Разгонный блок «Бриз-М

Разгонный блок «Бриз-М» — это российский разгонный блок (РБ) многоразового использования, предназначенный для выведения космических аппаратов на высокоэнергетические орбиты (в том числе геопереходные, геостационарные, отлётные) в составе ракет-носителей (РН) семейства «Протон» (в первую очередь «Протон-М») и в перспективе — «Ангара-А5». Разработан и производится Государственным космическим научно-производственным центром имени М. В. Хруничева (ГКНПЦ им. Хруничева). Является модернизированной версией разгонного блока «Бриз-К» и основным средством доставки полезной нагрузки на целевые орбиты в российской программе тяжёлых запусков.

История создания

Разработка разгонного блока «Бриз» началась в 1990-е годы в рамках программы модернизации ракеты-носителя «Протон-К». Первоначальная версия — «Бриз-К» — создавалась на базе наработок по блоку «Бриз» для РН «Рокот». Однако из-за требований повышенной грузоподъёмности и точности выведения для коммерческих запусков (в том числе по контрактам с International Launch Services, ILS) было принято решение о создании более мощной модификации — «Бриз-М».

Первый пуск РН «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз-М» состоялся 7 апреля 2001 года. В ходе этого полёта на геостационарную орбиту был выведен спутник связи «Экспресс-А» (заказчик — ФГУП «Космическая связь»). В 2000-х годах «Бриз-М» стал основным разгонным блоком для запусков как российских государственных космических аппаратов (спутники связи, навигации, дистанционного зондирования Земли), так и зарубежных коммерческих спутников (в том числе для операторов SES, Eutelsat, Intelsat).

В 2010-е годы блок неоднократно дорабатывался: улучшалась система управления, повышалась надёжность двигательной установки, увеличивался ресурс работы в условиях длительного пассивного полёта. После серии аварий в 2012–2013 годах (в частности, нештатные ситуации с выведением спутников «Экспресс-МД2» и «Ямал-402») были проведены дополнительные испытания и внесены конструктивные изменения, что позволило восстановить репутацию блока.

Конструкция и устройство

Разгонный блок «Бриз-М» представляет собой одноступенчатый блок с многократным включением двигателя в полёте. Основные конструктивные элементы:

• Двигательная установка: основной жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) 14Д30 (разработка — КБХА, Воронеж). Работает на высококипящих компонентах топлива: горючее — несимметричный диметилгидразин (НДМГ, гептил), окислитель — азотный тетраоксид (АТ). Двигатель имеет тягу в вакууме около 19,6 кН (2000 кгс) и удельный импульс около 326 с. Обеспечивает до 8 включений в полёте.
• Топливные баки: два основных бака (горючего и окислителя) сферической формы, размещённые в центральном цилиндрическом корпусе. Дополнительные баки для системы управления (сжатый гелий, азот) расположены в хвостовом отсеке.
• Система управления: инерциальная навигационная система (ИНС) на базе бескарданных гироскопов и акселерометров. Обеспечивает автономное определение параметров орбиты и выдачу команд на включение двигателя. В состав входит бортовой цифровой вычислительный комплекс (БЦВК) «Бисер-М».
• Система разделения: отделение от ракеты-носителя и полезной нагрузки производится с помощью пиротехнических замков и пружинных толкателей.
• Теплозащита: многослойная экранно-вакуумная изоляция для защиты от перегрева в условиях солнечного излучения и переохлаждения в теневых участках орбиты.

Габариты: длина — около 4,1 м, диаметр — 4,1 м (по корпусу). Сухая масса — около 2,5 т, заправленная масса — до 22,5 т (в зависимости от миссии).

Характеристики

Основные лётно-технические характеристики разгонного блока «Бриз-М»:

Применение

Запуски с ракетой-носителем «Протон-М»

Основная область применения «Бриз-М» — выведение спутников на геопереходные (ГПО) и геостационарные (ГСО) орбиты в составе РН «Протон-М». Типовая схема полёта включает:

1. Выведение связки «РН + РБ + ПН» на опорную орбиту (высота ~170–200 км).
2. Первое включение двигателя РБ для перехода на переходную орбиту.
3. Пассивный полёт (до 5–6 часов) с последующим вторым включением для выхода на целевую орбиту.
4. При необходимости — дополнительные включения для коррекции параметров.

За период с 2001 по 2024 год выполнено более 120 пусков «Протон-М» с «Бриз-М». Среди выведенных аппаратов — спутники связи серий «Экспресс», «Ямал», «Глонасс-М» (навигационные), «Космос» (военного назначения), а также зарубежные коммерческие спутники (например, серии «Астра», «Сириус», «Интелсат»).

Перспективы использования с РН «Ангара-А5»

В 2020-х годах началась интеграция «Бриз-М» с ракетой-носителем тяжёлого класса «Ангара-А5». Первый пуск «Ангары-А5» с «Бриз-М» состоялся 23 декабря 2014 года (второй лётный испытательный пуск). В 2023–2024 годах продолжились лётные испытания, в ходе которых «Бриз-М» успешно выводил макеты полезной нагрузки на геостационарную орбиту. Планируется, что в перспективе «Бриз-М» станет основным разгонным блоком для «Ангары-А5» при запусках на высокие орбиты, заменив устаревший блок «Бриз-КМ» (использовавшийся на РН «Рокот»).

Ограничения и альтернативы

Несмотря на высокую надёжность (успешность пусков — около 96%), «Бриз-М» имеет ограничения: использование токсичных компонентов топлива (гептил и азотный тетраоксид) требует специальных мер безопасности при заправке и утилизации. В связи с переходом на экологически чистые топлива (кислородно-водородные, керосиновые) в новых проектах (например, разгонный блок «ДМ-03» на кислородно-керосиновом топливе, или перспективный водородный блок «КВТК») «Бриз-М» постепенно вытесняется. Однако в текущей программе запусков он остаётся основным средством для выведения тяжёлых спутников на геостационарную орбиту.

Аварии и нештатные ситуации

За более чем 20-летнюю историю эксплуатации «Бриз-М» произошло несколько аварийных пусков, связанных с неисправностями разгонного блока:

• 6 августа 2012 года: при выведении спутников «Экспресс-МД2» и «Телком-3» произошёл преждевременный останов двигателя из-за отказа в системе подачи топлива. Спутники были выведены на нерасчётную орбиту и утрачены.
• 8 декабря 2012 года: при выведении спутника «Ямал-402» произошло преждевременное отключение двигателя на 4 минуты раньше расчётного времени. Спутник был выведен на орбиту с недостаточной высотой, но затем с помощью собственной двигательной установки был доведён до рабочей точки.
• 28 апреля 2013 года: при выведении спутника «Космос-2485» (военного назначения) произошёл сбой в системе управления, приведший к нерасчётной траектории. Спутник был выведен на орбиту, но с отклонениями.

После этих инцидентов были проведены доработки: усилен контроль качества изготовления топливных клапанов, модернизирована система управления, введены дополнительные проверки перед пуском. С 2014 года аварий, связанных с «Бриз-М», не зафиксировано (по состоянию на 2024 год).

Интересные факты

• Разгонный блок «Бриз-М» способен работать в условиях длительного пассивного полёта (до 12 часов), что позволяет оптимизировать схему выведения с учётом вращения Земли и требований заказчика.
• Название «Бриз» происходит от аббревиатуры «Блок Разгонный Импульсный Земной» (по другим данным — от «Блок Разгонный Импульсный Зенитный»), но официально расшифровка не публиковалась.
• В 2015 году «Бриз-М» использовался для выведения на орбиту уникального российского телескопа «Спектр-РГ» (совместно с РН «Протон-М»), что потребовало точного выведения на точку Лагранжа L2 системы «Земля — Солнце».
• В отличие от многих зарубежных разгонных блоков (например, американского «Центавр»), «Бриз-М» не использует криогенное топливо, что упрощает его хранение и эксплуатацию на стартовом комплексе.

Источники

• ГКНПЦ им. М. В. Хруничева. Официальные материалы по разгонному блоку «Бриз-М».
• «Ракетно-космическая корпорация „Энергия“ имени С. П. Королёва». Технические описания РН «Протон-М».
• Журнал «Новости космонавтики» (2001–2024 гг.), выпуски, посвящённые запускам с «Бриз-М».
• Отчёты комиссий по расследованию аварий (2012–2013 гг.), опубликованные на сайте Роскосмоса.
• International Launch Services (ILS). Технические спецификации и статистика пусков.