Россия готовится к третьей и последней демонстрационной миссии «Ангара А5». NSF⁠⁠

Джастин Муни, 23 декабря 2021 г.

Первоисточник:

Ангара А5 на площадке в Плесцке перед второй демонстрационной миссией в декабре 2020 года. Фото: Роскосмос

Россия должна была запустить третий и последний демонстрационный полет ракеты «Ангара А5» в пятницу, 24 декабря. Ограничения в воздушном пространстве теперь указывают на то, что запуск отложен до понедельника, 27 декабря, 14:50 UTC.

«Ангара» разрабатывается и строится Государственным космическим научно-производственным центром имени Хруничева и призвана заменить несколько существующих ракет-носителей. «Ангара» попытается вывести свой макет полезной нагрузки массой 2400 кг на околоземную геостационарную орбиту (GEO), используя новую разгонную ступень «Персей». Через несколько часов разгонный блок «Персей» произведет два включения двигателя, чтобы вывести полезную нагрузку на орбиту захоронения, в нескольких сотнях километров над GEO.

История развития

Чтобы обеспечить возможность России осуществлять орбитальные запуски, не полагаясь на космодром Байконур, в 1992 году началась разработка новой ракеты. В результате была создана и запущена полностью российская ракета «Ангара», запуск которой должен был осуществляться с космодрома Плесецк.

Несколько компаний претендовали на получение контракта на создание новой ракеты, и в 1994 году был выбран Государственный космический научно-производственный центр имени Хруничева, который также разработал российскую ракету «Протон».

Первоначально «Ангара» использовала модифицированный двигатель РД-170 на первой ступени и разгонную ступень, работающую на жидком водороде и жидком кислороде. В 1997 году разгонный блок на водороде был заменен на разгонный блок с керосиновым двигателем, а РД-170 был заменен новым РД-191. Позже в том же году Хруничев получил одобрение правительства России на проектирование.

В 2008 году НПО «Энергомаш» объявило, что РД-191 завершил разработку и огневые испытания, готов к изготовлению и поставке «Хруничеву». В 2009 году «Хруничев» принял поставку первой полной первой ступени Ангары, а в 2010 году генеральный директор Хруничева объявил, что Ангара готовится к своим первым летным испытаниям в 2013 году.

В 2014 году, через 22 года после решения о создании «Ангары», первый запуск состоялся 9 июля, когда «Ангара» 1.2ПП была запущена со стартовой площадки 35/1 на космодроме Плесецк.

Позднее в том же году из Плесецка был запущен первый полет тяжелого варианта «Ангара А5», который доставил на геостационарную орбиту (GEO) симулятор массы MGM №1. Следующий запуск «Ангары А5» состоится 6 лет спустя 14 декабря 2020 года.

Рендер Ангара А5. (Источник: Мак Кроуфорд для NSF / L2)

Сценарий

«Ангара» имеет несколько различных конфигураций, которые могут варьироваться от 2 до 3 ступеней, в зависимости от требований миссии.

Центральным элементом любой ракеты «Ангара» является «Универсальный Ракетный Модуль» или «УРМ-1». «Ангара 1.2» использует один «УРМ-1», в то время как «Ангара А5» использует пять, с четырьмя УРМ-1, прикрепленными к центральному в качестве ускорителей. «УРМ-1» оснащен одним двигателем РД-191, работающего на жидком кислороде и керосине.

Вторая ступень Ангары — «УРМ-2», в ней используется двигатель РД-0124А, который является производным от РД-0124, который в настоящее время используется на второй ступени ракеты «Союз-2». Диаметр «УРМ-2» варьируется в зависимости от того, на какой ракете он летит; Ожидается, что «Ангара 1.2» будет использовать «УРМ-2» диаметром 2,9 метра для поддержания постоянного диаметра по всей ракете, а «Ангара А5» будет использовать УРМ-2 диаметром 3,6 метра.

«Ангара 1.2» не будет использовать третью ступень, а «Ангара А5» не будет использовать ее при доставке полезных нагрузок на низкую околоземную орбиту (LEO), но будет использовать одну при доставке полезных нагрузок на более высокоэнергетические орбиты.

ссылка на твит

«Ангара А5» может использовать либо «Персей», модифицированный разгонный блок «Блок ДМ-03», либо новый криогенный разгонный блок КВТК. КВТК будет использовать двигатель РД-0146Д с LH2/LOX и позволит «A5» поднять две дополнительные тонны на GTO, что составит в общей сложности 7500 кг.

Созданный на базе четырехкамерного РД-170, разработанного для ракеты «Энергия», РД-191, использованный на первой ступени, находится в разработке с 2001 года. Двигатель работает на керосине и жидком кислороде, создавая тягу 2,09 МН в вакууме и 1,92 МН тягу. на уровне моря с удельным импульсом 337 секунд в вакууме и 310,7 секунды на уровне моря. Двигатель второй ступени, РД-0124А, потребляет смесь керосина и жидкого кислорода, развивает тягу 294,3 кН в вакууме и имеет удельный импульс 359 секунд.

Предыдущие запуски

Первый полет семейства «Ангара» явился суборбитальным испытанием конфигурации «Ангара 1,2пп». Первый полет был уникальной конфигурацией, использовавшейся для испытаний «УРМ-1» и 3,6-метрового «УРМ-2» перед первым полетом «Ангары А5». Испытание завершилось преднамеренным падением на полигон «Кура» на востоке России.

Второй полет «Ангары» был первым полетом «Ангары А5», на нем был установлен массовый макет, представляющий российский геостационарный спутник связи, весом 2400 кг. После полного успеха миссии полезная нагрузка, не предназначенная для разделения, была выведена на орбиту захоронения в результате двух включений разгонного блока «Бриз-М».

Ангара А5 стартует с Плесецка во время второй демонстрационной миссии в декабре 2020 г. (Фото: Роскосмос)

Третий полет «Ангары» был идентичен второму, с другим массовым макетами, выведенным на геостационарную орбиту, а затем выведенным на орбиту захоронения.

Профиль запуска

На Т-0 «Ангара А5» зажжет пять двигателей РД-191 и полетит на восток от Плесецка. За 47 секунд полета основной ускоритель УРМ-1 будет дросселировать двигатель РД-191 до 30% от его номинальной тяги, уменьшая нагрузку на машину и позволяя основной ступени работать дольше, чем подвесные ускорители. Четыре боковых ускорителя будут продолжать работать на полной тяге до трех минут и 34 секунд полета, когда они отключатся и разделятся. В этот момент основная ступень будет дросселироваться до полной мощности еще на 111 секунд, прежде чем отключится и отделяется от второй ступени.

После отделения ступени вторая ступень зажжет свой двигатель РД-0124А и будет работать в течение 14 секунд перед развертыванием обтекателей полезной нагрузки. Примерно через семь минут вторая ступень будет остановлена и отделится от третьей ступени «Персей».

После отделения второй ступени «Персей» включит двигатели, чтобы вывести полезную нагрузку на начальную парковочную орбиту на высоте от 180 до 250 километров. В течение нескольких часов «Персей» несколько раз включит свои двигатели, чтобы вывести полезную нагрузку на геопереходную орбиту, а затем сделать круговую орбиту на высоте примерно 36000 км.

Разгонный блок «Персей» и имитатор заключены в обтекатель полезной нагрузки «Ангары». (Источник: Министерство обороны России)

После того, как полезная нагрузка достигнет GEO, ступень «Персей» включится в последний раз, чтобы поместить себя и симулятор массы на орбиту захоронения, в нескольких сотнях километров над GEO. На этом этапе ступень сбросит давление в резервуарах, чтобы избежать возможного взрыва в космосе.

Будущее «Ангары»

После подтверждения успеха миссии «Ангара» завершит три демонстрационных полета, необходимых для перехода в оперативный режим. В 2022 году на Ангару запланировано три запуска — два запуска «Ангара 1.2» и один запуск «Ангара А5».

Следующий полет намечен на январь с «Ангарой 1.2» для ВКС России с запуском радиолокационного спутника на солнечно-синхронную орбиту.

После этого «Angara A5 / Персей» снова стартует в марте, выведя на геостационарную орбиту российский спутник связи «Экспресс-АМУ».

Последний запуск в этом году запланирован на июль, когда еще одна «Ангара 1.2» запустит южнокорейский спутник наблюдения Земли. KOMPSAT-6, также называемый Arirang-6, представляет собой радарный спутник с синтезированной апертурой и может обеспечивать изображения с разрешением от 0,5 до 20 метров.

Первоисточник: