Geekly articles weekly

هناك شيء غير محظوظ بالنسبة لصواريخ خفيفة الوزن بسيطة



في السنوات الأخيرة ، تم تشكيل فئة جديدة من مركبات الإطلاق - خفيفة للغاية ، بسيطة للغاية وتبدأ من أدلة السكك الحديدية. ولديهم شيء سيئ الحظ - في نهاية عام 2015 ، انتهى الإطلاق الأول لسوبر سوبر ستريبي LV الأمريكية في حادث ، وفي 14 يناير من هذا العام ، فشل إطلاق صاروخ SS-520-4 من جيوفيزيائي إلى صاروخ فضائي. مستقبل كلا المشروعين غامض ، لكن من المؤسف - يتم استخدام حلول تقنية مثيرة للاهتمام هناك ، ويمكن لهذا النوع من مركبات الإطلاق أن يجد نظريًا مكانه.

بداية 14 يناير


في البداية ، أرادوا إطلاق الصاروخ في 10 يناير ، ولكن تم تأجيل البداية بسبب سوء الأحوال الجوية - تجاوزت سرعة الرياح الحد الأقصى للقيم المسموح بها. في 14 يناير ، في صباح صاف الساعة 8:33 بالتوقيت المحلي ، بدأ الصاروخ بشكل جميل مع مرشد.



في الدقائق الأولى ، كانت المعلومات متناقضة - أفادت بعض وكالات الأنباء عن إطلاق ناجح ، وكتب البعض عن فقدان القياس عن بعد. ولكن سرعان ما أصبح الوضع واضحًا - اختفى القياس عن بعد من الصاروخ لمدة 20 ثانية ، وبدونه لم يصدر مركز التحكم الأرضي أمرًا ببدء تشغيل محرك المرحلة الثانية. تسلق 200 كم ، تحطمت معززة الحمولة في المحيط الهادئ.

التصميم و cyclogram والحمولة


صاروخ حامل SS-520-4 هو تعديل لصاروخ SS-520 من عائلة S بأكملها من الصواريخ الجيوفيزيائية اليابانية.


الصورة: ويكيبيديا

جيوفيزيائية S-520 قادرة على رفع ما يصل إلى 100 كجم من البضائع إلى ارتفاع 300 كيلومتر وتوفير ما لا يقل عن خمس دقائق من انعدام الجاذبية للحمولة. تم إطلاقه لأول مرة في عام 1980 وآخر مرة في عام 2015. من خلال إضافة مرحلة ثانية إلى S-520 ، تلقت وكالة الفضاء اليابانية SS-520 ، والتي يمكن أن ترفع بالفعل 140 كجم إلى ارتفاع 1000 كم. في هذا الإصدار ، تم إطلاق الصاروخ بنجاح في عام 1998 من Utinoura Cosmodrome (وتسمى أيضًا كاجوشيما باسم المحافظة التي يقع فيها) وفي عام 2000 من أرض تدريب سفالبارد في النرويج. في الواقع ، SS-520-4 هو تحديد رقم الإطلاق ، وليس نوعًا منفصلاً من مركبة الإطلاق (لجعلها أكثر مرحًا ، لم يتم إطلاق SS-520-3 دون المداري بعد) ، ولكن هذه المرة تم وضع ثلاث مراحل على الصاروخ وإعادة التعيين كتلة التوجه.


الصورة: JAXA

كان من المخطط أن تكون دورة الإطلاق لمركبة الإطلاق غير عادية للغاية.

المرحلة الأولى من S-520 ، بقطر 0.52 م وطول 6.1 متر ، تطور متوسط ​​دفع 14.6 طن. مع الكتلة الإجمالية للصاروخ 2.6 طن ، كان التسارع الأولي 5.6 "نفس" ، وزاد فقط مع تطوير الوقود وتفتيح الصاروخ. عمل محرك المرحلة الأولى لمدة 31 ثانية ، وأنفق 1587 كيلوجرامًا من الوقود الصلب ، وخلال تلك الفترة قام بتسريع الصاروخ إلى 2 كم / ثانية وتمكن من رفعه إلى ارتفاع 26 كم. في الوقت نفسه ، لم يكن لدى المرحلة الأولى نظام تحكم خاص بها ، فقد استرشد بمنحدر متأرجح لجهاز الإطلاق وفي الرحلة لم يتم حله بواسطة مثبتات الذيل ، باستخدام الدوران لتحقيق الاستقرار في الرحلة.

في 67 ثانية من الرحلة وعلى ارتفاع 81 كم ، كان من المفترض أن تنخفض هدية الرأس. بعد ثانية أخرى ، يتم فصل الخطوة الأولى. بدءًا من 79 ثانية (الارتفاع 97 كم) ، تم التخطيط لتضمين نظام توجيه للغاز المضغوط. مدعومًا بخزان سعة 5.7 لتر مع النيتروجين المضغوط ، أدخلت محركات الغاز النبضي أولاً المرحلة الثانية والثالثة في البادئة ، ومن خلالها ، كان عليهم تحويل المجموعة في وضع أفقي. في 107 ثانية ، أكملت وحدة توجيه الخطة عملها وأعادت ضبطها بعد 40 ثانية.

في 157 ثانية ، كان على مركز التحكم الأرضي أن يقرر يدويًا ما إذا كان سيصدر أمرًا لمزيد من الانسحاب. إذا سار كل شيء على ما يرام ، فيجب إرسال هذا الأمر في 164 ثانية. في 180 ثانية ، عندما كان لدى سرعة الصاروخ وقت للانخفاض إلى كيلومتر في الثانية ، وارتفع الارتفاع إلى 179 كم ، سيتم تشغيل محرك المرحلة الثانية. المرحلة الثانية ، بطول 1.7 متر مع 325 كجم من الوقود ، كان من المفترض أن تسرع الصاروخ إلى 3.6 كم / ثانية في 24.4 ثانية. عند 235 ثانية ، سيتم إعادة ضبطها ، وبعد 3 ثوانٍ ، كان يجب تشغيل المرحلة الثالثة (بطول 0.8 م ، و 78 كجم من الوقود الصلب على متن الطائرة) ، والتي كان من شأنها تسريع الحمولة إلى 8.1 كم / ثانية. ونتيجة لذلك ، كان من المفترض أن يدخل قمر صناعي يزن 3 كجم إلى مدار 180x1500 كم في ما يزيد قليلاً عن أربع دقائق ، على الرغم من أن الأقمار الصناعية التقليدية ستطلق أقمارًا صناعية لمدة عشر دقائق تقريبًا.في الوقت نفسه ، لم يكن لدى المرحلتين الثانية والثالثة نظام تحكم كامل ، تم تثبيتهما بالتناوب ، ولم يكن في المرحلة الثالثة حتى قنوات قياس عن بُعد كاملة - تم تركيب وحدة GPS صغيرة عليها ، والتي كان من المفترض ، عبر أقمار اتصالات Iridium ، الإبلاغ عن بيانات الارتفاع والسرعة.

تحول ملف السحب أيضًا إلى أنه غير معتاد - حدثت البداية بشكل حاد في الأفق ، ثم انتقلت الحمولة بشكل أفقي تقريبًا.



كان وزن مركبة الإطلاق 2.6 طن ، مما يجعلها واحدة من أخف مركبات الإطلاق الفضائية في تاريخ علم الفضاء. للمقارنة ، وزن سوبر ستريبي 28 طنا.

كانت الحمولة 3U TRICOM-1 مكعبات مع ست كاميرات لمراقبة الأرض.


الصورة: JAXA

المستقبل الضبابي


على الرغم من بساطة التكنولوجيا المستخدمة ، أنفقت اليابان 3.5 مليون دولار على SS-520-4. كان من المتوقع أن تكون عمليات الإطلاق اللاحقة أرخص ، ولكن من غير المعروف حتى الآن ما إذا كان برنامج SS-520 سيتطور ، وإذا كان الأمر كذلك ، كيف. للمقارنة ، أنفقوا 45 مليون دولار على Super Strypi منذ عام 2007 ، واعتبارًا من عام 2016 ، المشروع معلق في الهواء - لم يتم إغلاقه تمامًا ، لكنهم لا يخصصون أموالًا للصواريخ الجديدة ، وليس من المعروف ما إذا كانوا سيخصصون.

ومع ذلك ، فإن مبدأ إطلاق مركبة خفيفة للغاية لإزالة السواتل النانوية قد يكون له إمكانات جيدة. تم إطلاق أول cubsats في عام 2003 ، في السنوات الأخيرة تم سحب أكثر من ثلاثمائة cubsats من مختلف الأشكال ، وفي البيان لعام 2017 فقط ، هم بالفعل في منطقة مائتي. تنتقل السواتل النانوية بثقة إلى المستوى التطبيقي من أجهزة الطلاب والأجهزة التجريبية. كقاعدة ، يتم إطلاقها الآن بحمل عابر مع قمر صناعي "عادي" أو مجموعات كبيرة ، وتقدر القيمة السوقية للإطلاق بـ 250 ألف دولار لكل وحدة مكعبة من تنسيق 3U (3 كتل 10x10x11.35 سم). من الناحية النظرية ، يمكن للعميل دفع المزيد مقابل القدرة على إطلاق cubsat بسرعة في مدار منفصل. هذا هو المكان الذي يمكن العثور فيه على مكانة لمركبات الإطلاق البسيطة التي:

  • استخدم الوقود الصلب ، وهو أسهل وأرخص في التعامل معه.
  • قلل من كمية الإلكترونيات - ابدأ من المنحدر واستقر بالدوران وعمومًا لا تستخدم أنظمة التحكم في بعض المراحل.
  • تقليل التكاليف غير المباشرة عن طريق تقليل عدد الموظفين وتقليل الحجم وتبسيط الصيانة.

إذا كانت هناك شركة يمكنها التغلب على المشاكل التي تسببها هذه الحلول التقنية (على سبيل المثال ، محرك Super Strypi في المرحلة الأولى لا يمكنه تحمل الدوران) ، فسوف ينجو من الفشل الأول ويكون قادرًا على خفض سعر الإطلاق ، ثم يمكن أن تصبح مركبات الإطلاق خفيفة للغاية شائعة في السوق المتنامية السواتل النانوية.

Source: https://habr.com/ru/post/ar400831/

More articles:


All Articles