Новости об «Ангаре» на «Морском старте» — почему это важно? Страница 1 из 3






На этой неделе не очень замеченными прошли новости о рассмотрении в российской космической отрасли идеи использовать ракету-носитель «Ангара А-5» для замены «Зенита-3SL» на проекте «Морской старт». Они отражали непростой процесс обсуждения идеи. Первыми прошлисообщения о том, что эта идея обсуждается. Затем появилась информация, что генеральный конструктор «Ангары» заявил о нецелесообразности этой идеи. Новостей об итоговом решении пока не появилось, попробуем разобраться сами в достоинствах и недостатках этой идеи.

Предыстория

Проект «Морской старт» начался по нынешним меркам уже давно — в 1993 году. Идея состояла в том, чтобы поставить ракету-носитель «Зенит» на морскую платформу и запускать спутники на геостационарную орбиту с экватора. Выгода была заманчива:
  • Старт с экватора дает максимальное бесплатное приращение линейной скорости. Земля вращается с угловой скоростью 1 оборот в сутки, но линейная скорость вращения минимальна на полюсах и максимальна на экваторе. Целых 465 м/с бесплатно добавляется к скорости ракеты, если запуск производится на экваторе в направлении на восток.
  • Нулевая широта экватора означает отсутствие потерь на изменение наклонения орбиты. При старте с Земли начальное наклонение орбиты равно широте космодрома. А для геостационарной орбиты нужно нулевое наклонение. Поэтому при старте, например, с мыса Канаверал, надо тратить топливо на исправление начального наклонения в 28,5°. А при запуске с Байконура приходится исправлять целых 51,6° начального наклонения орбиты.
  • Ракета-носитель «Зенит» была разработана в СССР с упором на максимальную автоматизацию процессов подготовки к пуску и самого пуска. Поэтому не просматривалось больших технических сложностей в том, чтобы запускать её с морской платформы, на которой к моменту старта не оставалось ни одного человека.
В 1999 году с «Морского старта» был запущен тестовый габаритно-весовой макет спутника, к 2006 году количество пусков выросло до 6 в год. После аварии 2007 года запуски были остановлены на год, но в 2008 году состоялось пять запусков. В 2009 году компания объявила о своём банкротстве. Очевидно, несмотря на достаточно высокую пусковую активность, в экономической части проекта были какие-то проблемы. В результате, после всех судебных разбирательств, в 2010 году компания Energia Overseas Limited, являющаяся дочерней компанией РКК «Энергия», получила 95% акций «Морского старта». После банкротства пусковая активность снизилась, максимальным достижением стали 3 спутника, запущенные в 2012 году. А авария февраля 2013 года остановила пуски больше чем на год.

Настоящее

Ракета-носитель «Зенит» — хорошая ракета, но ей фатально не везёт. Она разрабатывалась как новая РН среднего класса и могла бы заменить семейство ракет-носителей «Союз», в том числе и для пилотируемых пусков, но развалился СССР, и о фундаментальной модернизации ракетного парка в 90-е годы не могло быть никаких разговоров. Развал системы советской кооперации привёл к тому, что заводы, делающие одну ракету, оказались в разных странах и стали зависеть от политических отношений между ними. Второй, боюсь, окончательный удар этой ракете нанес конфликт между Россией и Украиной. Вне зависимости от его результатов, ракета-носитель, двигатели которой производятся в России, а баки — на Украине, будущего не имеет. В краткосрочной перспективе она производиться точно не будет, а в долгосрочной — технологии и оснастка будут заморожены и утрачены, в лучшем случае, частично. А тот факт, что база «Морского старта» находится в Калифорнии, ещё ухудшает положение проекта в условиях охлаждения российско-американских отношений.

Сочетание экономических и политических проблем привело к тому, что я ожидал новостей об окончательном закрытии проекта. Именно поэтому новости про возможную замену ракеты-носителя на «Ангару» показались мне такими важными — это, наверное, единственный шанс на возрождение такого инженерно красивого проекта как «Морской старт». Также здесь возникает интересный вопрос — «Ангара А-5» заметно более тяжелая и грузоподъемная ракета, чем «Зенит». Попробуем посчитать, сколько тонн она сможет вывести на геостационарную орбиту?

Такая разная ГПО

Перед тем, как начать расчеты, необходимо кратко рассказать о том, какие бывают способы выведения на геостационарную орбиту. Главная особенность геостационарной орбиты состоит в гравитационных возмущениях Луны. Спутник должен иметь свои собственные двигатели и запас топлива, чтобы оставаться в нужной точке стояния. Поэтому, кроме прямого выведения, когда спутник выводится ракетой-носителем (иногда с помощью разгонного блока) сразу на целевую орбиту, существуют так называемые геопереходные орбиты. В этом случае разгонный блок завершает свою работу на высокоэллиптической орбите, а спутник добирается до своей точки стояния на геостационарной орбите самостоятельно.




Далее, если конечные параметры геостационарной орбиты известны (апогей 35786 км, перигей 35786 км, наклонение 0°), то начальное наклонение у всех космодромов разное. Поэтому и параметры геопереходной орбиты сложились разные для разных стран. Более подробно можно почитать тут, а кратко геопереходные орбиты делятся на:
  • Условная «американская» (185х35786 км, 27°) с delta-V для перехода на ГСО 1804 м/с и похожие на неё китайская и японская
  • Условная «европейская» (200х35786 км, 7°) с delta-V для перехода на ГСО 1500 м/с.
В СССР использовалось прямое выведение на геостационарную орбиту разгонным блоком. Выход России на рынок коммерческих спутниковых запусков означал необходимость адаптации к уже сложившимся стандартам. «Байконурская» геопереходная орбита (200х35786 км, 51,6°) требует разгона на 2430 м/с для вывода спутника на ГСО, что требовало бы модификации существующих спутниковых платформ и снижало бы конкурентоспособность. Поэтому наши разгонные блоки выводят спутники на специальную переходную орбиту, параметры которой сильно отличаются от «обычных» ГПО, но delta-V требуется «американская» или «европейская»:

  • 1032
  • 18/01/2015


Поделись



Подпишись



Смотрите также