В семействе многоразовых ракет пополнение

[fonzeppelin]

Компания «Rocket Lab» впервые продемонстрировала воздушный подхват спускающейся первой ступени легкой ракеты-носителя «Электрон»:

Ракета «There And Back Again» (англ. «Туда и обратно» — и да, это отсылка к Толкину) стартовала с космодрома Махиа (Новая Зеландия). Это был 26-ой пуск ракеты типа «Электрон», и третий в текущем году: полезной нагрузкой были 34 микроспутника для разных заказчиков, которые успешно вышли на орбиту.

Но все внимание было приковано к первой ступени ракеты. После отделения, первая ступень выполнила переворот на 180 градусов, и по баллистической траектории вошла в плотные слои атмосферы. От перегрева ступень защищал тепловой экран в основании двигательного отсека:

Замедлив торможением полет до приемлемой скорости, ступень выпустила сначала небольшой тормозной, а затем — большой посадочный парашют. И в этот момент наступил самый интересный момент: воздушный подхват.

Вертолет Bell 249 компании «Rocket Lab», оснащенный специальным крюком, сблизился с медленно опускающейся ступенью, и подцепил ее за стропы парашюта. После этого, парашют схлопнулся, и ступень повисла на подвесе вертолета. 

К сожалению, полным успехом эксперимент все же не увенчался. Сразу же после подхвата ступени, пилот вертолета отметил «необычные характеристики нагрузки» — отличные от тех, что наблюдались в ходе тестовых полетов. В целях безопасности экипажа, руководство компании приказало немедленно сбросить ступень, что и было проделано. Ступень плюхнулась в океан, где была подобрана спасательным кораблем и доставлена на берег для последующего изучения.

Хотя эксперимент и не был полностью успешен, он все же доказал главное — работоспособность самой концепции.

Сама по себе идея воздушного подхвата возвращающегося из Космоса аппарата не нова. Впервые ее реализовали еще в 1960-ых, на американских спутниках-шпионах серии CORONA. В те времена, радиопередача отснятого (на фотопленку) изображения с орбиты была еще недостаточно качественной и надежной для военных нужд. Поэтому нужно было возвращать на Землю саму пленку.

Спутники CORONA оснащались компактными возвратными капсулами, в которые загружалась пленка. Капсулы затем отстреливались от спутника, сходили с орбиты, входили в атмосферу, и спускались на парашюте над океаном. В районе приводнения капсулы, уже дежурил тяжелый транспортный самолет, оснащенный специальной «трапецией» под корпусом:

С помощью этой «трапеции», транспорт цеплял парашют капсулы, и затем втягивал ее на борт. Если самолет промахивался, капсула приводнялась, и оставалась на воде до двух суток — пока не растворится соляная затычка в корпусе — после чего  тонула. Это было предусмотрено, чтобы другие страны не сумели утащить капсулу.

В чем же преимущества воздушного подхвата для первой ступени «Electron»?

* Не требует от ракеты высокой точности при посадке. Для сравнения, самостоятельно приземляющаяся ступень «Falcon 9» от SpaceX должна выйти на посадочную площадку с точностью до нескольких метров. Для «Electron» же достаточно точности в километры — вертолет сам компенсирует промах.

* Не требует от ракеты сложного посадочного оборудования (например, системы повторного пуска двигателя),  запаса топлива для посадки, или тяжелых посадочных опор.

* Позволяет избежать резкого толчка при касании ракетой поверхности воды или земли.

* Позволяет немедленно доставить ракету на послеполетное обслуживание.

В целом, система воздушного подхвата выглядит вполне себе перспективной для легких ракет — и для некоторых элементов средних и тяжелых. Сейчас наиболее активно расширяется именно сектор легких и сверхлегких полезных нагрузок, и существует большой интерес к удешевлению легких ракет-носителей посредством их повторного использования (как и в практически любой другой технике, вывод килограмма полезной нагрузки легким носителем стоит дороже, чем тяжелым...) Удачи Питеру Беку и инженерам «Rocket Lab» в последующих экспериментах!

Comments

[Михаил Салтыков (from livejournal.com)]

"Чем закончился ОДИН прокол при обслуживании послеполётного знают все."

Вы о чем? Катастрофа Челленджера не имеет отношения к послеполетному обслуживанию. Там было нарушение пункта мануала "не запускать при температуре воздуха ниже 0 по Цельсию" понятным английским языком написанного производителем.

[vladicusmagnus.livejournal.com]

Причину почему так нельзя было делать (особенно это забавно рядом с баками с не самыми теплыми веществами в их тамошнем агрегатном состоянии). Нельзя ж настолько не знать то? Сча пруфы попросите, а где мне их искать? Шоп доказать, что это таки причина их определенной многоразовости и была. А уж то, что ТБ нарушили, так это ожидаемо. Если что то может пойти не так — оно пойдет.... Ну и далее по Мерфи.

[Михаил Салтыков (from livejournal.com)]

Вода замерзала в уплотнителе, дальше что? Криогенный бак покрыт теплоизоляцией и в теплом воздухе вызвать замерзание воды в кольце не может. Нет причина не в многоразовости ибо после изменения конструкции продолжили эксплуатировать тем же способом с выловом ускорителей и аварий по их вине больше не было. Если вы умудрились найти во Флориде для запуска именно день с минусовой температурой при том что в инструкции понятными английским буквами написано что так делать не надо, это уже не закон Мерфи, это долбодятлизм как минимум.

[jr0.livejournal.com]

Обе катастрофы завязаны, кроме провала организаторов полета, на бак. Огромный одноразовый бак — главный изъян проекта. Он установлен поперечно, уязвим. На нем неизбежно, особенно на пляже, образуется наледь.

У Challenger бак переохладил ту сторону уплотнителя, что к нему обращена. Потому в бак ушла струя. Струя притом SRB не мешала особо, а вот бак взорвался. Кстати, сбросить бак тоже трудность, а иначе для Orbiter могли предусмотреть посадку на воду сразу после неудачного пуска.

SRB не должен был держать мороз, потому что NASA в 70ые так решило уменьшить срок и стоимость разработки. Предусматривалось, что SRB переделают, но заказчиков полетов оказалось слишком мало, денег не хватило, программу начали урезать. Не до совершенствования.

Columbia же — опять холод, влажность, наледь на баке, его облегченная, а потому оторвавшаяся теплоизоляция. Потому собственно стали подумывать переделать все на керосин. Но SRB — непременная часть проектов. Исключение — SpaceX и Blue Origin, но у них нет технологий смесевых зарядов. SRB — один из наиболее надежных агрегатов с огромными притом возможностями. Это основная тяга.