Comment nos fusées perdent du poids

Une tendance intéressante est apparue dans l'industrie spatiale nationale. Les fusées d'appoint habituelles commencent à s'éclaircir, supprimant l'une des étapes. Le lourd Proton va très prochainement acquérir une version moyenne et légère, et il y a eu récemment des nouvelles que Soyouz aurait également une nouvelle version légère. Comment et pourquoi les roquettes "perdent du poids"?

Proton Light

Des nouvelles de ce projet sont apparues cet été. Chez Proton-M, qui dans sa forme originale comporte en fait quatre étages (trois étages du lanceur et du booster), il a été proposé de supprimer le deuxième étage. Dans ce cas, la masse de la fusée diminuerait de 168 tonnes, soit environ 20%. Mais ils veulent restituer une partie du carburant en allongeant les première et troisième (devenues la deuxième) étapes. Dans une version encore plus légère du "Proton", on va supprimer deux moteurs avec des blocs latéraux qui stockent le carburant. Étant donné que seul l'agent oxydant se trouve dans le bloc central de la première étape, vous devrez ajouter un petit réservoir de carburant.



Les missiles qui en résultent sont plus simples et moins chers, mais leur capacité de charge est suffisante pour les satellites standard en orbite géostationnaire. C'est là que vivent la plupart des satellites de télécommunications commerciaux, qui profitent à leurs fabricants et aux créateurs des fusées qui les lancent.

Certaines sources écrivent également sur la suppression du bloc d'appoint Breeze-M avec le lancement de satellites par deux inclusions de la deuxième (ancienne troisième étape) et sur l'idée d'un atterrissage en douceur de la première étape, mais, à coup sûr, cette information n'est pas vraie. Ces deux options réduiraient très sérieusement la capacité de charge, ce que nous n'observons pas.



Veuillez noter que dans l'image, en principe, la capacité de charge en orbite terrestre basse n'est pas indiquée. Le fait est que Proton a affiché la dernière fois les modules ISS en 1998-2000, et depuis lors, il a travaillé exclusivement pour des orbites plus élevées.

Les désignations GPO 1800 et 1500 sur la figure sont une orbite géo-transitionnelle à partir de laquelle le satellite lui-même entrera dans l'orbite géostationnaire avec ses propres moteurs. Dans le monde, deux normes se sont développées historiquement - le GPO, avec lequel il faut accélérer à 1800 m / s, il est généralement utilisé par les Américains, les Chinois et les Japonais, et le GPO, avec lequel il faut accélérer à 1500 m / s, familier aux Européens. Le «proton», à partir de Baïkonour, peut aller sur des orbites avec d'autres paramètres, mais dont la route vers l'orbite géostationnaire prendra les mêmes 1 500 ou 1 800 m / s pour lesquels le satellite est conçu, c'est-à-dire en concurrence avec tous les pays. ILS, une société qui vend des services de lancement de protons, a publié un documentavec des caractéristiques porteuses détaillées de différentes variantes de Proton en fonction des paramètres de l'orbite et de la quantité nécessaire pour accélérer vers une orbite géostationnaire. Voici, par exemple, un tableau pour Proton Medium: La



publication de spécifications détaillées pour les clients potentiels indique que le projet est mis en œuvre avec succès, et les premiers Protons légers ont de réelles chances de voler en 2018 (moyen) et 2019 (léger), comme prévu . De plus, le premier contrat a déjà été signé pour Proton Medium - selon les informations officielles d' ILS , le lancement de Proton Medium avec un satellite sans nom devrait être lancé en 2019-2020 dans l'intérêt d'Eutelsat Communications, l'un des plus grands fournisseurs de communications par satellite.

La raison de l'apparition des versions moyennes et légères de Proton est simple: la concurrence sur le marché des services de lancement. Le coût exact des contrats de déduction par satellite est une information exclusive. Divers experts estiment le coût du lancement de satellites avec un Proton lourd dans la région de 60 à 65 millions de dollars, ce qui est comparable au coût estimé des services de lancement SpaceX par Ilona Mask. Auparavant, l'ILS avait l'avantage que le lancement n'a pas retardé et s'est déroulé comme prévu, mais ces dernières années, Proton, pour diverses raisons, a subi un accident par an. L'enquête sur les causes de l'accident et leur élimination a pris des mois et les lancements ont été retardés. selon l'avis concepteur général des systèmes de missiles Roscosmos d’Alexander Medvedev, le Proton léger sera un quart moins cher, ce qui permettra de concurrencer avec succès le Falcon 9 de SpaceX.

Soyuz-2LK

Nouvelles plus récentes - sur la base du lanceur Soyuz-2, il est proposé d'apporter une légère modification au Soyuz-2LK en supprimant le troisième étage. Au lieu de cela, il y aura un bloc accélérateur "Frégate", qui dans certaines modifications de "l'Union" est la quatrième étape.



La fusée résultante aura une charge utile de 2-3,85 tonnes sur une orbite synchrone solaire. Cette orbite est souvent utilisée par les satellites de télédétection de la Terre, la météorologie et la cartographie, car sur elle le satellite survole différentes parties de la planète au même moment local. Le booster Frigate peut démarrer le moteur plusieurs fois et pourra donc lancer plusieurs satellites sur différentes orbites. Et sans le troisième étage, qui est un moteur moderne (et plus cher), le coût est attendu, sera réduit de 25 à 40%. Il existe déjà dans le monde quatre complexes de lancement pour le lanceur Soyouz (Baïkonour, Plesetsk, Kuru, Vostochny), et le nouveau missile est compatible avec eux. Certes, il est peu probable que les Européens achètent du Soyouz-2LK à Kuru, ils ont déjà un briquet, mais leur propre Vega.

Il est également curieux que Soyuz ait déjà une modification de la lumière à deux reprises - Soyuz-2.1v , dans laquelle le premier étage a été supprimé, le moteur du deuxième étage a été mis à jour et une nouvelle unité de sortie Volga a été ajoutée.



Mais Soyuz-2.1v a une capacité de charge plus de deux fois inférieure sur l'orbite synchrone solaire que Soyuz-2LK. Théoriquement, ils peuvent résoudre différents problèmes, l'option 2.1c affichera des satellites uniques pour Roscosmos / ministère de la Défense et LC - plusieurs satellites commerciaux à la fois. Les travaux sur le projet n'ont pas encore commencé, mais si le financement commence à circuler maintenant, Soyuz-2LK pourra voler pour la première fois en 2019-2020.

Conclusion

À gauche se trouve le R-7, à partir duquel toute la famille s'est développée, y compris Soyouz-2 à droite, l'UR-500, le père en deux étapes de Proton.

C'est drôle, mais les deux missiles, qui "perdent du poids", ont commencé leur longue et glorieuse carrière en deux étapes. Plus tard, le nombre de pas est passé à trois, puis à quatre. Et dans le fait qu'au 21e siècle, pour des raisons pragmatiques, ils disposent d'options plus légères, devenant similaires à leurs ancêtres, il existe une sorte de dialectique des missiles. Eh bien, si en termes très simples, il est bon que nos spécialistes des fusées ne se soient pas reposés sur leurs lauriers et n'aient pas perdu l'occasion de fabriquer de nouveaux équipements, mais tentent de relever les défis d'aujourd'hui.

Voir aussi:

" Historique des modifications des familles" R-7 "et" Soyuz-2.1v " .
"Comme précédemment supprimé les étapes et tente de créer une fusée universelle.
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Source: https://habr.com/ru/post/fr399603/