Сравнительный анализ стоимости запуска ракетоносителей

Аннотация: В статье рассмотрены различные ракеты и по ним проведен сравнительный анализ. Выявлены недостатки и преимущества ракетоносителей. Предложены наиболее оптимальные ракетоносители из рассмотренных для вывода спутников.

В настоящее время невозможно представить жизнь без спутниковой связи и телевидения, GPS, ГЛОНАСС. Для этого спутники, служащие для коммуникации, геолокации, обеспечения военной связи и другие, необходимо обновлять. Для доставки полезного груза на орбиту используются различные ракетоносители. Стоимость оказываемых услуг напрямую зависит от расходов компаний, которые их предоставляют. Одной из составляющих суммы расходов на осуществление доставки спутника на целевую орбиту является стоимость запуска ракетоносителя (далее – РН), который осуществляет вывод полезного груза.

Существует множество ракетоносителей, отличающихся по грузоподъемности, стоимости запуска и другим параметрам. В данной работе была проведена сравнительная характеристика некоторых современных ракет, запускаемых в настоящее время. Основными характеристиками для сравнения являются процент успешных запусков и стоимость запуска полезного груза (далее – ПГ) на низкую опорную орбиту (далее – НОО).

В ходе исследования были собраны данные, которые представлены в табл. 1.

Таблица 1

Сравнительная характеристика ракетоносителей

Источник: составлено по [1, 3, 4].

Проанализировав данные, представленные в таблице, можно сделать вывод, что наименьшая стоимость запуска 1 тонны полезного груза у ракетоносителей Протон-М, Союз-2 и Falcon 9, их стоимость равна 2,9,  5 и 2,9 млн долл./т соответственно. Протон-М и Falcon 9 являются РН тяжелого класса, служат для запуска тяжелых спутников или группы спутников. Обе ракеты имеют наиболее низкий процент успешных запусков среди рассмотренных ракет, что негативно сказывается на конкурентоспособности данных ракет, так как заказчику необходимо быть уверенным, что спутник достигнет целевой орбиты. Союз-2 является РН среднего класса, который используется для запуска более легких спутников. Он обеспечивает доставку спутников, чья масса значительно ниже грузоподъемности Протон-М и Falcon 9. Запуск таких спутников на Протон-М и Falcon 9 не всегда целесообразен, так как необходимо запускать группу спутников для увеличения массы полезного груза. Поэтому один легкий спутник не эффективно запускать на ракетах тяжелого класса.

Ариан-5, Атлас-5 и Дельта-4 Heavy обладают более высокой надежностью, что увеличивает их конкурентоспособность в доставке грузов высокой важности. Основным недостатком данных РН является высокая стоимость запуска 1 тонны на НОО.  В настоящее время Дельта-4 Heavy самая грузоподъемная ракета, она способна вывести ПГ массой 28,8 т на НОО. В истории существовали и более мощные РН, которые были способны выводить более 100 т на НОО, но сейчас они не используются (Сатурн-5) [2].

Таким образом, можно считать, что наиболее оптимальными по вывозу груза являются Протон-М и Falcon 9 ввиду значительно более низкой стоимости доставки 1 тонны на НОО (более чем в 3 раза по сравнению с другими РН тяжелого класса). При сравнении двух этих РН можно выделить преимущества каждой из ракет. Протон-М имеет богатую историю пусков и большее количество пусков в год, что уменьшает время ожидания заказчика для выведения спутника на орбиту. Также, этот РН обладает несколько большей грузоподъемностью.

Falcon 9 имеет большую надежность запуска. В настоящее время этот РН имеет спускаемую первую ступень, которая может использоваться повторно. Данный факт может позволить значительно снизить стоимость запуска в предварительных расчетах до 40 млн. долларов США. Для уменьшения стоимости запуска в России в настоящее время разрабатывается семейство РН «Ангара», включающие в себя ракеты различного класса.

По проведенному анализу можно считать, что для запуска спутников ракетоноситель Falcon 9 является наиболее оптимальным ввиду низкой стоимости и достаточно высокой надежности. Ведутся дальнейшие работы по улучшению данной ракеты, которые позволят ей быть еще эффективнее, так как компания, выпускающая эту ракету, является частной и РН используется в коммерческих целях.

Список литературы

1. РОСКОСМОС – Государственная корпорация по космической деятельности. Описание ракетоносителя Протон-М [Электронный ресурс]. URL: https://www.roscosmos.ru (дата обращения: 15.06.2017).
2. Ковалев Б. К. Развитие ракетно-космических систем выведения : учебное пособие. М. : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. 400 с.
3. Европейское космическое агентство. Справочник ракет-носителей [Электронный ресурс]. URL: http://www.esa.int/ESA (дата обращения: 15.06.2017).
4. Официальный сайт NASA. Характеристики ракет-носителей [Электронный ресурс]. URL: https://www.nasa.gov/press-release (дата обращения: 15.06.2017).

 

Материал поступил в редакцию 12.07.2017
© Пряничников Р. А., Горбунова И. А., 2017