كيف تفقد صواريخنا الوزن

ظهر اتجاه مثير للاهتمام في صناعة الفضاء المحلية. تبدأ الصواريخ الداعمة المعتادة في التفتيح ، وتزيل إحدى الخطوات. سيكتسب البروتون الثقيل قريبًا إصدارًا متوسطًا وخفيفًا ، ومؤخراً كانت هناك أخبار تفيد بأن Soyuz سيكون لديه أيضًا إصدار خفيف جديد. كيف ولماذا "تفقد الوزن" الصواريخ؟

بروتون لايت

ظهرت أخبار عن هذا المشروع في الصيف. في Proton-M ، الذي كان في شكله الأصلي ، في الواقع ، يحتوي على أربع مراحل (ثلاث مراحل لمركبة الإطلاق ووحدة التعزيز) ، تم اقتراح إزالة المرحلة الثانية. في هذه الحالة ، ستنخفض كتلة الصاروخ 168 طنًا ، أو ما يقرب من 20 ٪. لكنهم يريدون إعادة جزء من الوقود من خلال إطالة المرحلتين الأولى والثالثة (التي أصبحت الثانية). في نسخة أخف من "بروتون" ستقوم بإزالة محركين مع كتل جانبية تخزن الوقود. نظرًا لأن العامل المؤكسد فقط هو الموجود في الكتلة المركزية للمرحلة الأولى ، فسيتعين عليك إضافة خزان صغير بالوقود.



الصواريخ الناتجة أبسط وأرخص ، لكن قدرتها الاستيعابية كافية للأقمار الصناعية القياسية في المدار الثابت بالنسبة للأرض. هذا هو المكان الذي تعيش فيه معظم أقمار الاتصالات التجارية ، والتي تحقق الربح لمصنعيها ومبدعي الصواريخ التي تطلقها.

بعض المصادر تكتب أيضًا عن إزالة كتلة Breeze-M الداعمة مع إطلاق الأقمار الصناعية بإدراجين من المرحلة الثانية (الثالثة السابقة) وحول فكرة الهبوط الناعم للمرحلة الأولى ، ولكن ، بالتأكيد ، هذه المعلومات ليست صحيحة. كلا الخيارين سيقلل بشكل خطير من القدرة الاستيعابية ، والتي لا نلاحظها.



يرجى ملاحظة أنه في الصورة ، من حيث المبدأ ، لم يتم تحديد سعة الحمولة في مدار الأرض المنخفض. والحقيقة هي أن بروتون عرض آخر مرة وحدات ISS في 1998-2000 ، ومنذ ذلك الحين عملت حصريًا على المدارات الأعلى.

التسميات GPO 1800 و 1500 في الشكل هي مدار جغرافي انتقالي يدخل منه القمر الصناعي نفسه إلى المدار الثابت بالنسبة للأرض بمحركاته الخاصة. في العالم ، هناك معياران تم تطويرهما تاريخياً - GPO ، حيث من الضروري التسريع بمقدار 1800 م / ث ، وعادة ما يستخدمه الأمريكيون والصينيون واليابانيون و GPO ، والذي من الضروري التسريع به 1500 م / ث ، وهو أمر شائع بالنسبة للأوروبيين. يمكن أن يبدأ "بروتون" ، بدءًا من بايكونور ، في المدارات مع معلمات أخرى ، ولكن من خلال الطريق إلى المدار الثابت بالنسبة للأرض ستستغرق نفس 1500 أو 1800 م / ث التي صممها القمر الصناعي ، أي أنها تتنافس مع جميع البلدان. قامت شركة ILS ، وهي شركة تبيع خدمات إطلاق البروتون ، بنشر وثيقةمع الخصائص التفصيلية الحاملة للحمل لمتغيرات بروتون المختلفة اعتمادًا على معلمات المدار وكم من الضروري التسريع إلى مدار ثابت بالنسبة للأرض. فيما يلي ، على سبيل المثال ، جدول لبروتون متوسط:



نشر المواصفات التفصيلية للعملاء المحتملين يشير إلى أن المشروع يتم تنفيذه بنجاح ، وأن البروتونات خفيفة الوزن الأولى لديها فرص حقيقية للطيران في 2018 (متوسط) و 2019 (خفيف) ، كما هو مخطط . علاوة على ذلك ، تم بالفعل توقيع العقد الأول لـ Proton Medium - وفقًا لمعلومات ILS الرسمية ، يجب إطلاق إطلاق Proton Medium مع قمر صناعي غير مسمى في 2019-2020 لصالح Eutelsat Communications ، أحد أكبر مزودي الاتصالات الساتلية.

سبب ظهور الإصدارات المتوسطة والخفيفة من Proton بسيط - المنافسة في سوق خدمات الإطلاق. التكلفة الدقيقة لعقود خصم الأقمار الصناعية هي معلومات الملكية. يقدر خبراء مختلفون تكلفة إطلاق الأقمار الصناعية باستخدام بروتون ثقيل في المنطقة من 60-65 مليون دولار ، وهو ما يعادل التكلفة المقدرة لخدمات إطلاق SpaceX من قبل Ilona Mask. في السابق ، كان لشركة ILS ميزة أن الإطلاق لم يتأخر وذهب وفقًا للخطة ، ولكن في السنوات الأخيرة ، كان بروتون ، لأسباب مختلفة ، يحدث حول حادث سنوي. استغرق التحقيق في أسباب الحادث والقضاء عليه شهوراً ، وتأخر إطلاقه. وفقا ل رأي المصمم العام لـ Roscosmos لأنظمة الصواريخ من ألكسندر ميدفيديف ، سيكون بروتون خفيف الوزن أرخص بثلاث مرات ، مما سيجعل من الممكن التنافس بنجاح مع Falcon 9 من SpaceX.

Soyuz-2LK

المزيد من الأخبار الحديثة - على أساس مركبة الإطلاق Soyuz-2 ، يُقترح إجراء تعديل خفيف على Soyuz-2LK عن طريق إزالة المرحلة الثالثة. بدلاً من ذلك ، سيكون هناك كتلة متسارعة "Frigate" ، والتي في بعض تعديلات "Union" هي الخطوة الرابعة.



سيكون للصاروخ الناتج حمولة 2-3.85 طن في مدار متزامن مع الشمس. غالبًا ما يستخدم هذا المدار سواتل استشعار الأرض عن بُعد والأرصاد الجوية ورسم الخرائط ، لأنه يطير عليه القمر الصناعي في أجزاء مختلفة من الكوكب في نفس الوقت المحلي. يمكن لكتلة تعزيز الفرقاطة تشغيل المحرك عدة مرات ، وبالتالي ستكون قادرة على إطلاق عدة أقمار صناعية في مدارات مختلفة. وبدون المرحلة الثالثة ، وهي محرك حديث (وأكثر تكلفة) ، فإن التكلفة متوقعة، سيتم تخفيض بنسبة 25-40٪. يوجد في العالم الآن أربعة مجمعات إطلاق لمركبة الإطلاق Soyuz (بايكونور ، بليسيتسك ، كورو ، فوستوشني) ، والصاروخ الجديد متوافق معها. صحيح أنه من غير المرجح أن يشتري الأوروبيون Soyuz-2LK في كورو ، فلديهم أخف وزنا بالفعل ، ولكن فيغا الخاصة بهم.

من الغريب أيضًا أن Soyuz لديها بالفعل تعديل ضوئي لمرتين - Soyuz-2.1v ، حيث تم إزالة المرحلة الأولى ، وتم تحديث محرك المرحلة الثانية ، وتمت إضافة وحدة إخراج Volga جديدة.



لكن Soyuz-2.1v لديه قدرة تحميل أقل مرتين في المدار المتزامن مع الشمس من Soyuz-2LK. من الناحية النظرية ، يمكنهم حل مشاكل مختلفة ، سيعرض الخيار 2.1c أقمارًا صناعية واحدة لـ Roscosmos / Defense Ministry و LC - العديد من الأقمار الصناعية التجارية في وقت واحد. لم يبدأ العمل في المشروع حتى الآن ، ولكن إذا بدأ التمويل يتدفق الآن ، فستكون Soyuz-2LK قادرة على الطيران لأول مرة في 2019-2020.

الخلاصة

على اليسار هو R-7 ، الذي نشأت منه العائلة بأكملها ، بما في ذلك Soyuz-2 على اليمين ، UR-500 ، والد بروتون على مرحلتين.

إنه أمر مضحك ، لكن كلا الصاروخين ، اللذين "يفقدان الوزن الآن" ، بدأا مسيرتهما الطويلة والمجيدة كمرحلتين. في وقت لاحق ، زاد عدد الخطوات أولاً إلى ثلاث ، ثم إلى أربع. وفي الحقيقة أنه في القرن الحادي والعشرين ، ولأسباب براغماتية ، أصبح لديهم خيارات أخف ، وأصبحوا مشابهين لأسلافهم ، هناك نوع من الجدلية الصاروخية. حسنًا ، إذا كان بكلمات بسيطة جدًا ، من الجيد أن علماء الصواريخ لدينا لم يرتاحوا إلى أمجادهم ولم يفقدوا الفرصة لصنع معدات جديدة ، ولكن حاولوا الرد على تحديات اليوم.

أنظر أيضا:

" تاريخ تعديلات لعائلتي" R-7 "و" Soyuz-2.1v " .
"كما أزلت سابقًا الخطوات ومحاولات إنشاء صاروخ عالمي.
» منشورات مماثلة بطرق مختلفة لتسهيل الوصول إلى الفضاء.

Source: https://habr.com/ru/post/ar399603/