ЕSА впервые запустило модернизированную ракету Vega-C. NSF
Автор Ян Аткинсон 13 июля 2022 г.
Vega-C стартует во время своей дебютной миссии. Фото: ESA
Vega-C, новейшая версия европейской ракеты Vega, совершила свой дебютный полет VV21. Vega-C может похвастаться более высокой грузоподъемностью и меньшей стоимостью за килограмм полезной нагрузки, чем оригинальная ракета Vega.
В рамках своей первой миссии ракета-носитель доставила семь полезных нагрузок из нескольких европейских стран на целевую среднюю околоземную орбиту (MEO) высотой 6000 км. VV21 должна была стартовать с площадки ELA-1 в Куру, Французская Гвиана, в 8:13 по местному времени (11:13 UTC) 13 июля, но старт был отложен до 13:13 UTC.
Более высокая полезная нагрузка, более низкие затраты, повышенная универсальность
Vega-C (Vega Consolidation) знаменует собой значительное обновление по сравнению с Vega, при этом большинство частей ракеты-носителя были улучшены или полностью заменены. Его разработку возглавил ведущий подрядчик Avio, который также возглавлял первоначальную программу Vega.
Европейское космическое агентство (ESA) будет управлять первыми полетами Vega-C, а затем передаст ответственность Arianespace.
Первые три ступени Vega-C представляют собой твердотопливные двигатели, которые сжигают полибутадиен с концевыми гидроксильными группами (HTPB).
Первая ступень Vega-C— твердотопливный двигатель Р120С. Эта новая ступень больше, чем первая ступень Vega P80, и имеет почти вдвое больший запас топлива, что обеспечивает более высокую грузоподъемность носителя. Двигатели P120C также будут использоваться в качестве боковых ускорителей на готовящейся к запуску новой тяжелой ракеты-носителя Ariane 6, которые будут доступны в модификациях с двумя или четырьмя двигателями. Такая универсальность упростит производство обоих твердотопливных аппаратов, а также снизит их стоимость.
Расширенная версия P120C, P120C+, будет доступна на будущих пусковых установках Vega-C и Ariane 6. Он на метр длиннее стандартного P120C и имеет 14 тонн дополнительного топлива.
P120C работал чуть менее двух с половиной минут, прежде чем отделиться. Затем загорелась вторая ступень Z40 для двухминутной работы.
Ступень Z40 — сокращение от Zefiro 40 — также больше, чем вторая ступень Z23 Vega. Она имеет около 10 тонн дополнительного топлива по сравнению с предшественницей. Через четыре минуты и 35 секунд после старта ступень выгорает и отделяется. Третья ступень загорелась через семь секунд, а обтекатель отделился через четыре секунды после зажигания.
Третья ступень Vega-C — двигатель Z9 — без изменений от Vega. Она имеет 10 тонн топлива и является последней твердотопливной ступенью Vega-C. Она работает, а затем отделяется от остальной части ракеты через семь минут и 22 секунды после старта.
Третья ступень Z9 Vega-C поднимается на место над второй ступенью перед миссией VV21. (Источник: ЕSА)
Четвертая и последняя ступень Vega-C — это ступень Attitude Vernier Upper Module + (AVUM +), модернизированная версия AVUM, установленная на Vega. Она имеет дополнительное топливо и меньшую массу конструкции, что способствует увеличению полезной нагрузки новой ракеты. AVUM+ оснащена двигателем на жидком топливе с возможностью повторного включения, что позволяет ступени выводить полезную нагрузку на разные орбиты.
Двигатель ступени AVUM+ выполнил пять запусков в рамках миссии VV21.
Помимо изменений в ступенях ракеты, обтекатель полезной нагрузки был увеличен по сравнению с Vega, что обеспечивает дополнительный объем для полезной нагрузки. Он достигает более девяти метров в высоту и трех метров в диаметре.
Семь спутников находились на борту Vega-C во время первого полета, предназначенного для выведения на круговую орбиту на высоте почти 6000 км над поверхностью Земли с наклоном под углом 70 градусов к экватору.
Самой большой полезной нагрузкой является спутник LAser RElativity Satellite-2 (LARES-2) массой почти 300 кг, построенный Национальным институтом ядерной физики в Италии. Он будет эксплуатироваться итальянским космическим агентством ASI и был развернут примерно через час и 24 минуты после старта после двух включений AVUM+.
LARES-2 — пассивный спутник, то есть у него нет собственных приборов. Вместо этого он напоминает сферу диаметром 42 см, покрытую небольшими отражателями. Наземные станции будут точно измерять его орбиту, чтобы лучше понять эффекты орбитального движения, когда большой вращающийся объект, такой как планета — в данном случае Земля — слегка искажает пространство-время. Его предшественник, LARES, был запущен в 2012 году на первой ракете Vega.
Полезная нагрузка ВВ21 готовится к размещению в обтекателе. ЛАРЕС-2, металлическая сфера, видна справа наверху штабеля полезной нагрузки. (Источник: ESA/Мануэль Педуссо)
Шесть CubeSats также совершают путешествие и были отделены после отделения LARES-2. Многие из миссий CubeSat сосредоточены на анализе радиационной среды этой уникальной орбиты, поскольку они будут находиться во внутреннем радиационном поясе Ван Аллена.
Alpha, CubeSat высотой 1U, будет использовать свою орбиту высотой 6000 км и проводить исследования магнитного поля Земли. Проект возглавляет ARCA Dynamics в Италии.
CELESTA (экспериментальный студенческий спутник CERN) — это 1U CubeSat, управляемый CERN (Европейской организацией ядерных исследований) и французским Университетом Монпелье. Этот спутник также будет использоваться для наблюдения за радиационной обстановкой на орбите.
MTCube-2 — это CubeSat построенный студентами, также из Университета Монпелье. Это позволит исследовать влияние радиации на флэш-память, в частности на количество ошибок. Общеизвестно, что космическое излучение наносит ущерб памяти компьютеров, а для космических кораблей требуются устойчивые и надежные системы.
Trisat-R будет измерять ионизирующее излучение на своей орбите с точки зрения общей дозы, а также интенсивности отдельных всплесков излучения. Он запускается для Университета Марибора в Словении.
Greencube — это CubeSat высотой 3U, предназначенный для тестирования новых методов выращивания овощей в космосе. В нем есть небольшой герметичный сад, предназначенный для максимальной эффективности ресурсов, необходимых для выращивания растений в космосе. Greencube разрабатывается Римским университетом Сапиенца.
Наконец, AstroBio CubeSat (ABCS) продемонстрирует автономные биолаборатории в космосе. Также 3U CubeSat, ABCS будет тестировать химическое смешивание и наблюдать за результатами, которые включают световое излучение в результате химических реакций.
После развертывания всех полезных нагрузок AVUM+ выполнил пятый и последний прожиг, чтобы вывести себя на орбиту захоронения.
Инфографика, показывающая эволюцию между Vega, Vega-C и Vega-E. (Источник: ЕSА)
Несмотря на то, что это новейшая ракета, Vega-C не станет концом обновлений платформы Vega.
Vega-E (Vega Evolution) станет следующим крупным обновлением серии. В настоящее время ожидается, что дебют Vega-E состоится в 2026 году. В нем ступени Z9 и AVUM будут заменены новой третьей ступенью, работающей на жидком метане и жидком кислороде, при сохранении тех же первой и второй ступеней. Эта ступень будет оснащена новым двигателем M10, работающим по циклу детандера.
Эта новая верхняя ступень еще больше увеличит грузоподъемность Vega.
В ближайшей перспективе Vega-C собирается запустить до пяти дополнительных миссий в 2022 году после VV21. В 2023 году носитель запустит первую демонстрационную миссию Space Rider, многоразового космического корабля с подъемным корпусом, который позволит полезным нагрузкам летать в космос и возвращаться на Землю.