланетных станций к Луне, Марсу и Венере. В частности, с её помощью были запущены:

• «Луна-4» — «Луна-14» (1963–1968);
• «Венера-2» — «Венера-8» (1965–1972);
• «Марс-2» — «Марс-7» (1971–1973);
• «Зонд-1» — «Зонд-8» (1964–1970).

Научные спутники

Ракета также выводила на орбиту научные спутники «Прогноз» (для изучения солнечной активности) и «Электрон» (для исследования радиационных поясов Земли).

Эксплуатация

Пуски РН «Молния» осуществлялись с космодромов Байконур (площадки № 1, 31) и Плесецк (площадка № 43). Всего с 1960 по 2010 год выполнено 330 пусков, из которых около 40 завершились авариями. Последний пуск состоялся 30 сентября 2010 года, когда ракета «Молния-М» вывела на орбиту спутник связи «Молния-3К» № 2.

Интересные факты

• РН «Молния» стала первой в мире ракетой, которая использовала четырёхступенчатую схему с запуском последней ступени в невесомости.
• Из-за длительного пассивного участка полёта (до 1,5 часов) блок «Л» требовал специальной системы термостатирования, чтобы предотвратить замерзание топлива.
• В 1965 году ракета «Молния» вывела на орбиту первый советский спутник связи, что позволило организовать прямую телевизионную трансляцию с Дальнего Востока.
• В 1971 году с помощью РН «Молния» была запущена станция «Марс-2», которая стала первым искусственным объектом, достигшим поверхности Марса (хотя и разбилась при посадке).

Критика и недостатки

Основным недостатком РН «Молния» была низкая надёжность на начальном этапе эксплуатации. Из первых 40 пусков 12 были аварийными, что составляло 30% отказов. Причины аварий часто были связаны с отказом четвёртой ступени (блок «Л») из-за несовершенства системы запуска в невесомости. После модернизации (версия «Молния-М») надёжность повысилась до 90%. Также критиковалась сложность эксплуатации из-за необходимости длительного пассивного участка и ограниченная грузоподъёмность (до 1,6 т на орбиту «Молния»), что делало её непригодной для вывода тяжёлых спутников.

См. также

• Ракета-носитель «Восток»
• Ракета-носитель «Союз»
• Спутниковая связь
• Орбита «Молния»

Источники

• Черток Б. Е. «Ракеты и люди». — М.: Машиностроение, 1999.
• Губарев В. С. «Космические мосты». — М.: Знание, 1985.
• «Космонавтика: энциклопедия» / под ред. В. П. Глушко. — М.: Советская энциклопедия, 1985.
• Данные РКК «Энергия» имени С. П. Королёва (открытые публикации).
• Статистика пусков РН «Молния» на сайте Gunter's Space Page.