Полку ракет воздушного старта прибыло

    17 января, после аварии в мае и восьмимесячного перерыва на устранение проблемы, стартовала ракета-носитель воздушного старта LauncherOne от компании Virgin Orbit. Десять кубсатов образовательной программы NASA ELaNa успешно выведены на орбиту, а в мире теперь есть две ракеты-носителя, стартующие с самолета.


    Фото Virgin Orbit

    Комплекс



    Фото Virgin Orbit

    LauncherOne состоит из одноименной ракеты и самолета-носителя «Космическая девушка». Ракета длиной 21 метр, весит в районе 30 тонн, состоит из двух жидкостных ступеней и может вывести на орбиту до 500 кг. Двигатели обеих ступеней работают на топливной паре «керосин-жидкий кислород». Двигатель первой ступени, NewtonThree (N3), развивает тягу 33 тонны, двигатель второй ступени, NewtonFour (N4) — 2,2 тонны. Носителем выступает модифицированный «Боинг-747», который был построен в 2001 году и долгое время эксплуатировался компанией Virgin Atlantic, входящей в конгломерат Virgin вместе с Virgin Orbit и Virgin Galactic (суборбитальный космоплан SpaceShipTwo), на линии Лондон — Нью-Йорк, где перевез более 2,5 миллионов пассажиров. Для транспортировки и пуска ракеты у корня левого крыла на месте штатного пилона для перевозки двигателей, который есть у обычного семьсот сорок седьмого, установили пусковую направляющую.

    Типовая циклограмма пуска состоит из следующих этапов: Самолет с ракетой взлетает примерно за час до пуска, набирает высоту 10 км и выходит в район над морем, где начинает описывать прямоугольник, одна из сторон которого совпадает с азимутом старта, набирая готовность. Для пущей безопасности сразу после сброса ракеты самолет уходит вверх. На третьей секунде свободного падения ракеты включается зажигание первой ступени, а на пятой секунде включается ее двигатель. Двигатель работает три минуты и, убавив тягу на сто восьмидесятой секунде, выключается на сто восемьдесят седьмой. После отделения первой ступени на сто девяностой секунде, двигатель второй ступени запускается на сто девяносто четвертой. Головной обтекатель сбрасывается на двести девятнадцатой секунде. На пятьсот пятидесятой секунде двигатель второй ступени выключается, и ступень начинает медленное вращение, готовясь к апогейному маневру. Спустя 49 минут ступень включает двигатели ориентации, чтобы занять правильное положение в пространстве. В конце пятьдесят пятой минуты полета двигатель второй ступени включается во второй раз, чтобы проработать чуть меньше пяти секунд. После чего, в конце пятьдесят седьмой минуты, начинает отделяться полезная нагрузка.

    Разработка системы началась в 2007. Первоначально в качестве носителя рассматривался WhiteKnightTwo, который используется с космопланом SpaceShipTwo, но желание поднять грузоподъемность ракеты сделало ее слишком тяжелой для «Белого рыцаря». Так в проекте в 2015 появился модифицированный «семьсот сорок седьмой». Первый пуск хотели провести в 2017, но из-за обычного в таких случаях переноса сроков первая попытка состоялась весной 2020.

    Майская авария



    Видео Virgin Orbit

    Первый запуск, 25 мая 2020 года, окончился неудачей. На гифке, при некотором старании, можно увидеть, что на девятой секунде двигатель первой ступени банально отключился. Причину нашли быстро — разрушился трубопровод высокого давления, подающий окислитель в двигатель. Решение проблемы также оказалось простым — проблемное место сделали более прочным. Несмотря на неудачу, разработчики сумели получить данные с очень важных начальных этапов отделения, стабилизации, включения двигателя и разворота носом вверх, которые подтвердили правильность расчетов и предварительных испытаний.

    Пуск 17 января



    Видео Virgin Orbit

    Вторая попытка, 17 января 2021, прошла успешно. Десять кубсатов образовательной программы NASA ELaNa благополучно оказались на орбите, а LauncherOne стала первой ракетой воздушного старта с только жидкостными ракетными двигателями. Разработанные в стенах университетов спутники призваны решать самые разные задачи от проверки возможности улавливания космического мусора аэрогелем и испытания тормозного устройства для быстрого схода с орбиты до возможности управления спутником любым желающим через приложение в смартфоне и съемки 360° панорам.


    Фото с бортовой камеры ракеты

    Заключение


    На 2021 год запланированы как минимум три пуска LauncherOne. Посмотрим, какую производительность сумеет обеспечить Virgin Orbit. У ракеты-носителя воздушного старта Pegasus с 1990 года 44 пуска, из которых 39 успешных. Но нужно понимать, что концепция кубсата появилась только в 1999, а распространились они минимум десятилетие спустя. В целом же, несмотря на разные двигатели, LauncherOne получился во многом похожим на Pegasus — и там и там в качестве носителей используются переделанные серийные пассажирские самолеты — Pegasus сбрасывают с L-1011 с личным именем Stargazer. Удивительно близкой оказалась грузоподъемность — у Pegasus 450 кг, у LauncherOne до 500 кг. Вполне возможно, что мы не увидим конкуренции двух ракет — несмотря на формальное отсутствие объявления о завершении карьеры «Пегаса», последний пуск состоялся в 2019, и новых в ближайшее время не ожидается. Pegasus называют первой частной ракетой-носителем, но компания-разработчик давно поглощена огромной Northrop Grumman. Возможно, в исторической перспективе ниша небольших ракет воздушного старта перейдет к более мелким частникам. А в глобальном смысле, несмотря на привлекательность воздушного старта тем, что ракета стартует в более разреженном воздухе и чуть ближе к космосу, без появления высотных и скоростных самолетов-носителей серьезных преимуществ он не имеет.

    Комментарии 43

      +1
      и чем это лучше, чем старенький уже Пегас, который на внятную окупаемость так и не вышел?
        0
        Подозреваю, что ничем. Но создатели не теряют оптимизма
          0
          Может как раз этот проект будет окупаться?
            0
            Основания? В Пегас вкладывали, чтобы создать именно его, в эксплуатации уже 30 лет. Особой выгоды нет, что заметно по частоте пусков от 2 в год до одного в два года.
            Обсуждаемый проект длится с 1996го года и только-только первый запуск. По дороге было несколько банкротств. Окупаемость? Хм…
              0
              Вообще Virgin Orbit в 2017-ом году появились, а сама Virgin Group существует с 70-х.
                0
                Tier One и выросшие из неё SS1 и WhiteKnight — это именно про 96й, до того говорить не о чем, а после того нельзя игнорировать, что началось именно ими. Несмотря на неоднократные переобувания в прыжке — оттуда и до LauncherOne идёт достаточно непрерывный процесс развития (с последующей деградацией) проекта.
                Потому так и написал.
            +1
            Ну он дешевле, пегас стоил 40 млн за пуск… (И как он при такой цене не окупался? не читал про это.)
            0
            Вроде-бы выглядит логично, но все равно такой тип запуска вызывает вопросы о безопасности такого мероприятия. Запуски с дистанционно управляемых дронов выгдялят безопаснее. Заодно будет прогресс в разработке полностью автономных автопилотов.
              0
              На гифке, при некотором старании, можно увидеть, что на девятой секунде

              Знает ли кто расширения для браузеров, позволяющие отключить автозапуск gif-файлов?
              –8
              Для запуска противоспутниковых ракет самое то! Учитывая планы компании по расширению доступных аэродромов.
                +4
                Слишком большой носитель. Зачем, когда F-15 хватит?
                  +3
                  И чем самолёт, который летает в идеале десяток часов, лучше корабля который может быть в боеготовности месяцы, и находиться там куда боинг долетит только после определённых логистических усилий?
                  Нет ли у вас каких-то особых отношений с совой и глобусом?
                    0
                    Обычная SM-3, давно принятая на вооружение, может это сделать (и уже сделал один раз).
                    –3
                    Получается, запуск идет с орбиты?
                    Просто если самолет настолько высоко взлетает, то думаю стоит использовать эту технологию для быстрого полета по орбите
                      +7
                      Нет, запуск идет с самолета, летящего на высоте примерно 10 км со скоростью в районе 800 км/ч. Это еще очень далеко до орбиты.
                        0
                        Для военных важна скорость реакции (время подготовки к запуску) и возможность выведения на орбиты с разным наклоном. Воздушный старт потенциально такие возможности обеспечивает.
                        Высота полета здесь вторичный фактор (хотя и важный для эффективности).
                          +3
                          Для военных важна скорость реакции (время подготовки к запуску)
                          с этим, скорее плохо: держать ракету (и старт), готовую к пуску с земли — гораздо проще, чем самолёт (и аэродром) в аналогичной готовности.
                          и возможность выведения на орбиты с разным наклоном.
                          Это как раз можно, но — за счёт скорости реакции. Нужно лететь на другую широту, а это часы, возможно, долгие.
                          Высота полета здесь вторичный фактор (хотя и важный для эффективности).
                          Здесь да, попадание. Хотя в целом с пегасами — не подтвердилось.
                            +2

                            жидкостная криогенная ракета и время реакции — несовместимые понятия.

                              0
                              Это-же не МБР на боевом дежурстве с временем реакции в минуты…
                              Речь идет о неделях (месяцах) между решением о запуске и самом запуске. Это пока недостижимо.
                                0
                                Falcon 9 и Electron: подержи моё пиво.

                                Ладно Falcon 9, но мелкоракеты вполне обеспечивают оперативность и без монструозных самолётов.
                                  0
                                  Для военных важна скорость реакции (время подготовки к запуску)

                                  Речь идет о неделях (месяцах) между решением о запуске и самом запуске

                                  Вы уж или крестик снимите, или трусы наденьте
                                    0
                                    Скорость реакции для военных в несколько недель или месяцев — это и есть «высокая скорость реакции» у пусковиков. Пока ни у кого не получается.
                                      0
                                      Скорость реакции для военных в недели и месяцы = оружие бесполезно. Различные наклонения орбит прекрасно обеспечиваются и наземными космодромами. Потому вояки и отказались от этих затей с воздушным стартом.
                                        0
                                        Это не оружие — это замена спутников и расширение группировок. Когда нет тотальной войны.
                                          0
                                          Для замены спутников воздушный старт тем более не подходит. Военные спутники весят много, тонны и даже десятки тонн, а воздушный старт способен вывести на низкие орбиты считанные сотни килограмм за пуск.
                                            0

                                            Где вы видели спутники на десятки тонн? На самом деле если собьют уничтожат спутники на орбите то следующими в расход пойдут стартовые площадки. И тут самолёт который может запускать из любого места очень пригодится. Кстати, вояки даже спонсировали конкурс чтобы одна компания могла сделать 2 запуска в течение недели.

                                              0
                                              Спутники видовой разведки Key Hole. Масса около 13тонн.
                                              А где вы видели полноценные спутники массой 300кг?
                                              И тут самолёт который может запускать из любого места очень пригодится.

                                              Самолет не может запускать из любого места. Ему требуется аэродром с инфраструктурой для подготовки ракет к пуску. Что практически ничем не будет отличаться от обычного космодрома.
                                              Очевидно что в таком сценарии ни аэродрома, ни самолета, ни самих ракет уже не будет.
                                              0
                                              В Пентагоне новая концепция — не отказываясь от «старых» дорогих и мощных, будут выводить массовые группировки (сотни штук) небольшого веса, цены и времени жизни.
                                                0
                                                Массовые группировки в сотни штук выводить придется все теми же тяжелыми носителями-автобусами, по типу миссии Transporter.
                                                Воздушный старт не способен обеспечить такую массовость, по пуску на спутник. И воздушный старт не может масштабироваться на более крупные объекты. При этом по цене он тоже проигрывает пускам тяжелых носителей (запустить 50 спутников за раз по цене 60$млн за все, или запустить один единственный спутник за 12$млн.). Ну бред же.
                                                Так зачем он нужен?
                                                  0
                                                  Массовый вывод только на стадии развертывания. Для пополнения группировки мелкие ракетки вполне подойдут. Это их единственный шанс (кроме военных и прочих госпрограмм) на выживание в этом бизнесе.
                                              0
                                              Опять же, те же SpaceX добились около месяца. Неважно как считать, от заказа до пуска, или от посадки первой ступени до повторного пуска. Electron обещаю пускать за 18 дней, от закладки РН до взлёта.
                                                0
                                                К заказам это не имеет отношения. Время пока исчисляется годами (в редких случаях речь идет на месяцы).
                                                  0
                                                  Имеет. В недавней мисси Transporter-1 ведущий сразу сказал, что у одного из заказчиков время от заказа до начала миссии около месяца.
                                                    0
                                                    В массовом запуске который готовили полтора года и на орбиту какая придется. Для военных это не вариант.
                                  +2
                                  Основной прирост эффективности на самом деле тут в использовании «более близкого» к космическому сопла. Сопла двигателей для разных атмосферных давлений значительно отличаются.
                                  Высота сама по себе практически ничего не дает, скорости всего 800км/час, тоесть 222м/c из нужных 8ми тысяч, что даже не перекрывает лишнюю массу от необходимых усилений ракеты(чтоб она выдержала свой вес при горизонтальном взлете).
                                  Потенциально экономия на стартовой площадке… но боинг не особо то и дешевле стоит.
                                    0
                                    Можно еще подлететь поближе к экватору, пускать над морем в целях безопастности.
                                      0
                                      Экватор это еще где-то 200мс по сравнению с 60й.
                                      Как видите, пока не летают, просто пускают сразу над морем поближе к месту взлета.
                                      Длительный полет=тряска =увеличения шанса на поломку.
                                        +1

                                        Насколько я понимаю, первые 200м/с совсем не равны последним так как энергия передаётся полностью заправленной ракете и по моим грубым подсчётам могут прибавить до 2км/с к скорости полезной нагрузки.

                                          +2
                                          Да, но все перечеркивается необходимым утяжелением конструкции, в том числе второй ступени. Ведь ее надо подвесить к пилону фактически за две точки. Причем есть толчки при полете. У вас тонкая сигара заполненная топливом, причем равномерно относительно.

                                          На первые 200мс уйдут десятки-сотни тонн горючего, но 1) строго вертикальные нагрузки 2) разница веса баков не такая уж и большая.
                                          Вот если бы на сверхзвуке научились разделятся, хотя бы на 2махах — да, было бы сильно больше выиграно. А 5М система многоразового вывода была бы дешевле в разы. Но — нереально пока.
                                            0

                                            С той оговоркой, что сейчас сделать гиперзвуковой носитель и разделяться на 5М сложнее (и наверняка дороже) чем классическую ракету.


                                            В свое время старт дрона с "блэкбёрда" так до ума и не довели, а там было "всего" 3М

                                  0
                                  Для военных нужна ракета на твердом топливе, а так выглядит обновлением Пегаса (допустим, заменили электроннику на более новую, а отсюда и прибавка в кг).
                                    0
                                    не знаю насколько успешно запущены остальные кубсаты, но радиолюбительский так и не смогли найти www.amsat.org/radfxsat-2-fox-1e-status-update

                                    Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                    Самое читаемое