Ракета - носитель или ракета - носителя является реактивным транспортным средством , используемым для перевозки полезного груза от поверхности Земли в космос , как правило , на орбиту Земли или запредельный . Система запуска включает в себя ракету-носитель, стартовую площадку , системы сборки и заправки транспортного средства, безопасность дальности и другую связанную инфраструктуру. [1] [ не подтверждено в теле ]
Орбитальные ракеты-носители можно сгруппировать по множеству различных факторов, в первую очередь по массе полезной нагрузки , хотя некоторых пользователей серьезно беспокоят их цены . Большинство ракет-носителей было разработано национальными космическими программами или для них , при этом значительный национальный престиж был закреплен за достижениями в области космических полетов. Полезная нагрузка включает в себя космические корабли с экипажем , спутники , космические аппараты-роботы , научные зонды, посадочные аппараты, вездеходы и многое другое.
Орбитальные космические полеты сложны и дороги, а прогресс ограничен базовыми технологиями, а также человеческими и социальными факторами.
Масса на орбиту
НАСА классифицирует ракеты-носители по полезной нагрузке на околоземной орбите : [2]
- Ракета-носитель малой грузоподъемности : <2000 кг (4400 фунтов) - например, Вега [3]
- Ракета-носитель средней грузоподъемности : от 2 000 до 20 000 кг (от 4 400 до 44 100 фунтов) - например, СТ "Союз" [4]
- Ракета-носитель для тяжелых грузов : от 20 000 до 50 000 кг (от 44 000 до 110 000 фунтов) - например, Ariane 5 [4]
- Сверхтяжелый подъемник :> 50 000 кг (110 000 фунтов) - например, Saturn V [5]
Звуковые ракеты похожи на ракеты-носители с малым подъемником, однако они обычно еще меньше и не выводят полезные нагрузки на орбиту. Модифицированная ракета -зонд SS-520 использовалась для вывода на орбиту 4-килограммовой полезной нагрузки ( TRICOM-1R ) в 2018 году [6].
Основная информация
Орбитальный космический полет требует, чтобы полезная нагрузка спутника или космического корабля была разогнана до очень высокой скорости. В космическом вакууме силы реакции должны быть обеспечены выбросом массы, что приводит к уравнению ракеты . Физика космического полета такова, что для достижения желаемой орбиты обычно требуются ступени ракеты .
Одноразовые ракеты-носители предназначены для одноразового использования с ускорителями, которые обычно отделяются от своей полезной нагрузки и распадаются при входе в атмосферу или при контакте с землей. В отличие от этого многоразовые ускорители ракет-носителей предназначены для восстановления целыми и повторного запуска. Фалькон 9 является примером многократного использования ракеты - носителя. [7]
Например, Европейское космическое агентство отвечает за Ariane V , а United Launch Alliance производит и запускает ракеты Delta IV и Atlas V.
Расположение стартовой платформы
Стартовые площадки могут быть расположены на суше ( космодром ), на фиксированной океанской платформе ( Сан-Марко ), на мобильной океанской платформе ( Sea Launch ) и на подводной лодке . Ракеты-носители также могут запускаться с воздуха .
Режимы полета
Ракета-носитель стартует с полезной нагрузкой в каком-то месте на поверхности Земли. Чтобы достичь орбиты, аппарат должен двигаться вертикально, чтобы покинуть атмосферу, и горизонтально, чтобы предотвратить повторный контакт с землей. Требуется скорость варьируется в зависимости от орбиты , но всегда будет экстремум по сравнению с скоростями , встречающихся в обычной жизни.
Ракеты-носители обладают разной степенью производительности. Например, спутник, выходящий на геостационарную орбиту (GEO), может быть либо непосредственно введен верхней ступенью ракеты-носителя, либо запущен на геостационарную переходную орбиту (GTO). Прямая установка предъявляет более высокие требования к ракете-носителю, в то время как GTO более требовательна к космическому кораблю. Находясь на орбите, верхние ступени ракеты-носителя и спутники могут иметь перекрывающиеся возможности, хотя верхние ступени, как правило, имеют орбитальный срок службы, измеряемый часами или днями, в то время как космический корабль может прослужить десятилетия.
Распределенный запуск
Распределенный запуск предполагает достижение цели несколькими запусками космических аппаратов. Большой космический корабль, такой как Международная космическая станция, может быть сконструирован путем сборки модулей на орбите или передачи топлива в космос, что значительно повысит возможности дельта-V корабля, находящегося в Цислуна или дальнего космоса . Распределенный запуск позволяет выполнять космические миссии, которые невозможны с архитектурой однократного запуска. [8]
Архитектура миссий для распределенного запуска была исследована в 2000-х [9], а разработка ракет-носителей со встроенной встроенной функцией распределенного запуска началась в 2017 году с дизайном Starship . Стандартная архитектура запуска Starship предназначена для дозаправки космического корабля на низкой околоземной орбите, чтобы корабль мог отправлять крупногабаритные полезные нагрузки в гораздо более энергичные миссии. [10]
Смотрите также
- Воздушный запуск на орбиту
- Звуковая ракета
- Список орбитальных стартовых систем
- Сравнение орбитальных систем запуска
- Перечень конструкций космических пусковых систем
- Список полетов человека в космос
- Хронология космического полета
- Запуск ракеты
- Космическая логистика
- Исследование космоса
- NewSpace
Рекомендации
- ^ См., Например: «НАСА убивает модернизацию стартовой системы« раненых »в KSC» . Флорида сегодня. Архивировано из оригинала на 2002-10-13.
- ^ Дорожные карты космических технологий НАСА - Запуск двигательных систем, стр.11 : «Малые: полезные нагрузки 0–2 т, Средние: полезные нагрузки 2–20 тонн, тяжелые: 20–50 тонн, сверхтяжелые:> 50 тонн»
- ^ «Стартовые услуги - вехи» . Arianespace . Проверено 19 августа 2014 .
- ^ а б «Добро пожаловать во Французскую Гвиану» (PDF) . arianespace.com . Arianespace. Архивировано из оригинального (PDF) 23 сентября 2015 года . Проверено 19 августа 2014 .
- ^ HSF Заключительного отчет: Ищет пилотируемые программы Достойны Великая нация , октябрь 2009, Обзор космических полетов США Планов Комитета по человеческому , стр. 64-66: «5.2.1 Потребность в тяжелом подъеме ... требуется« сверхтяжелая »ракета-носитель ... дальность действия от 25 до 40 мт, что устанавливает условный нижний предел размера сверхтяжелого подъемника. ракета-носитель, если возможна дозаправка ... это сильно способствует минимальной грузоподъемности тяжелой грузоподъемности примерно 50 т ... "
- ^ «СС-520» . space.skyrocket.de . Проверено 2 июня 2020 .
- ^ Линдси, Кларк (28 марта 2013 г.). «SpaceX быстро движется к первой ступени обратного полета» . NewSpace Watch . Проверено 29 марта 2013 года .
- ^ Куттер, Бернард; Монда, Эрик; Веннер, Чонси; Рис, Ноа (2015). Распределенный запуск - выполнение миссий за пределами LEO (PDF) . AIAA 2015. Американский институт аэронавтики и астронавтики . Проверено 23 марта 2018 года .
- ^ Чанг, Виктория I .; Круз, Эдвин З .; Блюм, Майк Дж .; Алофс, Кэти (2007). Моделирование запуска и всплытия Orion / Ares I. Один сегмент распределенного моделирования космических исследований (DSES) (PDF) . AIAA 2007. Американский институт аэронавтики и астронавтики . Проверено 23 марта 2018 года .
- ^ Фуст, Джефф (29 сентября 2017 г.). «Маск представляет обновленную версию гигантской межпланетной системы запуска» . SpaceNews . Проверено 23 марта 2018 года .
Внешние ссылки
- С.А. Камаль, А. Мирза: Система Multi-Stage-Q и система Inverse-Q для возможного применения в SLV , Proc. IBCAST 2005, том 3, управление и моделирование, Edited Хуссейн С.И., Мунир А, Кияни J, Самар R, Хан М.А., Национальный центр физики Бхурбане, КП, Пакистана, 2006, стр 27-33 Free Полный текст
- С.А. Камаль: включение перекрестной ошибки в схему Ламберта , Proc. Десятые Национальное управление по аэронавтике Conf., Edited шейхом SR, Хан AM, Пакистан Академия ВВС, Рисалпуре, КП, Пакистан, 2006, стр 255-263 Free Полный текст
- С.А. Камаль: Многоступенчатая схема Ламберта для управления ракетой-носителем , Proc. 12-й IEEE INMIC, Под редакцией Аниса М.К., Хана М.К., Заиди SJH, Бахрийский университет, Карачи, Пакистан, 2008 г., стр. 294–300 (приглашенный доклад) Полный текст бесплатно
- С. А. Камаль: Неполнота управления между продуктами и математическая формулировка управления расширенными продуктами , Proc. IBCAST 2002, Том 1, Современные материалы, Вычислительная гидродинамика и инженерия управления, под редакцией Хурани Х.Р., Мунира А., Самара Р., Захира С., Национальный центр физики, Бхурбан, КП, Пакистан, 2003 г., стр. 167–177 Полный текст бесплатно
- С.А. Камаль: Управление скалярным продуктом: новый закон управления спутниками и космическими аппаратами [sic], Proc. IBCAST 2002, Том 1, Расширенные материалы, Вычислительная гидродинамика и инженерия управления, под редакцией Хурани Х.Р., Мунира А., Самара Р., Захира С., Национальный центр физики, Бхурбан, КП, Пакистан, 2003 г., стр. 178–184 Полный текст бесплатно
- С.А. Камаль: Управление эллиптической ориентацией: закон управления космическими аппаратами [sic] и ракетами-носителями , космическая наука и проблемы двадцать первого века, совместный семинар ISPA-SUPARCO, Univ. Карачи, 2005 г. (приглашенный доклад)
- Промежуток времени, сделанный со спутника ракеты с 35 спутниками.