Astra терпит неудачу в миссии ELaNa 41. NSF⁠⁠

Адриан Бейл 10 февраля 2022 г.
Первоисточник

LV0008 в вертикальном положении на SLC-46 перед запуском. Фото: Astra/John Kraus

Astra запустила миссию ELaNa 41 для NASA, первый запуск компании со стартовой площадки 46 (SLC-46) космодрома на базе Space Force на мысе Канаверал во Флориде. Ракета-носитель LV0008, третья ракета Rocket 3.3, стартовала в 15:00 по восточному поясному времени (20:00 по всемирному координированному времени). Незадолго до разделения ступеней произошла аномалия, которая помешала успешному развертыванию полезной нагрузки.

Миссия должна была стать первой для Astra, которая выводила четыре спутника CubeSat на орбиту высотой 500 километров с наклонением 41 градус к экватору. CubeSats были построены тремя разными университетами и Космическим центром Джонсона NASA в Хьюстоне, штат Техас. Это был третий запуск Rocket 3.3, последняя миссия STP-27AD2 впервые успешно вышла на орбиту.

ELaNa расшифровывается как Educational Launch of Nanosatellites и представляет собой инициативу, созданную NASA, чтобы помочь студентам получить практику в областях, связанных с космосом. В рамках программы студенты проектируют, собирают и тестируют спутники вместе с NASA. Миссия также упоминается как Venture Class Launch Services (VCLS) Demo 2 и является частью программы NASA по использованию специальных малых ракет-носителей.

Первая полезная нагрузка — анализатор ионосферного нейтронного потока (INCA), созданный Университетом штата Нью-Мексико в Лас-Крусес. Его внимание должно было быть сосредоточено на изучении спектра нейтронов на НОО для улучшения прогнозов и моделей космической погоды и помощи в прогнозировании опасных событий для космических аппаратов. В нем использовался недавно разработанный спектрометр, разработанный Центром космических полетов имени Годдарда NASA в сотрудничестве с Университетом Нью-Гэмпшира. Масса спутника 3,8 кг.

Другой полезной нагрузкой является демонстратор технологии BAMA-1, разработанный Университетом Алабамы в Таскалузе. Целью BAMA-1 была демонстрация возможности быстрого схода с орбиты спутника. Для этого нужно было развернуть тормозной парус, который увеличил бы атмосферное сопротивление полезной нагрузки и, таким образом, помог спутнику уйти с орбиты намного быстрее.

Эту технологию можно будет использовать и на действующих спутниках в будущем, чтобы они могли быстрее уходить с орбиты в конце срока службы и уменьшать количество космического мусора, который может поставить под угрозу спутники, космические станции и другие космические активы. Вторая миссия под названием BAMA-2 может быть запланирована на более поздний срок.

Третьей полезной нагрузкой на борту был QubeSat Калифорнийского университета в Беркли. QubeSat был еще одним демонстратором технологий, который планирует наблюдать в космосе эффекты на квантовом гироскопе. Это может помочь космическим аппаратом в будущем точно определять свое положение.

Наконец, в этой миссии полетел полезный груз R5-S1, разработанный Космическим центром Джонсона. Его цель состояла в том, чтобы продемонстрировать практическое использование готовых коммерческих компонентов. Его второй целью было продемонстрировать возможность создания экономически эффективных CubeSats с дешевыми деталями.

Ссылка на твит

Ракета-носитель для миссии ELaNa 41 была LV0008, третьей ракетой Astra версии 3.3. LV0008 предшествовало несколько испытательных полетов, в том числе ракета Rocket 3.1, которая совершила старт в сентябре 2020 года из Кадьяка, Аляска. Из-за проблем с наведением вскоре после старта этот полет был прекращен из соображений безопасности.

Следующим запуском стала ракета 3.2. Хотя ей не удалось успешно выйти на орбиту во время испытательного полета в декабре 2020 года, это была первая ракета Astra, достигшая космоса.

Первый полет Rocket 3.3, который также является версией, которая будет использоваться для этого полета, получил обозначение LV0006 и был проведен в августе 2021 года. После отказа двигателя прямо при старте ракета не смогла обеспечить необходимую тягу для запланированного профиля полета и, таким образом, была остановлена примерно через 150 секунд полета.

Во время своего второго полета Rocket 3.3 успешно вышла на орбиту 19 ноября 2021 года. Миссии LV0007 удалось доставить испытательную полезную нагрузку для US Space Force на желаемую орбиту. Полезная нагрузка не была намеренно отделана от ракеты в этом полете.

LV0008 имеет высоту 13,1 метра, диаметр 1,32 метра и две ступени, работающие на керосине и жидком кислороде. Первая ступень оснащена пятью двигателями Delphin, развивающими тягу около 145 кН на старте. Astra использует электрические насосы для питания двигателей. На второй ступени используется один двигатель с подачей под давлением, который может развивать тягу чуть более 3 кН.

Ссылка на твит

22 января ракета LV0008 успешно прошла статическое огневое испытание перед установкой полезной нагрузки и другими окончательными приготовлениями к запуску.

Площадка, используемая для этого запуска, — космический стартовый комплекс 46 на базе Space Force на мысе Канаверал во Флориде. Это место ранее использовалось для таких ракет, как семейство ракет Athena компании Lockheed Martin и ракета Minotaur IV, эксплуатируемая компанией Northrop Grumman. Совсем недавно, в июле 2019 года, SLC-46 принимал миссию Orion Ascent Abort-2.

После загрузки топлива ракета запустила двигатели первой ступени за три секунды до старта. В Т+ шесть секунд после старта ракета начала маневр тангажа. Это вывело аппарат на траекторию для достижения орбиты с наклонением 41 градус и начало набирать горизонтальную скорость, необходимую для выхода на орбиту.

Через одну минуту и 10 секунд после старта ракета прошла точку Max-Q. Именно здесь ракета выдержала максимальную аэродинамическую нагрузку. Это один из самых важных этапов запуска ракеты.

Astra LV0008 на SLC-46 перед запуском. (Источник: Астра/Джон Краус)

Позже, через две минуты 50 секунд, запасы топлива на первой ступени закончились. Этот момент называется отключением главного двигателя (MECO), так как пять двигателей первой ступени выключаются. Ступень должна была быть отделена через 10 секунд, но примерно в это время с транспортным средством произошла аномалия.

Через пять секунд после MECO обтекатель должен был отделиться от ракеты. Поскольку к этому моменту аэродинамическое давление земной атмосферы почти исчезло, полезная нагрузка больше не нуждается в защите, поэтому обтекатель сбрасывается, чтобы уменьшить вес на последнем этапе этого полета, а также освободить верхнюю ступень.

Через три минуты и пять секунд после старта включился двигатель верхней ступени, который должна был проработать примерно пять минут и 25 секунд. В номинальном полете после отключения второго двигателя (SECO) примерно через T+8 минут и 30 секунд разгонный блок и четыре CubeSat должны были находиться на целевой орбите. Примерно через десять секунд после этого должно было начаться развертывание полезной нагрузки. Все четыре полезных нагрузки должны были быть развернуты примерно за 20 секунд.

Первоисточник: