Невероятно, но факт!
Главная / Космос / Носители легкого класса США

Носители легкого класса США

РН Athena-1В 1993 г. фирмой Lockheed была начата программа создания семейства РН LLV (Lockheed Launch Vehicle) малой и средней грузоподъемности. Первый пуск первой РН этого семейства – двухступенчатой твердотопливной РН LLV-1 малой грузоподъемности после неоднократных задержек из-за различных неполадок был осуществлен в августе 1995 г., однако закончился неудачей.

Характеристики РН LMLV таковы:

  • LMLV-1 грузоподъемностью порядка 1,0 т и более – двухступенчатая, длина 14,0 м, стартовая масса 66,3 т;
  • LMLV-2 грузоподъемностью 2,0 т и более – трехступенчатая, длина 23,0 м, стартовая масса 121,5 т;
  • LMLV-3 грузоподъемностью до 4,0 т – трехступенчатая с навесными ускорителями.
  • Запуск ПН с помощью этих РН предполагается осуществлять на низкую околоземную орбиту. В то же время имеются планы разработки дополнительной ступени, позволяющей выводить ПН на геостационарную орбиту, а также к другим планетам.

    На первой ступени РН LMLV устанавливается РДТТ Castor-120 фирмы Thiokol. Этот же РДТТ устанавливается на второй ступени РН LMLV-2 и LMLV-3. На последней ступени (второй у РН LMLV-1 и третьей у РН LMLV-2 и LMLV-3) устанавливается РДТТ Orbus-21D, изготавливаемый компанией Pratt & Whitney (отделением фирмы UTS). На навесных ускорителях РН LMLV-3 устанавливается РДТТ Castor-4A фирмы Thiokol.

    Впервые ракета-носитель Athena-2 была использована для запуска АМС Lunar Prospector 7 января 1998 г. Стоимость носителя в этом случае составила 26 млн дол. Планируемые стоимости пусков составляют 14 млн дол. для РН Athena-1 и 18 млн дол. для РН Athena-2. Для РН семейства LMLV характерна быстрая подготовка к пуску при небольшом числе занятого в операциях обслуживающего персонала, что обеспечивает низкий уровень расходов. Стартовая команда согласно планам будет составлять 25 – 30 человек, причем в фургоне управления пуском имеется только восемь рабочих мест.

    Программой создания семейства РН LMLV предусматривается установка ПН за три дня до пуска. Бригада операторов, работающих в одну смену, должна обеспечить пуск РН LMLV-1 за 15 дней, РН LMLV-2 – за 18 дней, а РН LMLV-3 – за 25 дней. По мнению зарубежных специалистов, носители LMLV-1 и LMLV-2 составят конкуренцию РН Pegasus и Taurus фирмы Orbital Sciences, которые пока доминируют на рынке РН малой грузоподъемности. Фирмой EER Systems в инициативном порядке велась разработка РН Canestoga. Запуск одной из модификаций РН Canestoga состоялся в 1982 г.

    Второй запуск твердотопливной ракеты-носителя Canestoga-1620 был осуществлен в 1995 г. с полигона на острове Уоллопс. В качестве ПН была орбитальная платформа Meteor-1, предназначенная для проведения в условиях космического полета различных промышленно-технологических экспериментов. Однако запуск был неудачный, и на 40-й секунде полета ракету подорвали.

    Ракета-носитель Canestoga-1620 высотой 15,4 м представляет собой сборку из семи твердотопливных двигателей Castor-4. Четыре РДТТ образуют первую ступень, два – вторую и один центральный – третью ступень. Для верхней (четвертой) ступени используется РДТТ Star-63F. При стартовой массе 87,3 т ракета Canestoga-1620 позволяет вы-водить на орбиты высотой 180 км и наклонением 28° ПН массой 1,2 т, а на полярные орбиты с той же высотой – объекты массой около 1,0 т. При первом запуске масса ПН составляла 944 кг. Ее предполагалось вывести на орбиту высотой 450 км и наклонением 40°.

    Стоимость запуска планировалась в размере 10…20 млн. дол. Фирмами Microcosm и Space Machine Engineering (г. Торранс, шт. Калифорния) по заказу и при финансовой РН Athena-2поддержке лаборатории им. Филлипса ВВС ГИТА с 1983 г. разрабатывается семейство многоцелевых РН Skorpios нового поколения, основными особенностями которых являются простота конструкции, включая ДУ, а также использование новейших композиционных материалов и перспективной технологии изготовления с широким применением компьютеров при относительно невысоких затратах. При подготовке к пуску таких РН и для обслуживания не понадобится портальный кран, а для обслуживания ПН – башня обслуживания. Например, РН Liberty этого семейства имеет высоту всего 9 м, обеспечивая тем самым легкий доступ к отсеку ПН.

    Конструкция базовой РН Skorpios – пятиступенчатая. Первые 4 ступени имеют 7 связок двигателей по 7 в каждой, т.е. всего 49 двигателей. Предполагается создать РН следующего класса: SR-S – зондирующая ракета (сверхлегкая), SR-1 – зондирующая ракета, SR-3-РН легкого класса (для микроКА), Liberty – РН легкого класса, “Эксэдэс” – РН среднего класса. Относительно характеристик РН известна лишь масса ПН, запускаемых на различные орбиты (табл.). Стоимость выведения ПН с помощью РН Skorpios среднего класса не должна превышать 8 млн дол.

    Компания Platforms International Inc. (Редлэнд, шт. Калифорния), являющаяся разработчиком беспилотных систем, недавно открыла космическое отделение и ведет переговоры о поставках оборудования для осуществления первого проекта этого отделения – разработки ракеты-носителя Space Ray для запуска коммерческих спутников.

    По мнению разработчиков, Space Ray является единственной системой, удовлетворяющей всем критериям, установленным “Исследованиями коммерческих космических транспортных операций” (CSTS – Commercial Space Transportation Study) для идеальной коммерческой РН – грузоподъемности, доступности, надежности, стоимости и удобству для пользователей.

    По мнению представителей Platforms International, система Space Ray имеет неплохие шансы занять лидирующее положение именно в этом секторе рынка, потому что использует уже имеющиеся и испытанные в полете компоненты, отсутствует необходимость разработки новых технологий или создания новых образцов техники. Достижение лидерства предполагается за счет размещения заказов на разработку системы Space Ray в организациях, имеющих большой опыт проектирования космической техники.

    Разработчики Space Ray рассчитывают вдвое снизить стоимость запуска спутников на орбиту по сравнению с конкурирующими системами за счет отказа от обычной в таких случаях чрезвычайно дорогостоящей наземной инфраструктуры. Полностью многоразовая ракета с горизонтальными стартом и посадкой позволит осуществлять “запуск по запросу” и “оплату по факту запуска” в отличие от типичных для сегодняшнего дня трехлетних контрактов с постепенными авансовыми платежами. Таким образом, можно будет уменьшить срок окупаемости запуска с нескольких месяцев до нескольких часов, учитывая широкую номенклатуру возможных конфигураций полезных грузов.

    ВВС США приступили к реализации планов использования снятых с вооружения МБР Minuteman в качестве ракет-носителей. Соответствующую доработку предлагается проводить в рамках выполняемой ВВС программы MSLS, включающей переоснащение 43 ракет Minuteman для использования запусков суборбитальных и орбитальных объектов. Разница между суборбитальной и орбитальной ракетой Minuteman состоит в числе ступеней. Для запуска суборбитальных объектов требуются две ступени МБР Minuteman-2. Для выхода на орбиту требуется еще и третья ступень МБР Minuteman-2 или Minuteman-3 или другая верхняя ступень.

    Программа MSLS была начата в 1992 г.,когда ВВС заключили контракт на сумму около 40 млн дол., включающий доработку МБР Minuteman для суборбитальных запусков и одного демонстрационного орбитального запуска в начале 1996 г. Исполнителем программы с 1995 г. является фирма Lockheed Martin Astronautus (Денвер, шт. Колорадо). Юридической основой программы является директива президента США “Национальная политика в области космических транспортных систем” (NSTS), которая разрешает запускать на орбиту спутники государственных ведомств с использованием снятых с вооружения боевых ракет.

    При этом должны выполняться следующие условия:

  • использование ракет для решения задач заказывающего ведомства;
  • соответствие положениям договоров о контроле вооружений;
  • меньшая стоимость по сравнению с готовыми коммерческими ракетами-носителями;
  • утверждение каждого решения об орбитальном запуске конверсированных ракет на уровне министра обороны.
  • Ключевым аспектом программы MSLS является демонстрация стоимостной эффективности использования снятых с вооружения ракет. По данным экспертов, затраты на запуск ракеты Pegasus, которая выступает реальным конкурентом ракетам Minuteman, составляют 10…12 млн дол. по сравнению с расчетными издержками в 5…8 млн. дол. для РН по программе MSLS.

    РН Pegasus-XL под фюзеляжем самолета-носителя L-1011По данным ВВС,производственные затраты на доработку одной МБР Minuteman в суборбитальную ракету составляют 3,5 млн дол., а в РН для запуска орбитальных объектов – 4 млн дол. Издержки на подготовку РН к запуску и использование полигонных средств оцениваются в 2…4 млн дол. Кроме того,по неофициальным расчетам, ракета Pegasus представляется довольно дорогостоящим средством для запуска малоразмерных объектов, а РН, создаваемые по программе MSLS, позволят запускать экспериментальные спутники массой 225…360 кг,которые невозможно доставлять на орбиту другими средствами.

    ВВС приняли решение запустить в 1998 г. спутник MightySat-2, оснащенный секретной экспериментальной аппаратурой, конверсионной МБР Minuteman, используемой в качестве РН. Ранее его запуск намечалось осуществить с помощью МТКС Space Shuttle.

    В новой трехступенчатой РН Minuteman в качестве маршевой ступени используются две нижние ступени МБР Minuteman-2 и третья ступень МБР Minuteman-3. Эта РН обеспечит доставку на орбиту объектов массой до 150 кг. Для реализации проекта ВВС через лабораторию Филлипса заключили с фирмой Spectrum Astro (Феникс, шт. Аризона) контракт на сумму 23,5 млн дол., предусматривающий изготовление пяти спутниковых платформ и всего дополнительного оборудования, сборку РН и выполнение целевых операций.

    Фирмой Orbital Sciences Corp. в инициативном порядке была разработана крылатая РН с воздушным стартом Pegasus. Первый пуск РН Pegasus с самолета В-52 состоялся в 1990 г. РН Pegasus твердотопливная, трехступенчатая. Стартовая масса – 18,6 т, длина – 14,9 м. Полезная нагрузка, выводимая на круговую орбиту высотой 460 км и наклонением 90°, составляла 0,27 т. Стоимость пуска – 11,5 млн дол.

    Его характеристики сходны с базовой моделью Pegasus. Однако за счет удлинения первой и второй ступеней повышена грузоподъемность РН на 18 %. При стартовой массе 23,6 т Pegasus-XL обеспечивает выведение на низкую околоземную орбиту высотой 256 км и наклонением 28° ПН массой 0,45 т. Стоимость пуска составляет 6,5…13,5 млн дол.

    По состоянию на 1 января 1999 г. осуществлено 24 запуска РН типа Pegasus, выведено 56 КА. Имеются сообщения, что фирма Orbital Sciences Corp. планировала разработку новой, более мощной модификации крылатой РН с воздушным стартом Pegasus-Turbo.

    Для повышения грузоподъемности до 1,02 т при запуске ПН на низкую околоземную орбиту фирма намечала дополнительно установить на первой ступени два турбореактивных двигателя. По оценке специалистов, новая модификация РН должна быть на 25…30 % дороже существующей, но благодаря повышению грузоподъемности удельная стоимость выведения 1 кг ПН в космос должна быть ниже на 40 %. Стартовая масса РН Pegasus-Turbo составит 20,8 т.

    РН Pegasus-Turbo по грузоподъемности должна занять промежуточное положение между РН Pegasus и созданной той же фирмой РН Taurus с наземным стартом. Начало полетов РН Pegasus-Turbo планировалось на 1995 г., однако сообщений об этом не поступало. РН Taurus была разработана компанией Orbital Sciences Corp. (OSC) как надежное и эффективное по стоимости средство запуска КА массой до 1360 кг на низкие околоземные орбиты и до 360 кг на геосинхронную орбиту.
    РН Taurus

    Taurus представляет собой четырехступенчатую ракету, созданную на основе РН воздушного базирования Pegasus. Ступени РН Taurus официально нумеруются с нулевой по третью. Общая длина носителя около 27 м, стартовая масса – 68 т. В проекте были использованы перспективные технологии в области конструкции и систем управления, а носитель создавался как транспортабельная РН, запуски которой возможны из различных точек по желанию заказчика и с коротким сроком исполнения заказа.

    Первый пуск РН Taurus состоялся 13 марта 1994 г. и прошел успешно. Ракета вывела на орбиту два военно-исследовательских КА – STEP-МО и DARPASAT. За прошедшее после него время OSC разработала усовершенствованный вариант носителя с увеличенной массой полезного груза и доступным для него объемом. При пуске 10 февраля 1998 г. носитель Taurus 2210 имел более мощную первую ступень. В первом пуске первой ступенью являлась доработанная первая ступень МБР Peacekeeper (MX), а во втором – аналогичный, но специально изготовленный ракетный блок с двигателем Castor-120 компании Thiokol Corp. Кроме того, использовался более широкий головной обтекатель (диаметром 2337 мм вместо 1575 мм). Для размещения совместно с основной ПН двух дополнительных КА использовался адаптер DPAF (Dual Payload Attach Fitting), который был отстрелен на орбите. Вместе с адаптером полезной нагрузки DPAF длина третьей ступени составляет 2,21 м, диаметр – 1,6 м, масса – 511 кг.

    Третий пуск РН Taurus состоялся 3 октября 1998 г. с полезной нагрузкой МО. Фирма Orbital Sciences планирует разработку современной РН средней грузоподъемности этого РН Pegasus-XL после отделения от самолетасемейства – Taurus-2. По массе ПН эта РН относится к тому же классу, что и американские РН Delta-2 и Titan-2. Она должна быть оснащена последней ступенью с ЖРД производства Германии, работающими на двухкомпонентном топливе и первоначально разработанными для РН Ariane-5.

    РН Taurus-2 является новейшей концепцией, появившейся в арсенале американских разработок, направленных на замену устаревших одноразовых РН на более эффективные по критерию “стоимость-эффективность”. Администрацией и Конгрессом США эти разработки поддерживаются в большей степени, чем дорогостоящие программы создания многоразовых носителей.

    По сообщению президента фирмы Orbital Sciences, фирма готова выделить 20…25 млн дол. на разработку РН Taurus-2 в том случае, если будет получено достаточное число заказов на запуски ПН с помощью этой РН. Приблизительно такие же финансовые средства были затрачены фирмой на создание базовой РН Taurus и модификации Pegasus-XL РН с воздушным стартом.

    РН Taurus-2 имеет несколько конкурентов. Среди них – РН семейства LMLV. Эскизный проект РН Taurus-2 должен был быть готов еще к 1995 г.,а первый демонстрационный полет был намечен на конец 1996 – начало 1997 г. Однако по состоянию на 1 января 2000 г. пусков Taurus-2 не производилось. РН Taurus-2 представляет собой двух- и трехступенчатую модификации твердотопливной РН Taurus с инерциальной системой уп-равления. На первой ступени РН Taurus-2 установлен РДТТ Castor-120 фирмы Thiokol, являющийся модификацией РДТТ первой ступени МБР MX.

    На второй ступени также используется РДТТ Castor-120. ЖРД последней ступени РН, получившие название “Эстус”, работают на монометилгидразине (горючее) и четырехокиси азота (окислитель). ЖРД “Эстус” был разработан, как уже говорилось, в качестве двигателя последней ступени создаваемой РН Ariane-5. PH Taurus-2 способна выводить полезную нагрузку массой 2,3 т на круговую околоземную орбиту высотой 185 км и наклонением 28,5°. Ее гру-зоподъемность может быть увеличена путем использования на первой ступени навесных стартовых ускорителей с РДТТ Castor-4 фирмы Thiokol и достигать 5,0 т (в случае использования восьми указанных РДТТ). При выведении КА на геостационарную орбиту с помощью РН Taurus-2 с восемью навесными ускорителями с РДТТ Star-48 на ступени довыведения масса ПН может достигать 1,8 т.

    Конструкторы пытались создать РН, использующую обтекатель и переходники, как у РН Delta, которые, по их мнению, являются стандартными для К А этой массы. Эта РН с обтекателем (как у РН Delta) диаметром 3,05 м испытывает такие же динамические нагрузки. КА соединяется с РН Taurus-2 при помощи таких же электрических и механических разъемных соединений, которые имеются у РН Delta. Данные об удельной стоимости пуска РН Taurus-2 противоречивые (от 2,2 до 11,0 тыс. дол. за 1 кг ПН). Во всяком случае, это вполне позволяет, по мнению специалистов, РН Taurus-2 конкурировать с существующими и предлагаемыми РН подобной грузоподъемности.

    Американская организация California Commercial Spaceport (CCS) работает над созданием более совершенной стартовой позиции на Западном испытательном полигоне для РН на основе РДТТ Castor-120. РН Taurus-2 также сможет стартовать с этого стартового комплекса. Кроме того, фирма Orbital Sciences входит в группу Spaceport Florida Authority (SFА), получившую от МО США грант в размере 2,15 млн дол. на создание стартовой позиции для РН малой и средней грузоподъемности на территории Восточного полигона, принадлежащей ВВС.

    Фирмой Martin Marietta создана двухступенчатая жидкостная РН Titan-2SLV, представляющая собой модификацию снятых с вооружения МБР Titan-2. Первый запуск одной из модифицированных для использования в качестве носителя ракеты Titan-2 был осуществлен в 1988 г. К началу 1995 г. были использованы 5 ракет из 13. Запуски модифицированных РН Titan-2SLV могут осуществляться с авиабазы ВВС Ванденберг (стартовый комплекс SLC-4W) и с мыса Канаверал (стартовая площадка 19).

    Проводимая фирмой Martin Marietta модификация предусматривает следующие основные работы:

  • замену штатного переднего отсека конструкцией, рассчитанной на монтаж полезной нагрузки;
  • замену обтекателя головной части обтекателем полезной нагрузки;
  • установку телеметрического оборудования и средств аварийного подрыва ракеты;
  • модификацию бортовой кабельной сети.
  • Для МБР Titan-2, модифицированных в РН Titan-2SLV, предусмотрена переборка двигателей и их огневые испытания после повторной сборки на заводе фирмы Aerojet General. Предусмотрен также профилактический осмотр топливных магистралей ракеты с проведением гидростатических испытаний. Установка двигателей на ракете будет осуществляться на базе ВВС Ванденберг.

    Стартовая масса РН Titan-2SLV составляет 150 т. С помощью этого носителя могут выводиться следующие ПН:

  • на низкую круговую орбиту высотой 185 км и наклонением 28,5° – до 3 т;
  • на низкую круговую орбиту высотой 185 км и наклонением 63,5° – 2,36 т;
  • на низкую полярную орбиту высотой 185 км – 2,17 т.
  • Космические эксперименты

    Одним из первых космических экспериментов было фотографирование Земли, показавшее, как много могут дать наблюдения из космоса для открытия и разумного использования природных ресурсов. Задачи по разработке комплексов фото- и оптикоэлектронного зондирования земли, картографирования, исследования природных ресурсов, экологического мониторинга, а также по созданию ракет-носителей среднего класса на базе ракет Р-7А выполняет бывший филиал № 3 ОКБ,…

    Европейские носители легкого класса

    В Испании под руководством Испанского национального института аэрокосмических технологий INTA, финансируемого министерством обороны, разрабатывается проект трехступенчатого твердотопливного легкого носителя Capricornio (“Козерог”) для запуска малых КА. Первая ступень РН представляет собой американский РДТТ Castor-4B, a верхние ступени – испанской разработки. Стартовая масса РН, имеющей длину 18,25 м, составляет 15 т. РН способна выводить на низкие околоземные…

    Направленность реструктуризации

    Процессы реструктуризации аэрокосмической промышленности, происходящие за рубежом, направлены на достижение качественно нового состояния фирм, позволяющего не только выжить в условиях изменяющейся обстановки,но и обеспечить наращивание конкурентных возможностей на рынке космических товаров и услуг. Преимущества, получаемые фирмами в результате реструктуризации, можно условно выделить в четыре группы. Первая группа – текущая экономия на элементах постоянных издержек. Внутрифирменная…

    Космические технологии и материаловедение

    Регулярные исследования, касающиеся создания космических технологий и материаловедения, начались примерно с 1976 г. Проведение научных и технологических экспериментов в космосе открыло принципиально новые возможности углубленного исследования многих физических явлений, изучение которых на Земле затруднено или даже невозможно из-за действия силы тяжести. Анализ результатов проведенных экспериментов позволил существенно продвинуться в понимании особенностей протекания процессов диффузии, кристаллизации…

    Бортовые солнечные энергетические установки

    Развитие орбитальных средств различного назначения характеризуется ростом общего уровня их энергопотребления и соответственно энерговооруженности, а следовательно, и срока активного существования. В частности, уровень энергопотребления бортовой ретрансляционной аппаратуры и служебных систем коммуникационных геостационарных КА нового поколения будет составлять до 5-10 кВт при уровне энерговооруженности 1,4-2,0 Вт/кг, что примерно в 2-3 раза выше, чем соответствующие показатели отечественных…

    Особенности построения НКУ КА дальнего космоса

    Структурное построение и радиотехнические системы НКУ КА дальнего космоса отличаются рядом существенных особенностей, связанных с большими удалениями и характером движения лунных и межпланетных космических станций. На удалениях, превышающих сотни тысяч километров, видимое движение КА по небосводу напоминает движение планет: в течение сеанса связи положение КА относительно звезд для наземного наблюдателя практически не меняется. Угловые координаты…

    Международно-правовые аспекты проблемы экологии космос

    Основополагающим документом, имеющим отношение к проблеме сохранения устойчивого экологического состояния космической среды, является Договор по космосу (1967 г.). Статья 1 этого Договора предусматривает осуществление космической деятельности таким образом, чтобы не затруднить и не нарушить права других стран на мирное освоение космоса. В статье 4 Договора подчеркивается, что государства несут международную ответственность за национальную деятельность в…

    Общая характеристика космонавтики в мире

    Вывод Советским Союзом 4 октября 1957 г. искусственного спутника на орбиту вокруг Земли положил начало космической гонке, которая к настоящему времени достигла небывалых масштабов. На начальном ее этапе, проходившем в условиях “холодной” войны, главные побудительные причины, задававшие тон в этом марафоне, носили политический и военный характер. Престиж и безопасность (в широком понимании) государства – вот…

    Общая характеристика зарубежных комплексов управления КА

    Сети слежения за КА (наземные комплексы управления – НКУ, по отечественной терминологии командно-измерительные комплексы – КИК) начали создаваться за рубежом в конце 1950-х гг., с запуском первых КА США. До середины 1960-х гг. НКУ существовали только в США и в СССР. В дальнейшем НКУ были созданы другими странами, международными консорциумами и отдельными частными фирмами. В…

    Надежность – основа эффективности функционирования космических систем будущего.

    Одним из основных факторов, влияющих на эффективность использования космических систем, является их надежность. В период 1950-1980 гг. недостаточно высокий уровень надежности космических средств, прежде всего ракет-носителей и космических аппаратов, приводил к большому числу аварий и в значительной степени сдерживал развитие ракетно-космической отрасли, использование ее достижений в научных и прикладных програм-мах, развитие международного рынка космических изделий…

    Все права защищены ©2006-2021. Перепечатка материалов с сайта возможна только с указанием ссылки на сайт – Невероятно, но факт!.
    Email: hi@poznovatelno.ru. Карта сайта
     

    Невероятно, но факт!