Навстречу утренней заре – по Ангаре

smoliarm — 03.07.2025
Появились новые данные по недавнему запуску Ангары и по запущенной полезной нагрузке (Космос-2589 и попутчик). Соответственно, можно сделать независимую оценку грузоподъёмности Ангары. Что по-прежнему актуально, как показал мой недавний пост;
в рунете по-прежнему есть Доверяющие Русской Вики, и даже сохранилась Секта Свидетелей Ангары.

Краткая суть «проблемы Ангары»:
Ангара получилась непомерно дорогой (в разы дороже Протона) и неприемлимо слабой – её грузоподъёмность оказалась существенно меньше, чем у Протона.
В этом посте речь пойдёт только о втором аспекте – об оценках грузоподъёмности.

Сравнение 1: Продемонстрированная грузоподъёмность на геостационар (ГСО)
Протон-М/Бриз К, запуск Экспресс АМ-44 и Экспресс-МД1, февраль 2009 года:
(2530 + 1140 + 120*) = 3790 кг
Angara A5/Briz-M, запуск MGM (второй пуск Ангары), декабрь 2020 года:
(2420 + 105*) = 2525 кг
* - масса адаптера, его включают в массу полезной нагрузки при баллистических расчётах. Эту величину называют PSM (payload system mass)
Соотношение грузоподъёмностей Ангары и Протона:
PSM(Ангара)/PSM(Протон) = 2525 / 3790 = 0.67

Сравнение 2: Грузоподъёмность на геопереходную орбиту (ГПО) – по справочникам
Грузоподъёмность Протон-М/Бриз К на ГПО (-1800 м/с) = 7150 кг – из Proton Mission Planner’s Guide, Section 2, Table 2.2-1
Грузоподъёмность Angara A5/Briz-M на ГПО = 5400 кг – from en.wiki,
Эта оценка рассчитана на основе третьего пуска Ангары А5 с имитатором полезной нагрузки (ИПН). Пуск оказался аварийным, двигатель разгонного блока РБ отказал в самом начале второго включения, и связка «РБ+ИПН» осталась на промежуточной орбите. Она прокрутилсясь несколько витков, что позволило независимым наблюдателям надёжно определить параметры промежуточной орбиты. Поскольку ещё известны а) масса КГЧ («космическая головная часть») и б) время работы двигателя РБ на первом включении (т.е., масса истраченного топлива) – то можно довольно точно оценить вес связки, выведенной на эту орбиту. То есть, можно оценить – тоже довольно точно – перформанс первых трёх супеней Ангары А5. Собственно поэтому, как только появились данные по параметрам орбиты «застрявшего» ИПН, сразу учёные из Канберы, Гарварда и Тусона бросились наперегонки считать перформанс. Величина в английской вики основана как раз на этих расчётах.
PSM(Ангара)/PSM(Протон) = 5400 / 6920 = 0.78

Сравнение 3: На основании пуска Космос 2589
На пятом пуске Ангара А5 вывела Космос 2589 на сверх-синхронную переходную орбиту, SSTO: 20268 х 51110 км, 1.10°. По двухимпульсной (апогей-перигей) модели можно рассчитать DV, необходимое для перехода на стационар:
DV = 560 м/с
На графике ниже я показал линию зависимости DV от PSM для пусков Протона М на SSTO по четырём недавним пускам.

График даёт возможность определить экстраполяцией (красные стрелки) массу полезной нагрузки, которую Протон может вывести на точно такую же SSTO (-560 м/с), т.е., 4200 кг.

Теперь надо оценить массу Космоса 2589:
Недавно стало известно, что этот спутник сделан на основе «запасного Благовеста» – дополнительный (пятый) экземпляр делался на случай пусковой аварии одного из основных спутников серии. Так что изначально он совершенно идентичен Благовестам, которые имели массу 3200 кг. Однако, Космос 2589 запущен с попутчиком, микроспутником от ЦНИИХМ. Попутчик этот совсем небольшой, порядка 200-300 кг. Вместе с тем известно, что Космос 2589 существенно облегчили – заправили сокращённый запас топлива и уменьшили число блоков целевой аппаратуры. Так что, похоже, что суммарную массу подогнали под массу Благовеста. Соответственно, 3300 кг представляется близкой оценкой PSM Космоса 2589 (собственная масса спутника плюс 100 кг PMA).
Тогда –
PSM(Ангара)/PSM(Протон) = 3300 / 4200 = 0.79
– что хорошо совпадает с оценкой из Сравнения 2.

Собственно, и без расчетов DV и экстраполяции, на сугубо качественном уровне прекрасно видна разница между Ангарой А5 и Протоном М:
Протоны вывели все четыре Благовеста непосредственно на геостационар, а Ангара А5 – совершенно аналогичный спутник – смогла вывести лишь на SSTO (-560 м/с).

Именно из-за этого, из-за несоответствия возможностей Ангары А5 - требованиям МО по грузоподъёмности, и возник в планах вариант "Ангара А5М".
Который, обещают, будет мощнее и дешевле.
Правда, обещали, что Ангара А5М полетит уже в 2024 году. Этого не произошло в прошлом году, и в этом году таких планов не видно.
Впрочем, вполне возможно, что нечто под названием "Ангара А5М" действительно полетит - когда-нибудь.
А вот то, что она будет существенно лучше - это вряд ли. Как говорил красноармеец Сухов.

PS: пожалуйста, не надо мне напоминать, что это были запуски из Плесецка, а там широта 63°.
Широта космодрома совсем не так сильно влияет на грузоподъёмность, как в рунете рассказывают.
У меня был подробный пост на эту тему, если интересны детали - читайте.
А кратко - разница в грузе на ГПО между Плесецком и Байконуром очень невелика, первые проценты.

Так что - "на зеркало нече пенять, коли роже крива"
Да, Ангара получилась крива, и Плесецк тут ни при чём.

Оставить комментарий

Популярные посты: