ГЛАВА 7. Многоразовые транспортные системы

Середина 1990-х годов также была отмечена появлением множества проектов МТКС, подготовленных небольшими частновладельческими фирмами. Несмотря на высокую стоимость, технический риск, серьезные финансовые и юридические проблемы, связанные с разработкой и эксплуатацией подобных аппаратов, эти компании вели активные работы по созданию многоразовых транспортных систем легкого класса.

В первую очередь такие МТКС были ориентированы на развертывание и восполнение низкоорбитальных систем спутниковой связи. Однако произошедшие в 1999—2000 гг. банкротства многих компаний, занимавшихся эксплуатацией подобных систем, поставили под сомнение перспективный рост потребностей в запусках малых сцутников. В результате многие инвестиционные организации и банки резко сократили объемы капиталовложений в программы создания коммерческих МТКС.

В настоящее время практически все изыскания в данном направлении, финансировавшиеся из ч ... Читать дальше »

Ракеты компании «SpaceX»

Основные ошибки Э. Била — независимость от правительственных структур и максимализм (если строить, то сразу тяжелые ракеты) — были в полной мере учтены другим милли-онером-энтузиастом — Элоном Маском, основавшим летом 2002 г. компанию «Space Exploration Technologies» («SpaceX»). Первой задачей фирмы, базирующейся в Эль-Сегундо (шт. Калифорния), стала разработка ракеты-носителя «Falcon-1» («Сокол»), рассчитанной на выведение на низкую орбиту спутников массой до 453 кг с затратами 6 млн долл.

Технические характеристики новой ТКС, которая должна стать базовой моделью целого семейства, были, без сомнения, предопределены потребностями военных организаций. И это позволило молодой фирме сразу же получить два контракта: один на проектные исследования по ракетам оперативного запуска ORS, а другой на запуск в 2005 г. легкого спутника TacSat-1, изготовленного Исследовательской лабораторией ВМС NRL (Naval Research Laboratory).

Низкие затраты на ... Читать дальше »

Ракеты компании «ВEAL AEROSPACE»

Заказчиком большинства описанных выше ракет являлись правительственные организации, и именно это обстоятельство способствовало успешной их разработке и относительно стабильной эксплуатации. Лишь немногие из них были созданы под коммерческие проекты, еще меньшее их число нашло спрос на рынке пусковых услуг.

Оценки в доходности коммерческих спутниковых систем различного назначения в прошедшие годы совершенно не оправдались. Аналитические и консультационные фирмы всегда дают весьма обоснованные прогнозы, а потом столь же убедительно объясняют, почему они не подтвердились. Но компаниям, сделавшим ставку на коммерческий бум середины 1990-х, от этого не легче. Резкое снижение спроса на запуски, технические сложности, острая конкуренция со стороны крупных корпораций, тесно связанных с правительственными структурами, — вот основные причины неудач многих компаний, приступивших во второй половине 1990-х к созданию собственных средств выведени ... Читать дальше »

Ракета «Минотавр»

Проектные изыскания по повышению энергетических характеристик ракет «Таурус» окончились безрезультатно. Тем не менее в 1997 г. корпорация OSC получила от ВВС контракт на разработку новой ТКС.

Оценив потребности своих научно-исследовательских организаций, военное ведомство сочло целесообразным заказать промышленности семейство РН, предназначенных для выведения на низкие орбиты малых спутников в широком диапазоне масс. В целях снижения затрат новые модели было решено создавать на базе снятых с вооружения МБР «Минитмен-2». Ответственность за реализацию программы, названной OSP (Orbital Suborbital Program — «Программа орбитальных и суборбитальных полетов»), была возложена на Центр космических и ракетных систем SMSC, производящий закупки РН в интересах всех видов вооруженных сил.

На основе изучения представленных промышленными компаниями предложений по конверсии ударного комплекса наилучшим был признан проект компании OSC. Для основной модели се ... Читать дальше »

Ракета «Таурус»

Еще на этапе разработки ракеты «Пегас» корпорация OSC приступила к изучению возможностей ее модернизации. В качестве одного из вариантов, отличавшегося незначительными капиталовложениями, рассматривался аналог ракеты наземного старта. Основными отличиями данной модели, названной «Лебедь», было отсутствие крыла на первой ступени и вдвое меньшая грузоподъемность.

Позднее был предложен проект более мощной ракеты «Пе-гас-XLS» со стартовой массой 38,6 т. Помимо новых РДТТ эта система должна была комплектоваться крылом размахом 7,9 м; но ее запуски также предполагалось осуществлять с самолета «Тристар».

Однако дальнейшее развитие проекта «Пегас» пошло по пути, предложенному первым заказчиком РН — Управлением DARPA. Значимость, которая придавалась выполняемой этим ведомством программе «Lightsat», была такова, что практически одновременно с заказом на разработку ракеты «Пегас» Управление объявило конкурс на создание еще одной ТКС грузоподъемностью 45 ... Читать дальше »

Ракета «Пегас» (Часть 3)

И, в-третьих, более тяжелая ракета потребовала нового са-молета-носителя. Для транспортировки модели «Пегас-XL» было предложено переоборудовать пассажирский авиалайнер, который бы позволил подвешивать ракету под фюзеляжем во избежание проблем с балансировкой.

Выбор самолета «Тристар» L-1011—100 фирмы «Lockheed» был предопределен конструктивными и экономическими соображениями. В отличие от альтернативных вариантов, например «Боинга-747» или DC-10, для монтажа на нем системы подвески ракеты не требовалось нарушать целостность нижних силовых балок или обшивки герметичных отсеков.

Некоторым недостатком самолета является низкий клиренс, весьма усложнивший монтаж ракеты. Поэтому теперь при подвеске самолет приподнимается домкратами на высоту, допускающую подъезд трейлера, но и в этом случае с РН приходится демонтировать киль.

Пассажирский авиалайнер «Тристар» со взлетной массой 211т рассчитан на перелеты дальностью до 6400 км с крей ... Читать дальше »

Справочные данные. Ракета-носитель «Пегас-XL»

Разработчик— «Orbital Sciences».

Начало эксплуатации — 1994 г. (базовой модели — 1990 г.).

Стоимость запуска — 20 млн долл.

Энергетические характеристики — 279 кг (полярная орбита высотой 463 км), 382 кг (экваториальная орбита высотой — 463 км).

Стартовая масса — 22,6 т.

Длина — 16,8 м.

Диаметр— 1,27 м.

Размах крыла — 6,7 м.

Первая ступень

Двигатель— «OpnoH-50SXL».

Длина — 10,76 м.

Диаметр — 1,27 м.

Стартовая масса— 17,16 т.

Масса топлива — 15, 1 т.

Тяга средняя в вакууме — 63,3 т.

Время работы — 64,3 с.

Вторая ступень

Двигатель— «OpnoH-50XL».

Длина — 4,3 м.

Диаметр— 1,27 м.

Стартовая масса — 4,3 т.

Масса топлива — 3,9 т.

Тяга в вакууме — 16,3 т (средняя), 20 т (максимальная).

Время работы — 70 с.

Третья ступень

Двигатель — «Орион-38».

Длина — ... Читать дальше »

Ракета «Пегас» (Часть 2)

Определенные сложности при создании ракеты «Пегас» возникли с оценкой ее аэродинамических характеристик. В этом значительную помощь компании OSC оказал Центр Эймса, выполнивший компьютерное моделирование условий полета изделия. Ракета «Пегас» стала первой ТКС, схема которой была определена только численными методами без продувок в аэродинамических трубах. При этом в ходе работ был проведен анализ данных по аэродинамике ракетоплана Х-15, с которым у ракеты «Пегас» много общего.

Заинтересованность NASA в таких исследованиях объяснялась необычной траекторией выведения, при которой скорость полета с аэродинамическим качеством (в конце работы первой ступени) достигала М=8. Данные об условиях гиперзвукового обтекания крылатой РН предполагалось использовать при создании трансатмосферного аппарата Х-30. Кроме того, благодаря пологой траектории разгона ракету «Пегас» планировалось использовать для запусков экспериментальных моделей по программе ... Читать дальше »

Ракета «Пегас»

Запуск ракеты с борта самолета предоставляет как энергетические, так и эксплуатационные преимущества перед ТКС наземного базирования. К первым следует отнести следующие:

— увеличение грузоподъемности за счет использования кинетической и потенциальной энергии самолета-носителя;

— снижение аэродинамических нагрузок из-за меньшей плотности атмосферы на высоте сброса и, как следствие, уменьшение массы конструкции ракеты;

— повышение эффективности маршевого двигателя первой ступени за счет улучшения его высотных характеристик и другие.

Мобильность и относительная простота эксплуатации такой авиационно-космической системы позволяют оперативно и достаточно скрытно производить запуски спутников, причем практически без ограничений по азимутам трасс, по погодным условиям и т.п.

Подобные возможности не могли ни привлечь внимания военных. Еще в конце 1950-х годов ВМС предпринимают несколько безуспешных попыток запусков многоступенчато ... Читать дальше »

Ракеты компании «ORBITAL SCIENCES»

Корпорация «Orbital Sciences» (Даллес, шт. Виргиния) была организована в 1982 г. бывшим сотрудником NASA Дэвидом Томпсоном (1954 г.р.), принимавшим участие в создании маршевых двигателей МТКС «Спейс Шаттл». Окончив под влиянием коммерческих веяний Гарвардскую школу бизнеса, он с двумя однокурсниками-энтузиастами учреждает собственную фирму с начальным капиталом 300 тыс. долл.

Основной задачей новой компании стала разработка и маркетинг верхних ступеней для орбитального корабля МТКС. Составленный ими план работ привлек внимание крупных техасских нефтепромышленников, и вскоре фирма получила кредит в размере 2 млн долл.

Однако начало коммерческой деятельности корпорации «Orbital Sciences Corp.» (OSC) оказалось нелегким. Из нескольких подготовленных проектов NASA заинтересовал лишь твердотопливный разгонный блок «Transfer Orbit Stage» (TOS), по своей грузоподъемности (около 3 т на переходной орбите) занявший промежуточное полож ... Читать дальше »