Новини про «Ангара» на «Sea Launch» – чому важливо?

На цьому тижні новина про розгляд в російській космічній галузі ідеї використання ракетного транспорту Angara A-5 для заміни проекту Zenit-3SL на Sea Launch не дуже помітно. Вони відображають складний процес обговорення ідеї. Про це заявив, що ідея обговорювалася. Після цього була інформація про те, що генеральний конструктор «Ангара» оголосив недосвідченість цієї ідеї. Новини про остаточне рішення ще не з'явився, ми спробуємо розібратися в перевагах і недоліках цієї ідеї.

Проект «Sea Launch» розпочався за поточними стандартами протягом тривалого часу - у 1993 році. Ідея полягала в тому, щоб запустити автомобіль Zenit на офшорній платформі і запустити супутники на геостаціонарну орбіту від еквататора. Користь спостерігали:

• Почати від еквалатора дає максимальний вільний приріст лінійної швидкості. Земля обертається на кутовій швидкості 1 революції в день, але лінійна швидкість обертання мінімальна на стовпах і максимум на екваторі. Щодо 465 м/с додається безкоштовно до швидкості ракети, якщо старт проводиться на екваторі в напрямку східного.
• Зеро-широтність екватора не означає втрату, щоб змінити нахил орбіти. На старті з Землі початкова нахил орбіти дорівнює широтості космічного порту. Геостаціонарна орбіта вимагає нульового нахилу. Тому при запуску, наприклад, з мису Канверал, необхідно провести паливо для виправлення початкового нахилу 28,5 °. І при запуску з Байконур, необхідно виправити стільки, скільки 51.6 градусів початкової нахилу орбіти.
• Ракета Зеніта була розроблена в СРСР з акцентом на максимальній автоматизації підготовки до запуску та запуску. Тому не було великих технічних труднощів запускати його з морської платформи, яка в момент запуску не була єдиною особою.

У 1999 році запроваджено тестову вагову модель супутника з морського запуску, за 2006 рік кількість стартів зросла до 6 років. Після аварії 2007 року старти занурилися на рік, але в 2008 році було п'ять пусків. У 2009 році компанія оголосила банкрутство. Очевидно, що незважаючи на досить високу пускову активність, виникають проблеми в економічній частині проекту. В результаті, після всіх судових спорів, в 2010 р. Енергія Overseas Limited, дочірня компанія RSC Energia отримала 95% акцій Sea Launch. Після банкрутства пускова діяльність знизилася, максимальне досягнення було 3 супутники, запущені в 2012 році. А від нещасного випадку лютого 2013 р. припинили пуски більше року.

Реальний Zenit стартує транспортний засіб є гарною ракетою, але це смертельно нещастя. Розроблявся як новий ракетний ракетний пускач середнього класу і може замінити сімейство ракетних ракет Союз, в тому числі для керованих пусків, але СРСР згорнувся, і не можна говорити про фундаментальну модернізацію ракетного флоту в 90-х роках. Згортання радянської системи співробітництва призвело до того, що заводи, що виробляють одну ракету, були в різних країнах і стали залежними від політичних відносин між ними. Другий, Я страх, остаточний удар до цієї ракети був конфліктом між Росією та Україною. Незалежно від результатів запуску транспортного засобу, двигуни якого виробляються в Росії і танках України, не мають майбутнього. У короткостроковому терміні точно не буде вироблятися, а в довгостроковій перспективі технології і обладнання будуть заморожені і втрачені, в кращій, частково. І той факт, що підстава Sea Launch знаходиться в Каліфорнії, далі погіршує позицію проекту в умовах охолодження російсько-американських відносин.

Поєднання економічних і політичних проблем привели мене на очікування новин остаточного завершення проекту. Ось чому новина про можливу заміну ракети-носіїв для Ангари здавалося б, так важливо для мене – це, ймовірно, єдиний шанс оживити такий інженерно красивий проект як Sea Launch. Також тут є цікаве питання - Angara A-5 помітно важче і піднімаючи ракету, ніж Zenit. Скільки тонн можна внести на геостаціонарну орбіту?

Перед тим як почати розрахунки, потрібно коротко розповісти про те, які способи запуску на геостаціонарну орбіту. Головною особливістю геостаціонарної орбіти є гравітаційні пертурбації місяця. Супутник повинен мати власні двигуни і паливо для перебування на правій стоячій точці. Таким чином, крім прямого виходу, коли супутник виходить за допомогою пускового транспортного засобу (разом з використанням верхнього етапу) відразу на цільову орбіту, є так звані орбіти геотрансляції. У цьому випадку верхня стадія завершує свою роботу на високоеліптичному орбіті, а супутник отримує на свою точку стоячої геостаціонарної орбіти на власній.
р.

Далі, якщо відомі кінцеві параметри геостаціонарної орбіти (apogee 35786 км, perigee 35786 км, нахил 0°), то ініціальна нахил всіх астрономів. Тому параметри геотрансферної орбіти були різними для різних країн. Детальніше можна ознайомитися тут, а коротко геотрансляційні орбіти діляться на:

• Кондиціонер "Американка" (185x35786 км, 27°) з дельта-В для переходу на GEO 1804 м / с і аналогічні китайські і японські
• Кондиціонер "Європейський" (200х35786 км, 7°) з дельта-В для переходу до GEO 1500 м/с.

У СРСР використовується прямий введення в геостаціонарну орбіту за допомогою верхньої стадії. Введення Росії на ринок комерційного супутникового запуску надавало можливість адаптуватися до існуючих стандартів. Геотрансферна орбіта «Baikonur» (200x35786 км, 51.6 °) вимагає прискорення на 2430 м / с для виходу супутника до ГЕО, що вимагатиме модифікації існуючих супутникових платформ і дозволить зменшити конкурентоспроможність. Таким чином, наші верхні етапи кладуть супутники на спеціальну орбіту переходу, параметри яких дуже відрізняються від «нормальних». GPO, але delta-V вимагає "американського" або "Європейського":


У разі виходу супутника з морського запуску геотрансферна орбіта 200×25786 км, 0° вимагає 1477 м / с, щоб бути привезені до ГЕО.

За цим методом імпульс до виходу з орбіти 200х200 км, 0° на GPO 200х35786 км, 0° є 2454 м/сй Для отримання більш детальної інформації про GPO 1477 м/с, і сумарний дельта-В для виходу відразу на GSO буде 3931 м/сй У випадку Ангари, Breeze-M або KVTK в даний час розробляється може використовуватися як верхній стадії. Відомі маси порожньих і повних блоків і специфічні імпульси двигунів, тому ми можемо розрахувати навантаження відповідно до формули Циолковського:


де:

• V є кінцевою швидкістю (в цьому випадку delta-V)
• I = специфічний імпульс (в м/с)
• M1 - початкова маса
• M2 - фінальна маса

При перетворенні ми отримуємо:


M1 відомий нам - Angara A-5 кладе 24,5 тонн на низькотемпературну орбіту Землі. Це припущення для простоти обчислень - в реальності використовується вихід на відкритий орбіту з верхньою стадією. Також не забудьте відняти масу пустого верхнього етапу з М2.
В результаті розрахунку ми отримуємо:
р.

Висновок є очевидним - Ангара з морського запуску зможе виводити один і половину разів більше, ніж Zenit, а з перспективним киснем-гідрогенним блоком KVTK і в два рази більше.

При цьому не думаю, що не існує аргументів для закриття морського запуску. Якщо ви зробите список плюсів і мінусів, це буде щось схоже на це:
Прив'язки для адаптації Ангари до Sea Launch:

1. Заміна пускового транспортного засобу дозволить продовжити проект.
2. Агара зможе запустити два-три рази більше супутників на запуск, ніж Zenit, збільшуючи дохід від комерційних стартів.
3. Чим більше серії пускових транспортних засобів, тим дешевше він обійдеться. Крім того, додаткові замовлення є додатковими роботами в хай-тек промисловості.
4. Більшість пускових комплексів Angara має, чим більша гнучкість завдань і чим вище ймовірність її подальшої тривалої і щасливої роботи.
5. Основу комплексу можна теоретично перенести з Каліфорнії, наприклад, до Бразилії. У цьому випадку комерційні запуски можуть поєднуватися з Бразилиєю у своїй космічній програмі. Для довідки – Бразилія надзвичайно недбала з космічною програмою – у 2003 році, у них було вибух розробленої ракети на стартовому майданчику, люди загинули. І після відмови від ідеї створення ракети незалежно, Бразилія вирішила співпрацювати з Україною та запустити пусковий автомобіль з космосу в Алкантарі. Перший запуск був запланований на 2013 рік, але не було новин про прогрес.

Урочисте закриття морського запуску:

1. Стопування проекту означає припинення його вартості. «Кінь мертвий, знизився.»
2. Адаптація нової ракети в ракетний комплекс вже побудована для іншої ракети – це багато грошей і багато часу. Не існує чинників, які категорично забороняють можливості такої дії, але є великі витрати виправдані?
3. Вартість запуску серійної Ангари ще не відома. Якщо ракета буде коштувати в три рази більше, ніж Zenit, то навіть з виходом двох супутників, проект не складе економічне почуття.

На жаль, значення цих аргументів залишається на даних, які ми не маємо. Отже, ми, звичайні сторонні глядачі, залишені, щоб слідувати новинам - що буде з'явитися на Sea Launch в кінці?

Джерело: geektimes.ru/post/244432/