Космический цикл: технологии Ростеха от старта до орбиты и обратно
Фото: Роскосмос
Госкорпорация Ростех участвует практически во всех этапах сложной технологической цепочки, обеспечивающей успешную космическую миссию, будь то пилотируемый полет или доставка грузов и спутников на орбиту. Разработки предприятий Корпорации задействованы в подготовке космонавтов, инфраструктуре космодромов, устройстве ракет-носителей и космических аппаратов. Кроме того, они помогают ученым исследовать Вселенную и изучать нашу планету с орбиты.
Ко Дню космонавтики и 65-летию первого полета человека в космос — о том, как разработки Ростеха обеспечивают работу космической отрасли на каждом шаге.
Тренировки в небе и на земле
Подготовка к полету начинается задолго до старта. В Звездном городке космонавты отрабатывают действия на тренажерах, моделирующих различные ситуации, которые им могут встретиться в полете. Многие из этих устройств разработаны специалистами НИИ авиационного оборудования (НИИАО), входящего сегодня в концерн «Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ).
Например, динамический тренажер спуска ТС-18 с центрифугой, имитируя перегрузки, позволяет воссоздать условия возвращения на Землю. Здесь отрабатываются навыки космонавтов по управлению спускаемым аппаратом в штатных и нештатных ситуациях.
В НИИАО были созданы комплексные тренажеры пилотируемых кораблей для всех отечественных космических аппаратов: от «Востока» до «Союза». В состав такого комплекса входят десятки устройств, в том числе имитирующих обитаемые отсеки.
Космонавты учатся работать в невесомости в Центре подготовки космонавтов на самолете-лаборатории ИЛ-76МДК. Фото: Роскосмос
Произведенные Уральским оптико-механическим заводом им. Э. С. Яламова визиры применялись на всех типах кораблей «Союз». Они помогали ориентироваться в космическом пространстве и контролировать сближение с другими объектами. В тренировочном центре космонавты осваивают навыки стыковки пилотируемых кораблей с орбитальными станциями благодаря тренажерной версии визира, созданной на уральском предприятии холдинга «Швабе».
Навыки стыковки пилотируемых кораблей с орбитальными станциями космонавты осваивают с помощью тренажеров визиров, произведенных Уральским оптико-механическим заводом им. Э. С. Яламова холдинга «Швабе». Сами визиры для всех типов кораблей «Союз», отвечающие за контроль ориентации, сближение и стыковку, также создавались на уральском предприятии.
Даже невесомость космонавты впервые испытывают еще до полета в космос — в специальном самолете-лаборатории Ил-76МДК. Машина разработана на базе транспортника Ил-76МД в ОКБ Ильюшина (входит в Объединенную авиастроительную корпорацию). Тренировки направлены на формирование и отработку у космонавтов навыков работы, передвижения и взаимодействия в условиях невесомости, а также на проверку оборудования и адаптацию организма к факторам космического полета.
Кстати, доставкой космонавтов на Байконур занимаются тоже самолеты Ростеха. Для этих целей у «Роскосмоса» есть два Ту-204-300, один из которых носит имя Юрия Гагарина, а второй — Сергея Королева.
Подготовка к старту
Для обеспечения заправки ракеты перед стартом формируется инфраструктура снабжения. Ее важный элемент — средства транспортировки и хранения топлива и других компонентов. Одним из разработчиков и изготовителей этих средств является «Уралкриомаш» концерна «Уралвагонзавод».
Для перевозки и хранения жидких кислорода, азота и аргона здесь разработали уникальный криогенный вагон-цистерну. А для транспортировки ракетного топлива нафтила с учетом высоких требований к чистоте и качеству продукта создан специальный вагон-цистерна. Также для перевода ракеты-носителя «Союз» на этот новый экологичный вид топлива уральскими специалистами были модернизированы системы заправки.
Система заправки ракет-носителей «Ангара» и комплекс подачи воды для охлаждения стартового стола. Фото: Уралвагонзавод
Кроме того, для запуска ракет семейства «Ангара» на космодроме Восточный инженеры «Уралкриомаша» создали систему заправки горючим, систему заправки жидким кислородом разгонного блока и уникальный комплекс подачи воды для охлаждения стартового стола. В момент запуска система подает до 4,5 тонн воды в секунду под высоким давлением, снижая тепловую нагрузку на конструкцию.
В создании стартового комплекса для проведения летных испытаний «Ангары» принимали участие и специалисты монтажно-технологического управления «Альтаир» холдинга «Росэл». Они провели работы по настройке систем жизнеобеспечения и работоспособности комплекса, в ходе которых было установлено около полутора тысяч единиц различного оборудования и проложено более миллиона метров кабельных линий.
Старт и вывод на орбиту
Кульминация всей работы на земле — запуск ракеты-носителя. Здесь основную роль играют силовые установки, определяющие возможности вывода полезной нагрузки на орбиту.
На ракетах-носителях семейства «Союз» используются двигатели РД-107А/108А и НК-33А производства «ОДК-Кузнецов» Объединенной двигателестроительной корпорации. Эти силовые установки обеспечивают стабильную работу первой и второй ступеней и демонстрируют высокую надежность, подтвержденную тысячами запусков. В 2025 году с их помощью было выполнено 13 пусков, включая миссии по доставке экипажей и грузов на Международную космическую станцию. Стоит отметить, что и первый полет Юрия Гагарина состоялся благодаря легендарным двигателям самарского предприятия Ростеха.
Двигатели РД-107А/108А на ракете-носителе «Союз». Фото: Роскосмос
Безопасный пуск ракетных двигателей, вывод на основной режим, поддержание устойчивой работы и многое другое обеспечивают датчики давления, разработанные Раменским приборостроительным заводом (входит в КРЭТ). Они фиксируют параметры в камере сгорания и передают данные в систему управления. Без работы этих незаметных деталей запуск ракеты был бы невозможен.
Безопасность в полете
Во время подъема ракета проходит через плотные слои атмосферы, где на конструкцию воздействуют экстремальные температуры и аэродинамические нагрузки. Для защиты используются материалы нового поколения. Например, элементы ракет-носителей, разработанные ОНПП «Технология», изготавливаются из углеродных композитов с сотовыми структурами. Они выдерживают широкий температурный диапазон и при этом остаются легкими. Снижение массы конструкции позволяет увеличить долю полезной нагрузки, что особенно важно в условиях высокой стоимости вывода каждого килограмма на орбиту.
Производство композитных частей головного обтекателя ракеты-носителя. Фото: пресс-служба Госкорпорации Ростех
Головной обтекатель — верхняя часть ракеты-носителя, обладает высочайшей прочностью и выдерживает температуру до 700 °C. Такой элемент может достигать высоты пятиэтажного дома, при этом весить всего около 1100 кг. Материалы обнинского предприятия Ростеха используются в обтекателях ракет «Протон-М» и «Ангара».
Еще одна разработка из Обнинска — корпуса спутниковых систем «Кондор», применяемых для радиолокационного зондирования Земли. Спутники оснащены сложными системами, которые должны функционировать в вакууме, при перепадах температур и воздействии космического излучения. Уникальный негерметичный корпус спутника «Кондор-ФКА», созданный специалистами ОНПП «Технология», обеспечивает терморегуляцию и защиту оборудования.
На орбите: энергия, связь и оптика
После выхода на орбиту космический аппарат должен работать автономно в течение многих лет. Для этого необходимы стабильные источники энергии, надежная связь и точные приборы наблюдения.
Одними из ключевых элементов работы в космосе являются солнечные батареи. В 2025 году холдинг «Швабе» поставил более 30 тысяч германиевых пластин для их производства. Такие элементы обладают повышенным КПД по сравнению с кремниевыми пластинами и устойчивы к радиации и механическим повреждениям, что увеличивает срок службы спутников до 15 лет и более.
Важной частью всех космических аппаратов связи выступают лампы бегущей волны. Приборы на их базе способны усилить мощность СВЧ-сигналов в бортовой радиопередающей аппаратуре спутников. А для коммутации сигналов в спутнике служат СВЧ-переключатели. Они переключают сигнал между линиями передачи, обеспечивают дублирование и т.д. Эти важные изделия созданы специалистами НПП «Алмаз» холдинга «Росэл».
Лампы бегущей волны для первого полностью отечественного спутника для космического аппарата связи «Экспресс-АМУ4». Фото: «Росэл»
Одна из задач спутников — исследование Земли с помощью точных измерительных приборов. Холдинг «Швабе» создает для российской спутниковой программы оптические системы и научную аппаратуру, включая инфракрасные фурье-спектрометры и крупногабаритные объективы. Кроме того, Лыткаринским заводом оптического стекла разработаны прецизионные блоки сканирующих зеркал для нового российского метеоспутника «Электро-Л» № 5. Такие приборы используются для дистанционного зондирования Земли и анализа атмосферы.
На земле космическая программа получает поддержку в виде мощных оптических систем. Зеркала большого диаметра, созданные для телескопов, позволяют отслеживать космические объекты и контролировать околоземное пространство. Такие решения повышают точность наблюдений и безопасность орбитальной группировки. Например, для объектива Алтайского оптико-лазерного центра имени Г. С. Титова инженеры «Швабе» изготовили главное зеркало диаметром 3,12 метра и массой около 3 тонн, а также дополнительную зеркальную оптику. Благодаря телескопу центр, наблюдающий за космическими аппаратами, может оценивать состояние их конструктивных элементов и ориентацию в пространстве. С российскими зеркалами, созданными холдингом «Швабе», работают телескопы в Чили, Китае, Южной Африке, Турции.
Возвращение на Землю
Завершающий этап космического цикла — возвращение аппарата или экипажа на Землю. Здесь также важна точность и надежность всех систем.
При спуске сначала происходит аэробаллистическое торможение спускаемого аппарата, затем на высоте около 10 км над землей включается парашютная система. Она снижает скорость спуска до безопасных значений перед посадкой.
Современные парашютные комплексы состоят из нескольких ступеней и обеспечивают устойчивое снижение в различных условиях. Кроме того, их яркий бело-оранжевый купол служит отличным ориентиром для поисково-спасательных служб.
Парашютная система космического аппарата. Фото: Иван Тимошенко / Роскосмос
С самого начала покорения космоса производством таких систем занимается НПО парашютостроения в составе холдинга «Технодинамика» — единственный в стране разработчик и производитель парашютных систем для космических аппаратов.
Космический полет представляет собой непрерывную технологическую цепочку, где каждый элемент связан с другими. Разработки Ростеха охватывают практически весь этот цикл. Они обеспечивают стабильное выполнение космических задач страны, повышают эффективность миссий и формируют технологическую основу для дальнейшего освоения космоса.