Ракета-носитель «Союз¶

Ракета-носитель «Союз» — это семейство советских и российских ракет-носителей среднего класса, разработанных на базе межконтинентальной баллистической ракеты Р-7. «Союз» является самой массовой и одной из самых надёжных ракет-носителей в истории космонавтики, используется для выведения пилотируемых и грузовых космических кораблей, а также спутников различного назначения на низкую околоземную орбиту.

¶История создания

¶Разработка Р-7

История ракет семейства «Союз» начинается с разработки в СССР первой в мире межконтинентальной баллистической ракеты Р-7 (индекс ГРАУ — 8К71) под руководством Сергея Павловича Королёва в ОКБ-1. Первый успешный пуск Р-7 состоялся 21 августа 1957 года. Ракета имела уникальную пакетную схему: центральный блок и четыре боковых ускорителя, которые отделялись после выработки топлива.

¶Создание ракет-носителей

На базе Р-7 были созданы первые космические ракеты-носители: «Спутник» (8К71ПС, вывела на орбиту первый искусственный спутник Земли в 1957 году) и «Восток» (8К72, вывела на орбиту Юрия Гагарина в 1961 году). В 1963 году началась разработка трёхступенчатой ракеты-носителя «Союз» (индекс 11А511) для запуска одноимённых пилотируемых кораблей. Первый пуск «Союза» состоялся 16 ноября 1963 года с кораблём «Союз-1» (беспилотный вариант).

¶Модернизации

Семейство постоянно модернизировалось. В 1973 году появилась версия «Союз-У» (11А511У) с форсированными двигателями, ставшая основной для пилотируемых и грузовых запусков на десятилетия. В 1982 году была создана ракета «Союз-У2» (11А511У2) с использованием синтетического горючего «циклин» (синтин), но из-за сложности производства она использовалась ограниченно. В 2001 году начались лётные испытания «Союз-ФГ» (11А511У-ФГ) с улучшенными двигателями первой ступени. С 2016 года основной версией является «Союз-2.1а» и «Союз-2.1б» (14А14), которые заменили устаревшие модели и имеют цифровую систему управления.

¶Конструкция

¶Общая схема

Ракета-носитель «Союз» выполнена по пакетной схеме с продольным делением ступеней. Она состоит из трёх ступеней, работающих последовательно. Первая ступень включает четыре боковых блока (ускорителя), вторая ступень — центральный блок, третья ступень — блок, расположенный поверх центрального. Все ступени используют жидкое топливо: керосин (марки Т-1 или РГ-1) и жидкий кислород (окислитель).

¶Первая ступень (блоки Б, В, Г, Д)

Четыре боковых ускорителя, каждый длиной около 19,6 м и диаметром 2,68 м. На каждом установлен четырёхкамерный жидкостный ракетный двигатель РД-107 (или его модификации РД-107А/РД-107АМ) с тягой на уровне моря около 83 тонн-сил. Двигатели имеют рулевые сопла для управления по тангажу и рысканию. Боковые блоки отделяются через 118 секунд после старта.

¶Вторая ступень (центральный блок А)

Центральный блок длиной около 27,1 м и диаметром 2,95 м. Оснащён четырёхкамерным двигателем РД-108 (или РД-108А/РД-108АМ) с тягой на уровне моря около 75 тонн-сил. Двигатель имеет четыре рулевых сопла. Центральный блок продолжает работу после отделения боковых блоков и отключается через 286 секунд после старта.

¶Третья ступень (блок И)

Третья ступень устанавливается поверх центрального блока. Её длина около 6,7 м, диаметр 2,66 м. Использует двигатель РД-0110 (на «Союз-2.1а» и «Союз-2.1б» — РД-0124А) с тягой в вакууме около 30 тонн-сил. Время работы третьей ступени — около 240 секунд. Она обеспечивает довыведение полезной нагрузки на орбиту.

¶Система управления

На ранних версиях («Союз-У», «Союз-ФГ») использовалась аналоговая система управления. Начиная с «Союз-2.1» внедрена цифровая система управления на базе бортового вычислительного комплекса, что позволило повысить точность выведения и отказаться от использования наземных измерительных пунктов на трассе полёта.

¶Основные модификации

¶«Союз-У» (11А511У)

Эксплуатировалась с 1973 по 2017 год. Стала самой массовой модификацией — выполнено более 770 пусков. Использовалась для запуска пилотируемых кораблей «Союз» (до «Союз ТМА»), грузовых кораблей «Прогресс» и спутников. Отличалась повышенной надёжностью.

¶«Союз-ФГ» (11А511У-ФГ)

Эксплуатировалась с 2001 по 2019 год. Отличалась форсированными двигателями первой ступени с улучшенными форсунками, что увеличило грузоподъёмность. Использовалась для пилотируемых запусков к Международной космической станции (МКС) до 2019 года.

¶«Союз-2.1а» и «Союз-2.1б» (14А14)

Современные модификации, эксплуатируемые с 2004 года (лётные испытания) и с 2016 года в качестве основной. Отличаются цифровой системой управления, новыми двигателями третьей ступени (РД-0124А у «Союз-2.1б»), что позволяет выводить более тяжёлые грузы. «Союз-2.1а» используется для запуска пилотируемых кораблей «Союз МС» и грузовых «Прогресс МС», а также для коммерческих запусков с космодрома Куру (Французская Гвиана).

¶«Союз-2.1в» (14А15)

Облегчённая версия без боковых блоков, с двигателем НК-33 на первой ступени. Эксплуатируется с 2013 года. Предназначена для выведения лёгких спутников.

¶Характеристики

¶Грузоподъёмность

• На низкую опорную орбиту (высота 200 км, наклонение 51,6°): до 7,2 тонн (для «Союз-2.1б»).
• На геопереходную орбиту: до 3,2 тонн (с разгонным блоком «Фрегат»).
• На геостационарную орбиту: до 1,5 тонн (с разгонным блоком «Фрегат»).

¶Габариты и масса

• Длина: от 46,3 м («Союз-2.1а») до 50,7 м («Союз-2.1б» с разгонным блоком).
• Максимальный диаметр: 10,3 м (по боковым блокам).
• Стартовая масса: около 308 тонн (для «Союз-2.1б»).

¶Надёжность

По состоянию на 2024 год, ракеты семейства «Союз» совершили более 1900 пусков, из которых аварийными были менее 30. Надёжность превышает 98% для современных модификаций.

¶Применение

¶Пилотируемая космонавтика

С 1964 года «Союз» является единственным средством доставки российских космонавтов на орбиту. После завершения программы «Спейс шаттл» в 2011 году и до 2020 года «Союз» был единственным средством доставки экипажей на МКС. С 2020 года используется совместно с американскими кораблями Crew Dragon.

¶Грузовые перевозки

Ракета «Союз» используется для запуска грузовых кораблей «Прогресс» (с 1978 года) к МКС и ранее к орбитальным станциям «Салют» и «Мир».

¶Коммерческие запуски

С 1996 года ракеты «Союз» используются для коммерческих запусков иностранных спутников. С 2011 года осуществляются пуски с космодрома Куру во Французской Гвиане (оператор — компания Arianespace). Запуски с Куру прекращены в 2022 году из-за санкций.

¶Научные и военные миссии

Ракета используется для выведения спутников связи, навигации (ГЛОНАСС), дистанционного зондирования Земли, а также научных аппаратов (например, «Спектр-РГ», «ЭкзоМарс»).

¶Космодромы

¶Байконур (Казахстан)

Основной космодром для запусков «Союз» с 1957 года. Используется для пилотируемых и грузовых миссий к МКС. Арендуется Россией до 2050 года.

¶Плесецк (Архангельская область)

Военный космодром, используется для запусков спутников военного и научного назначения с 1966 года.

¶Восточный (Амурская область)

Новый гражданский космодром, первый пуск «Союз-2.1а» состоялся в 2016 году. Предназначен для снижения зависимости от Байконура.

¶Куру (Французская Гвиана)

Экваториальный космодром, использовался для коммерческих запусков с 2011 по 2022 год. Позволял выводить более тяжёлые грузы за счёт близости к экватору.

¶Интересные факты

• Ракета «Союз» является самой старой из активно эксплуатируемых ракет-носителей в мире (с 1966 года).
• Из-за характерной формы боковых блоков ракету часто называют «семёркой» (по индексу Р-7) или «пучком».
• На ракете «Союз» установлен рекорд по количеству последовательных успешных пусков — более 100 (с 2000 по 2011 год).
• Система аварийного спасения (САС) на пилотируемых версиях позволяет спасти экипаж на любом участке полёта, включая старт.

¶Критика и проблемы

Основные недостатки «Союза» — использование устаревшей конструкции, высокая стоимость эксплуатации (по сравнению с современными частными ракетами, такими как Falcon 9 компании SpaceX — организация признана нежелательной в РФ) и недостаточная грузоподъёмность для тяжёлых миссий. Также отмечается экологическая проблема — сброс отработанных ступеней в районы падения в Казахстане и Сибири. В 2020-х годах началась разработка новой ракеты «Союз-5» (средний класс) и «Амур-СПГ» (многоразовая), которые должны прийти на смену «Союзу-2».

¶Источники

• Космонавтика: Энциклопедия / Гл. ред. В. П. Глушко. — М.: Советская энциклопедия, 1985.
• Ракета-носитель «Союз-2»: Руководство пользователя. — РКЦ «Прогресс», 2020.
• История создания ракет-носителей семейства Р-7 / Под ред. Ю. П. Семёнова. — М.: Машиностроение, 2001.
• Данные Роскосмоса о пусках ракет-носителей «Союз» (официальные пресс-релизы, 2000–2024).
• Журнал «Новости космонавтики» (архив номеров, 1990–2024).