?

Log in

No account? Create an account

Научно-популярно о космосе и астрономии

Предыдущий пост Поделиться Следующий пост
Как худеют наши ракеты
lozga
01.jpg

Интересная тенденция появилась в отечественной космонавтике. Привычные нам ракеты-носители начинают облегчать, убирая одну из ступеней. Тяжелый "Протон" уже совсем скоро обзаведется средней и легкой версией, а недавно появилась новость, что и у "Союза" появится новый легкий вариант. Как и зачем "худеют" ракеты?

"Протон-Лайт"


Новости об этом проекте появились еще летом. У "Протона-М", который в исходном виде имеет, фактически, четыре ступени (три ступени ракеты-носителя и разгонный блок), предложили убрать вторую ступень. При этом масса ракеты уменьшилась бы на 168 тонн или, примерно, 20%. Но часть топлива хотят вернуть, удлинив первую и третью (стала второй) ступени. В еще более легкой версии "Протона" собираются убрать два двигателя с боковыми блоками, в которых хранится топливо. Поскольку в центральном блоке первой ступени находится только окислитель, придется добавить небольшой бак с топливом.

02.jpg

Получившиеся в результате ракеты проще и дешевле, но их грузоподъемности хватит для стандартных спутников на геостационарную орбиту. Именно там обитает большинство коммерческих телекоммуникационных спутников, которые приносят прибыль своим производителям и создателям ракет, которые их выводят.

В некоторых источниках пишут также про снятие разгонного блока "Бриз-М" с выведением спутников двумя включениями второй (бывшей третьей) ступени и про идею мягкой посадки первой ступени, но, наверняка, эта информация не соответствует действительности. Оба варианта очень серьезно бы снизили грузоподъемность, чего мы не наблюдаем.

03.jpg

Обратите внимание на то, что на картинке в принципе не указана грузоподъемность на низкую околоземную орбиту. Дело в том, что на нее "Протон" последний раз выводил модули МКС в 1998-2000 годах, а с тех пор работал исключительно для более высоких орбит.
Обозначения ГПО 1800 и 1500 на рисунке - это геопереходная орбита, с которой спутник уже сам будет выходить на геостационарную орбиту своими двигателями. В мире есть два стандарта, сложившихся исторически - ГПО, с которой надо разогнаться на 1800 м/с, ее, как правило, используют американцы, китайцы и японцы, и ГПО, с которой надо разогнаться на 1500 м/с, привычная европейцам. "Протон" же, стартующий с Байконура, может выйти на орбиты с другими параметрами, но с которых дорога до геостационарной орбиты займет те же 1500 или 1800 м/с, на которые рассчитан спутник, то есть, конкурировать со всеми странами. Компания ILS, продающая пусковые услуги "Протонов", опубликовала документ с подробными характеристиками грузоподъемности разных вариантов "Протона" в зависимости от параметров орбиты и того, насколько нужно разогнаться до геостационарной орбиты. Вот, например, таблица для "Протона Среднего":

04.jpg

Публикация подробных характеристик для потенциальных клиентов говорит о том, что проект успешно реализуется, и первые облегченные "Протоны" имеют реальные шансы полететь в 2018 (средний) и 2019 (легкий), как это запланировано. Более того, на "Протон Средний" уже заключен первый контракт - по официальной информации ILS в 2019-2020 должен состояться запуск "Протона Среднего" с неназванным спутником в интересах Eutelsat Communications, одного из самых крупных провайдеров спутниковой связи.

Причина появления средней и легкой версий "Протона" проста - конкуренция на рынке пусковых услуг. Точная стоимость контрактов на выведение спутников является закрытой коммерческой информацией. Стоимость выведения спутников тяжелым "Протоном" различные эксперты оценивают в районе $60-65 миллионов, что сравнимо с оценочной стоимостью пусковых услуг компании SpaceX Илона Маска. Раньше ILS имел преимущество в том, что пуск не задерживался и проходил по плану, но в последние годы у "Протона" по разным причинам происходило примерно по аварии в год. На расследование причин аварии и их устранение уходили месяцы, и пуски задерживались. По мнению генерального конструктора "Роскосмоса" по ракетным комплексам Александра Медведева, легкий "Протон" будет на четверть дешевле, что даст возможность успешно конкурировать с Falcon 9 от SpaceX.

Союз-2ЛК


Более свежая новость - на основе ракеты-носителя "Союз-2" предлагают сделать легкую модификацию "Союз-2ЛК", убрав третью ступень. Вместо нее будет разгонный блок "Фрегат", который в некоторых модификациях "Союза" ставится четвертой ступенью.

05.jpg

Получившаяся ракета будет иметь грузоподъемность 2-3,85 тонны на солнечно-синхронную орбиту. Эта орбита часто используется спутниками дистанционного зондирования Земли, метеорологии и картографии, потому что на ней спутник пролетает над разными участками планеты в одно и то же местное время. Разгонный блок "Фрегат" может запускать двигатель несколько раз и поэтому сможет разводить несколько спутников на разные орбиты. А без третьей ступени, на которой стоит современный (и более дорогой) двигатель, стоимость, как ожидается, сократится на 25-40%. В мире сейчас есть уже четыре стартовых комплекса для РН "Союз" (Байконур, Плесецк, Куру, Восточный), и новая ракета совместима с ними. Правда, в Куру "Союз-2ЛК" европейцы вряд ли купят, у них уже есть более легкая, но своя "Вега".
Также любопытно, что у "Союза" уже есть летавшая два раза легкая модификация - "Союз-2.1в", в которой убрана первая ступень, обновлен двигатель второй ступени, а так же добавлен новый блок выведения "Волга".

06.jpg

Но "Союз-2.1в" имеет в два с лишним раза меньшую грузоподъемность на солнечно-синхронную орбиту, чем "Союз-2ЛК". Теоретически, они могут решать разные задачи, вариант 2.1в будет выводить единичные спутники для Роскосмоса/Минобороны, а ЛК - несколько коммерческих спутников сразу. Работы по проекту пока не начались, но, если финансирование начнет поступать сейчас, то "Союз-2ЛК" сможет впервые полететь в 2019-2020.

Заключение


07.jpg
Слева Р-7, из которой выросло все семейство, включая "Союз-2" справа УР-500, двухступенчатый отец "Протона"

Забавно, но обе ракеты, которые сейчас "худеют", начинали свою долгую и славную карьеру, будучи двухступенчатыми. Уже потом количество ступеней выросло сначала до трех, потом аж до четырех. И в том, что в 21 веке они из прагматичных соображений получают более легкие варианты, становясь похожими на своих предков, есть своеобразная ракетная диалектика. Ну и, если совсем простыми словами, хорошо, что наши ракетостроители не почивают на лаврах и не потеряли возможности делать новую технику, а стараются ответить на вызовы сегодняшнего дня.

Читайте также:
История модификаций семейства "Р-7" и "Союз-2.1в".
Как раньше убирали ступени и попытки создания универсальной ракеты.
Похожие публикации с разными способами облегчения доступа в космос.

attentioneer.jpg

Записи из этого журнала по тегу «облегчение доступа в космос»


promo lozga november 4, 2014 17:00
Buy for 20 tokens
Привет! Добро пожаловать в блог, посвященный популяризации космонавтики, астрономии, и, шире, науки и прогресса человечества. Если вы зашли ко мне впервые, рекомендую почитать длинные серии постов по тегам: Серия "Незаметные сложности космической техники". Рассказы о том, как и почему ракеты и…

уже совсем скоро

Ооооххх, что-то сомневаюсь((( в ФКП на эту модернизацию не заложено ни копейки

Re: уже совсем скоро

Протон Лайт модифицируется за деньги ЦиХ, а на "Союз" пока денег не дали, да. Плюс, нельзя же быть совсем негибким и до 2025 года идти строго по рельсам.

Почивают на лаврах и вызовы сегодняшнего дна - сильно сказано.
Создатели а.м. Нива тоже меняют форму бамперов регулярно - это очень радует.

модернизация невсегда требует коренных изменений
А ниву во первых и так покупают а вовторых там не только бампера поменяли Вы видимо не в курсе

(Скрытый комментарий)
(Удалённый комментарий)
Ета... с Канаверала 1800, а с Куру 1500, а не наоборот.

Спасибо! Сам у себя переписывал и умудрился перепутать.

А как же Ангара? Она же должна была заменить и Союзы и Протоны.

Протон с его ядовитым топливом хотели же снять вскоре.
К чему это

Кто-то хотел, кто-то не хотел. Смотрите внимательнее на тех, кто именно хотел, но явно проиграл.

Гептильщики снова преобладают, им новую МБР заказали, "импортозамещенную".

какой-то смысл от американских аферистов таки есть, если нас подталкивает работать

(Скрытый комментарий)
(Удалённый комментарий)
(Удалённый комментарий)
(Удалённый комментарий)
(Удалённый комментарий)
(Удалённый комментарий)
(Удалённый комментарий)
(Удалённый комментарий)
(Удалённый комментарий)
(Удалённый комментарий)
(Удалённый комментарий)
(Удалённый комментарий)
Поздно "Боржоми" пить.

Насколько понимаю, это поставит крест на Ангаре и прочих попытках перейти на новую технику.

Покойного пора закапывать, а они все реанимацию проводят.

1. Подмывает написать о влиянии Falcon-9, но скорее уж здравый смысл. Что же мешало сделать с Союзом такое давно? Почему "прагматичные соображения" - "вызов сегодняшнего дня", а не 80-х?

2. Обсуждать ГСО смысла еще меньше, чем НОО. Используется НОО - орбита МКС, ССО и ГПО и межпланетные траектории. Это стандарт десятилетий. ГСО только для российских военных. Может военных поправить?

3. ЖРД для третьей ступени Союза-2 выбран необоснованно, это мне понятно "задним умом". Ожидать снижение цены этого ЖРД было нельзя.

Разгонный блок Союзу необходим. Первую ступень смысла менять нет, она освоенная, серийная, дешевая, надежная. Даже с перекисью в итоге десятилетий доводки справились. Разговоры о том, что надо непременно заменить ее на "прогрессивную" - чепуха. С чистого листа вышел бы носитель лучше, но ОКР похожего в общих чертах носителя никогда не окупятся, если Союз уже есть. Точнее, не окупится в России, где "не умеют считать деньги".

На ум приходит лишь один содержательный довод: пусковой стол сложный, заправку такой ракеты не удалось автоматизировать.

А вот на фига сделали дорогущую третью ступень? Она лишняя. Даже система управления может и должна находиться в верхней ступени, а это Фргеат. Если надо больше груза, следовало бы исследовать увеличение нижних ступеней на основе тех же дешевых агрегатов. Ну, перекисные двигатели потихоньку заменить, хотя одна авария с ними - и сотня млн долларов "ушла" ни зачем.

4. Хотя Союз-2.1в мне нравится как попытка создать новый носитель, используя бесплатные заделы - снижая издержки ОКР.

Edited at 2016-11-28 07:57 (UTC)

1. Раньше были "Космосы" и другие легкие ракеты, самая очевидная версия.
3. А вы бы какой хотели поставить?

Если сравнивать чисто по фото, то не худеют, а скукоживаются.

А какую массу облегчённые версии "Протона" смогут доставить на поверхность Луны? Пропорционально уменьшенной грузоподъёмности, или не экстраполируется? Другими словами, если масса заправленной "Луны-21" была то ли 5700кг, то ли 5950кг, какова аналогичная величина для лёгких версий "Протона"?

Примерно такую же, ГПО похожа на траекторию к Луне по delta-v

И все-таки жаль, что зарубили метановый Союз-5 самарский(((

После оценки сроков, стоимости и последствий проекта Ангара - уже не так жаль. Не при Рогозине.

Вот что они творят, а? Распильщики фиговы!
Нужно как можно скорее зарубить "Союз" и "Протон", и сделать единственную РН - "Ангару". Такими темпами и денег до пупа угрохаем, и "Ангара" нормально никогда не полетит!

а зачем вам "Ангара"? вот серьезно, носитель неизвестной надежности
с такой частотой пусков она станет известна, к следующему пришествию
УИ и давление в КС/ТНА подняли это все прекрасно... только вот ощутимо дороже "Союза"
или все-ж "сверхдержава" не осилит клон "Зенит-3СЛ" / обзывалось "Сункара"

и "вишенка" есть нагрузки?

В чем новация? ракета стала меньше, пуск будет ощутимо дешевле?
Неужели так сложны "Байкал"подобные ускорители? интегральная компоновка, несущий корпус, минимум аэродромной инфраструктуры рядом МИК

Кстати, кто в курсе, как далеко и высоко 1ступень Космоса улетала? 11К65М который

Вызов сегодняшнего дня недорогой(многоразовый) 2ступенчатый носитель

десяток кубсатов на НОО/ССО "забросить" за 1-1,5млн. долл

Увы, в таком сегменте ничего нет

В начале года полетит Electron. Давно есть Pegasus. Вот только за гроши работать и рисковать никто не желает.