На прошлой неделе в США завершилась проверка и защита рабочего проекта сверхтяжелой ракеты-носителя SLS (Space Launch System). На этом этапе, который занял около 2,5 месяцев, разработчики и специалисты подтвердили корректность и эффективность всех проектных решений. Производство основных блоков ракеты для первого пуска, который запланирован на ноябрь 2018 года, уже началось. Таким образом, разработка SLS уже преодолела тот рубеж, до которого пять лет назад не дошел проект предыдущей американской сверхтяжелой ракеты «Арес V».
Решение о разработке SLS было принято в 2011 году. Процесс разбит на три стадии, соответствующие степени модернизации носителя. На первом этапе будет создана ракета SLS «Блок 1». Она получит базовую первую ступень диаметром 8,4 м, оснащенную четырьмя кислородно-водородными двигателями RS-25. Для первых пусков предполагается использовать двигатели, снятые с космических шаттлов. В дальнейшем компании Aerojet Rocketdyne предстоит восстановить их производство. В качестве второй ступени SLS «Блок 1» будет использована модифицированная версия верхней ступени ракеты «Дельта IV», получившая название ICPS – временная криогенная ступень. Тягу на старте будут обеспечивать два твердотопливных ускорителя, которые отличаются от ускорителей шаттлов только дополнительным топливным блоком. SLS «Блок 1» сможет поднимать до 70 т на низкую орбиту Земли. Согласно текущим планам НАСА, которые, однако, пока не утверждены, ракета этой модификации совершит всего 1-2 полета.
В первой половине 2020-х годов начнется эксплуатация ракеты SLS «Блок 1Б». Для нее будет разработана новая вторая ступень EUS (исследовательская верхняя ступень). Благодаря ей грузоподъемность носителя повысится до 105 т. SLS «Блок 1Б» станет основным носителем американской программы полетов в дальний космос в следующем десятилетии.
На завершающей стадии развития проекта SLS будет проведена модернизация твердотопливных ускорителей. После этого ракета, известная как SLS «Блок 2», сможет выводить до 130 т на низкую орбиту Земли. В таком виде ее планируется применять для запуска марсианских экспедиций в 2030-х и 2040-х годах. Важно отметить, что в более ранних планах на третьем этапе предполагалось оснастить ракету совершенно новой верхней ступенью EDS (Earth Departure Stage, Ступень для отлета от Земли). Однако теперь разработчики сочли, что разработанная еще на втором этапе EUS сможет обеспечить необходимую грузоподъемность. Кроме того, SLS «Блок 2» получит надкалиберный головной обтекатель диаметром не менее 10 м.
Проверка и защита проекта SLS заняли 11 недель. Специалисты убедились, что проект соответствует всем требованиям, предъявляемым к технике, предназначенной для запусков пилотируемых кораблей. Были утверждена техническая документация на производство и начаты испытания тестовых образцов различных систем. Недавно НАСА объявило о завершении испытаний тестового изделия верхней ступени и начале производства летного изделия. Постройка ICPS должна завершиться в июле 2016 г. Разработка первой ступени находится на стадии подготовки к созданию испытательного образца, который должен будет подтвердить надежность новой технологии сварки. Начало работ запланировано на начало декабря 2015 г., окончание – на вторую половину месяца.
Как ни странно, главным предметом обсуждения на прошлой неделе стал «ржавый» цвет первой ступени ракеты. Дело в том, что в прошлые годы художники НАСА предпочитали изображать ее белой. В то же время, во внутренней документации агентства ракета уже долгое время изображалась бурой. Как ни странно, отказ от покраски позволяет увеличивать грузоподъемность ракеты на несколько сотен килограммов. Это одна из причин, по которым разработчики в самом начале программы эксплуатации космических шаттлов приняли решение не покрывать белой краской топливные баки челноков. Особых причин скрывать истинный цвет носителя от общественности у НАСА не было. Есть мнение, что это делалось во избежание лишних ассоциаций с отмененным «Аресом V». Между ракетами действительно есть много общего. Оба строились на большой кислородно-водородной первая ступени (10 м в предыдущем проекте, 8,4 у SLS) и ускорителях от шаттлов. Повышенная грузоподъемность «Ареса» (160-180 т) достигалась за счет использования шести двигателей RS-25, которые на поздних годах развития проекта, к тому же, решили заменить на более мощные двигатели RS-68.
Главная претензия к SLS – это ее стоимость. Программа до 2025 года, включая пуски ракет, разработку и эксплуатацию космических кораблей «Орион», обойдется НАСА приблизительно в 35 млрд долларов. Стоимость одного пуска SLS составит не менее 500-700 млн при регулярных полетах 1-2 раза в год и существенно выше – за счет расходов на содержание инфраструктуры – при полетах раз в два года.
Старт SLS Block 1 (источник иллюстрации: NASA)
К сожалению, первый старт тяжелой ракеты-носителя Space Launch System (SLS), который был на ноябрь 2018 года (а до этого - на конец 2017), будет перенесен на 2019 год. Пока что команда проекта говорит о возможном запуске ракеты на начало 2019 года, но все может измениться и носитель полетит еще позже.
Перенос старта на более поздний срок - уже решенный вопрос, подтвержденный как научной группой проекта, так и администраторами из Счётной Палаты США. «Мы согласны со Счетной Палатой в плане того, что поддержка плана старта ракеты в 2018 году не та задача, которая должна быть выполнена любой ценой, поэтому сейчас мы в процессе выбора новой даты для 2019 года», - заявил глава NASA по пилотируемым программам Уильям Герстенмейер.
Решение было принято с оглядкой на проблемы различного характера с самой ракетой, аппаратом Orion и стартовой площадкой. По словам Герстенмейера, запуск переносится для того, чтобы у агентства было время исправить все текущие проблемы, которых накопилось немало.
Кстати, изначально НАСА планировала проведение первого полета ракеты, получившего название Exploration Mission-1 (EM-1), в автоматическом режиме. Несколько позже специалисты начали рассматривать возможность осуществления запуска с командой на борту. Об этом НАСА попросил Белый дом.
«Мы признаем, что риск будет повышенным», - говорит Уильям Герстенмейер. - «Мы принимаем этот риск, и хотим сопоставить его с возможными преимуществами».
В связи с планированием первого полета с командой на борту НАСА необходимо провести ряд дополнительных работ. Например, нужно в быстром темпе доработать верхнюю ступень ракеты для пилотируемого полета и добавить систему жизнеобеспечения для астронавтов. Кроме того, необходимо добавить и многие элементы системы жизнеобеспечения в капсулу Orion. «Нам придется разобрать то, что уже сделано и модифицировать систему для добавления системы жизнеобеспечения, которая нужна для полета», - говорит Джейсон Крузан (Jason Crusan) руководитель одного из подразделений НАСА.
Кроме того, 7 февраля в районе сборки ракеты прошел торнадо, который повредил некоторые конструкции самой площадки и ракеты. Ничего особо критичного не произошло, но на ремонт и новую проверку готовности систем требуется время, а также деньги. С деньгами здесь все сложно, поскольку, по мнению агентства, может понадобиться вплоть до полутора миллиардов долларов США.
Проанализировав все эти проблемы, Счетная Палата США совместно с администрацией НАСА пришли к выводу, что к 2018 году команда проекта не управится, так что первый старт придется перенести. Точная новая дата не определена, о чем говорилось выше, но уже ясно, что это будет не 2018 год.
NASA ведет работу над крупнейшей ракетой-носителем в истории Space Launch System. Она преназначена для пилотируемых экспедиций за пределы околоземной орбиты и выведения прочих грузов, разрабатываемая NASA вместо РН «Арес-5», отменённой вместе с программой «Созвездие». Первый пробный полет ракеты-носителя SLS-1/EM-1 намечен на конец 2018 года.
НАСА давно ведет работы над вдохновляющими проектами межпланетных перелетов, но сравниться по масштабу с разработками Space Launch System не сможет ни один из них. Новая ракета станет крупнейшей в истории. Она будет насчитывать 117 метров в высоту, что больше самой большой ракеты в истории Saturn 5, той самой, которая доставила модуль с Нилом Армстронгом и Баззом Олдрином на Луну.
Планируется, что по массе грузов, выводимых на околоземные орбиты, SLS ко времени своего первого старта станет самой мощной действующей ракетой-носителем в истории.
Предполагается, что первая ступень ракеты будет оснащаться твердотопливными ускорителями и водородно-кислородными двигателями RS-25D/E от шаттлов, а вторая — двигателями J-2X, разработанными для проекта «Созвездие». Также ведутся работы со старыми кислород-керосиновыми двигателями F-1 от Сатурн-5. Планируется, что по массе грузов, выводимых на околоземные орбиты, SLS станет самой мощной действующей ракетой-носителем в истории ко времени своего первого старта, а также четвертой в мире и второй в США ракетой-носителем сверхтяжёлого класса — после «Сатурн-5», которая использовалась в программе «Аполлон» для запуска кораблей к Луне и советских Н-1 и Энергия. Ракета будет выводить в космос пилотируемый корабль MPCV, который проектируется на основе корабля «Орион» из закрытой программы «Созвездие».
Сверхтяжелая ракета носитель — прежде всего пропуск для человечества на далекие планеты. Так было с Сатурном-5 и полетом на Луну, и так будет и с Space Launch System. Разработчики NASA не делают секрета из того, что ракета станет ключевым звеном в подготовке к отправке человека на Марс и это может произойти уже в 2021 году.
Как бы оптимистично это ни звучало, для НАСА будет большим прогрессом просто оторваться от Земли. В 2011 году была свернута последняя программа по запуску американских космонавтов в космос. Доставка на МКС осуществляется на борту российских СОЮЗов. Масла в огонь подливают частные космические программы, вроде SpaceX, которые совсем скоро будут готовы самостоятельно отправлять астронавтов на орбиту.
На сегодняшний день прогресс работ над Space Launch System идет по намеченному графику. НАСА тестирует компоненты первоначальной конструкции ракеты-носителя. Целиком разработки планируется завершить к 2017 году. Space Launch System является результатом совместного сотрудничества NASA, Boeing, и Lockheed-Martin. Boeing занимается разработкой авионики систем ракеты на сумму $ 2,8 млрд, в то время как Lockheed-Martin отвечает за строительство пилотируемой капсулы Orion, которая будет установлена на ракете. В конечном счете НАСА собирается потратить около 6,8 миллиардов долларов на Space Launch System с 2014 по 2018 года.
на интересный выпуск Вестника НПО им Лавочкина от февраля 2014 года. В самом его конце очень понравилась статья коллектива авторов (А.Ю.Данилюка, В.Ю.Клюшникова, И.И. Кузнецова и А.С.Осадченко ) об истории развития сверхтяжелых ракето-носителей. Сверхтяжелыми ракетами-носителями обычно называют такие носители, которые способны вывести на околоземную орбиту, как минимум 100 тонн полезной нагрузки. Конечно, обычно такие мощные ракеты создают для пилотируемых полетов к Луне или Марсу , но и конечно, очевидна важность их создания для запусков зондов во внешние области Солнечной Системы или для вывода очень тяжелых космических обсерваторий . Поэтому в этой заметке, я решил резюмировать текущее состояние в этой области в разных странах мира.В настоящее время не проводятся запуски таких ракет. С некоторой натяжкой, последним запуском такого носителя можно назвать 8 июля 2011 года , когда был совершен последний запуск по программе Спейс Шаттл . С некоторой натяжкой, потому что в таких полетах, орбитальный челнок фактически выполняет роль последней ступени ракеты-носителя и масса выводимой полезной нагрузки на околоземную орбиту при этом ограничена всего 20-30 тоннами. В связи с этим можно сказать, что последний запуск такого типа носителей был фактически производен 15 мая 1987 года , когда с помощью советского ракеты-носителя Энергия , была произведена неудачная попытка вывода на орбиту макета боевой лазерной станции , общим весом 80 тонн.
3 D- модель ракета-носителя Энергия с пристыкованной станцией Полюс или . .
В США же последний подобный запуск был произведен 41 год назад — 14 мая 1973 года . Тогда в последнем запуске Сатурна-5 была запущена орбитальная станция Скайлэб , массой в 77 тонн. Тот запуск тоже был фактически частично неудачным — при запуске станция потеряла теплоизолирующий экран и одну из двух солнечных батарей. После того запуска, космические державы перешли к модульному созданию орбитальных станций. С другой стороны, в настоящее время, целых три страны разрабатывают сверхтяжелые ракеты-носители — Россия , США и Китай .
В России такой проект связан с планами пилотируемых полетов к Луне и Марсу . Для Луны планируется создать до 2030 года носитель, выводящий на околоземную орбиту до 80-90 тонн. Для Марса планируется создать, уже после 2030 года, носитель выводящий на околоземную орбиту до 160-190 тонн. В уже упомянутом Вестнике НПО им Лавочкина приводится несколько вариантов таких носителей. К примеру таких:
Для запусков подобных носителей планируется использовать новый космодром Восточный . Первый запуск с этого космодрома (носителя Союз-2 ) должен произойти в конце 2015 года. С другой стороны, выбор Восточного означает, что всю космическую инфраструктуру под сверхтяжелые носители, там придется создавать с нуля. Это достаточно обидно, учитывая, что на Байконуре в советские годы был создан огромный задел по прошлым подобным носителям, таким как Н1 и Энергия-Буран . Недавно я видел сообщение , что бывший огромный ангар на Байконуре , где готовили к запуску Н1 и Энергию, по прежнему в том же состояние, в котором он был в 2002 году, после обрушения кровли.
Планируемые траектории выведения с космодрома Восточный . .
Теперь перейдем к США . В настоящее время там разрабатывается фактически два разных сверхтяжелых носителя: государственный от NASA и частный от SpaceX . В первом случае носитель появился, как замена программы Спейс Шаттл . Сначала он назывался Арес-5 и разрабатывался для программы Созвездие с целью пилотируемых полетов на Луну . В 2010 году произошел фактически отказ от лунных планов, хотя от разработки сверхтяжелого носителя NASA не отказалось. Проект носителя был существенно изменен и получил название SLS (Space Lauch System ) . Теперь уже предлагается его использовать не для пилотируемых полетов к Луне , а для пилотируемых полетов к астероидами или Марсу . Первый запуск этого носителя ожидается в 2017 году. Существует в разработке два варианта SLS : пилотируемый и грузовой. Первый выводит до 70 тонн на орбиту, второй до 130 тонн.
Крайний справа это грузовой вариант SLS . Слева от него пилотируемый вариант SLS. .
SLS очень широко использует и инфраструктуру, и технологии оставшиеся после программы Спейс Шаттл . К примеру, для сборки будет использоваться тоже здание вертикальной сборки и те же пусковые площадки на мысе Канаверел , что применялись для программы Сатурн-5 и Спейс Шаттл . Ожидается, что первый запуск SLS будет произведен к 2017-2018 году.
Здание вертикальной сборки на мысе Канаверел , в которое с начала этого года перестали пускать туристов, по причине начала подготовки его использования для программы SLS . .
Другим планируемым американским супертяжем является носитель Falcon Heavy от частной компании SpaceX . Его возможности будут скромнее, чем у SLS — только 53 тонны на околоземную и 5 метровый головной обтекатель, в тоже время, он планируется в значительной мере многоразовым. Для запусков на первых порах решено использовать стартовую площадку SLC-4E на космодроме Ванденберг в Калифорнии . Эту площадку до 2005 года использовали военные с целью запусков секретных спутников на полярные орбиты. Ожидается, первый запуск Falcon Heavy случится уже в этом году, но учитывая хронические переносы SpaceX , вероятнее всего его стоит ждать в 2015 году. С другой стороны, скорее всего Falcon Heavy в ближайшие годы станет самым мощным ракета-носителем из существующих, в связи с тем, что реализация всех остальных супертяжей проходит на значительно более ранних этапах развития. И конечно, собственный частный капитал миллиардера Элона Маска позволяет SpaceX меньше зависеть от политических капризов, которые являются бичом государственных космических агентств. Если запуски пройдут успешно, то в будущем NASA обещает разрешить использовать Falcon Heavy для запусков стартовый комплекс на мысе Канаверел под номером 39 , на пару с SLS . В более далекой перспективе у SpaceX существует проект носителя Falcon XX , грузоподъемностью до 130 тонн.
Различные ракеты-носители SpaceX в сравнение с Сатурн-5 . .
И наконец перейдем к Китаю . Как выяснилось в прошлые годы, там тоже разрабатывают сверхтяжелый носитель под названием Великий поход-9 , скорее всего для пилотируемого полета к Луне . Его грузоподъемность оценивается в 130 тонн. Очевидно, что его запуски будут производиться с нового космодрома Вэньчан на острове Хайнань . Прошлые китайские космодромы имели большие проблемы с зонами падения отработанных ступеней в густонаселенных районах. При каждом запуске часто происходят эвакуации многих тысяч местных жителей. Сооружение стартовых комплексов на новом космодроме ведется с 2007 года, первые запуски с него в космос ожидаются в ближайшее время (это будет новая ракета Великий поход-5, которая немного мощнее нашего Протона ).
Будущие китайские ракеты-носители. .
Загрузка...
