¿Cómo pierden peso nuestros cohetes?

Una tendencia interesante ha aparecido en la industria espacial nacional. Los cohetes de refuerzo habituales comienzan a aligerarse, eliminando uno de los pasos. El pesado Proton pronto adquirirá una versión mediana y ligera, y recientemente hubo noticias de que Soyuz también tendrá una nueva versión ligera. ¿Cómo y por qué los cohetes "pierden peso"?

Luz de protones

Las noticias sobre este proyecto aparecieron en el verano. En Proton-M, que en su forma original tiene, de hecho, cuatro etapas (tres etapas del vehículo de lanzamiento y la unidad de refuerzo), se propuso eliminar la segunda etapa. En este caso, la masa del cohete disminuiría en 168 toneladas, o aproximadamente un 20%. Pero quieren devolver parte del combustible alargando la primera y tercera (se convirtió en la segunda) etapa. En una versión aún más ligera del "Protón" se van a quitar dos motores con bloques laterales que almacenan combustible. Como solo el agente oxidante se encuentra en el bloque central de la primera etapa, deberá agregar un tanque pequeño con combustible.



Los misiles resultantes son más simples y más baratos, pero su capacidad de carga es suficiente para los satélites estándar en órbita geoestacionaria. Aquí es donde viven la mayoría de los satélites comerciales de telecomunicaciones, que brindan ganancias a sus fabricantes y a los creadores de los cohetes que los lanzan.

Algunas fuentes también escriben sobre la eliminación del bloque de refuerzo Briz-M con el lanzamiento de satélites por dos inclusiones de la segunda (tercera tercera) etapa y sobre la idea del aterrizaje suave de la primera etapa, pero esta información probablemente no sea cierta. Ambas opciones reducirían seriamente la capacidad de carga, lo que no observamos.



Tenga en cuenta que en la imagen, en principio, no se indica la capacidad de carga en órbita terrestre baja. El hecho es que Proton mostró por última vez los módulos ISS en 1998-2000, y desde entonces ha funcionado exclusivamente para órbitas más altas.

Las designaciones GPO 1800 y 1500 en la figura son una órbita geo-transicional desde la cual el satélite mismo ingresará a la órbita geoestacionaria con sus propios motores. En el mundo hay dos estándares que se han desarrollado históricamente: GPO, con el que es necesario acelerar en 1800 m / s, generalmente lo usan estadounidenses, chinos y japoneses, y GPO, con el que es necesario acelerar en 1500 m / s, lo cual es común para los europeos. El "protón", a partir de Baikonur, puede entrar en órbitas con diferentes parámetros, pero desde el camino a la órbita geoestacionaria tomará los mismos 1500 o 1800 m / s para los que está diseñado el satélite, es decir, competirá con todos los países. ILS, una compañía que vende servicios de lanzamiento de protones, ha publicado un documentocon características detalladas de transporte de carga de diferentes variantes de protones, dependiendo de los parámetros de la órbita y cuánto es necesario acelerar a una órbita geoestacionaria. Aquí hay, por ejemplo, una tabla para Proton Medium: la



publicación de especificaciones detalladas para clientes potenciales indica que el proyecto se está implementando con éxito, y los primeros Protons livianos tienen posibilidades reales de volar en 2018 (mediano) y 2019 (ligero), según lo planeado . Además, el primer contrato ya se firmó para Proton Medium: según la información oficial de ILS , el lanzamiento de Proton Medium con un satélite sin nombre se lanzará en 2019-2020 en interés de Eutelsat Communications, uno de los mayores proveedores de comunicaciones por satélite.

La razón de la aparición de las versiones media y ligera de Proton es simple: competencia en el mercado de servicios de lanzamiento. El costo exacto de los contratos de deducción satelital es información patentada. Varios expertos estiman el costo de lanzar satélites con un Protón pesado en la región de $ 60-65 millones, que es comparable al costo estimado de los servicios de lanzamiento de SpaceX por parte de Ilona Mask. Anteriormente, el ILS tenía la ventaja de que el lanzamiento no se retrasó y se realizó de acuerdo con el plan, pero en los últimos años, Proton, por diversas razones, ha estado ocurriendo un accidente al año. La investigación de las causas del accidente y su eliminación tomó meses, y los lanzamientos se retrasaron. De acuerdo a Como diseñador general de los sistemas de misiles de Roscosmos de Alexander Medvedev, el ligero Proton será un cuarto más barato, lo que permitirá competir con éxito con el Falcon 9 de SpaceX.

Soyuz-2LK

Noticias más recientes: sobre la base del vehículo de lanzamiento Soyuz-2, se propone realizar una ligera modificación del Soyuz-2LK eliminando la tercera etapa. En cambio, habrá un bloque acelerador "Fragata", que en algunas modificaciones de la "Unión" es el cuarto paso.



El cohete resultante tendrá una carga útil de 2-3.85 toneladas en una órbita sincrónica al sol. Esta órbita es utilizada a menudo por los satélites de detección remota de la Tierra, la meteorología y la cartografía, porque en ella el satélite vuela sobre diferentes partes del planeta a la misma hora local. El bloque de refuerzo Frigate puede arrancar el motor varias veces y, por lo tanto, podrá lanzar varios satélites en diferentes órbitas. Y sin la tercera etapa, que es un motor moderno (y más caro), se espera que el costo, se reducirá en un 25-40%. En el mundo ahora ya hay cuatro complejos de lanzamiento para el vehículo de lanzamiento Soyuz (Baikonur, Plesetsk, Kuru, Vostochny), y el nuevo misil es compatible con ellos. Es cierto que es poco probable que los europeos compren Soyuz-2LK en Kuru, ya tienen un encendedor, pero su propia Vega.

También es curioso que Soyuz ya tenga una modificación ligera dos veces: Soyuz-2.1v , en la que se quitó la primera etapa, se actualizó el motor de la segunda etapa y se agregó una nueva unidad de salida Volga.



Pero Soyuz-2.1v tiene más de dos veces menos capacidad de carga en la órbita sincrónica solar que Soyuz-2LK. Teóricamente, pueden resolver diferentes problemas, la opción 2.1c mostrará satélites individuales para Roscosmos / Ministerio de Defensa, y LC, varios satélites comerciales a la vez. El trabajo en el proyecto aún no ha comenzado, pero si los fondos comienzan a fluir ahora, Soyuz-2LK podrá volar por primera vez en 2019-2020.

Conclusión

A la izquierda está el R-7, del que creció toda la familia, incluido Soyuz-2 a la derecha, el UR-500, el padre de dos etapas de Proton.

Es curioso, pero ambos misiles, que ahora están "perdiendo peso", comenzaron su larga y gloriosa carrera como dos etapas. Más tarde, el número de pasos aumentó primero a tres, luego a cuatro. Y en el hecho de que en el siglo XXI, por razones pragmáticas, obtienen opciones más livianas, volviéndose similares a sus antepasados, existe una especie de dialéctica de misiles. Bueno, si en palabras muy simples, es bueno que nuestros científicos de cohetes no descansen en sus laureles y no pierdan la oportunidad de fabricar nuevos equipos, sino que intenten responder a los desafíos de hoy.

Ver también:

" Historial de modificaciones de las familias" R-7 "y" Soyuz-2.1v " .
"Como se eliminó anteriormente, los pasos y los intentos de crear un cohete universal.
» Publicaciones similares con diferentes formas de facilitar el acceso al espacio.

Source: https://habr.com/ru/post/es399603/