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.
  • Средства связи

    В настоящее время рынок телекоммуникаций развивается весьма динамично — его объем в 1998 г. превысил 1 трлн дол. При этом объем космического сегмента рынка телекоммуникаций составил примерно 27 млрд дол., или 2,3 % от всего мирового рынка. Однако в течение 10 лет прогнозируется рост удельной доли космического сегмента до 6 %. Это означает, что среднегодовые…

    Комплексы управления КА Европейского космического агентства

    Европейское космическое агентство — ЕКА (ESA — European Spase Agency) создано в 1975 г. для содействия сотрудничеству европейских стран в области космических исследований, разработки космической техники и поиску ее прикладного использования. Первоначально в ЕКА вошли 11 стран (Франция,ФРГ, Великобритания, Италия, Испания, Швеция, Бельгия, Дания, Нидерланды, Ирландия, Швейцария). Впоследствии в ЕКА вошли Норвегия, Австрия, Канада, Финляндия….

    Достигнутый уровень долговечности отечественных КА

    Анализ развития РКТ в нашей стране за рассматриваемый период позволяет отметить следующее: В многоспутниковых системах связи, ретрансляции, навигации, радиотехнической разведки и системы предупреждения о ракетном нападении используются КА с гарантийным ресурсом 1-3 года. Фактические средние сроки функционирования превышают гарантийные на 1-2 года. Отдельные образцы имеют САС 5-8 и даже 10 лет (при их использовании в…

    Многофункциональные конструкции

    Благодаря объединению функций электроники, датчиков, систем распределения электропитания и терморегулирования с применением очень легких модульных конструкций на борту перспективных КА не будет кабелей и связанных с шиной распределительных коробок. Это позволит снизить массу КА почти в 10 раз, а занимаемый аппаратурой объем в 2 раза. Электронные модули на множестве микросхем будут монтироваться непосредственно на конструкции…

    Нетрадиционные ракетные двигатели и методы движения в пространстве

    Создание нетрадиционных ракетных двигателей базируется прежде всего на использовании нетрадиционных источников энергии. Некоторые авторы (А.Е. Акимов, А.Ф. Охарин, Г.И. Шипов и др.) рассматривают возможность реализации методов и средств движения в пространстве на основе пропагандируемых ими принципиально новых физических полей (торсионных, микролептонных, мэонных) и энергии физического вакуума. Экспериментальных результатов, позволяющих говорить о возможности создания требуемых методов…

    Состояние и перспективы развития комплексов и средств единого Государственного НАКУ КА

    В составе единого Государственного НАКУ будут эксплуатироваться как современные средства, так и большое количество морально и физически устаревшей техники. На рис. представлены обобщенные показатели по выработке ресурса средств НАКУ МО, который является ядром единого Государственного НАКУ. Из рис. следует, что более 70 % средств НАКУ МО находятся за пределами гарантийного ресурса (имеют 2 или 3-ю…

    Гражданские средства

    К категории так называемых гражданских КА относятся спутники, разрабатываемые и запускаемые по государственным программам, исключая КА военного назначения. К их числу могут быть отнесены исследовательские и экспериментальные КА, КА связи, КА землеобзора, включающие метеорологические КА и КА ДЗЗ. Зарубежными специалистами прогнозируется, что общее число гражданских КА, запускаемых в период 1998-2007 гг., составит более 200, т.е….

    Средства управления КА Франции

    Национальный центр космических исследований КНЕС (CNES) ведет как гражданские, так и военные космические программы (во взаимодействии с МО). Создана военная система спутниковой связи Sirakus (1988 г.) на основе КА Telecom. С 1995 г. запускаются разведывательные КА Helios, созданные на базе КА Spot. Ведется разработка КА Helios-2 с участием других европейских стран. Продолжается эксплуатация КА ДЗЗ…

    Обеспечение требуемого уровня надежности и безопасности Международной космической станции

    Впервые в истории ракетно-космической техники реализуется крупнейший международный проект — создание Международной космической станции. Ранее выполненные и реализуемые в настоящее время космические программы уступают проекту МКС по масштабу и объему задач, составу стран-участниц и организаций-соисполнителей, ответственности за решение вопросов надежности и безопасности в процессе создания и длительной эксплуатации МКС. Вопросам обеспечения надежности и безопасности уделялось…

    Перспективные космические материалы

    Решение всей совокупности сложных конструкционных, схемотехнических и технологических задач при разработке, создании и эксплуатации космических средств невозможно без широкого развития и внедрения результатов космического материаловедения. При разработке космических средств требуются новые материалы, которые должны выдерживать нагрузки космических полетов (высокие температура и давление, вибрационные нагрузки на этапе выведения, низкие температуры космического пространства, глубокий вакуум, радиационное воздействие,…

    Все права защищены ©2006-2022. Перепечатка материалов с сайта возможна только с указанием ссылки на сайт – Невероятно, но факт!.
    Email: hi@poznovatelno.ru. Карта сайта
     

    Невероятно, но факт!