Como nossos foguetes perdem peso

Uma tendência interessante apareceu na indústria espacial doméstica. Os foguetes de reforço comuns começam a clarear, removendo uma das etapas. O Proton pesado adquirirá em breve uma versão média e leve, e recentemente houve notícias de que a Soyuz também terá uma nova versão leve. Como e por que os foguetes "perdem peso"?

Proton Light

Notícias sobre este projeto apareceram no verão. No Proton-M, que em sua forma original possui, de fato, quatro estágios (três estágios do veículo de lançamento e da unidade de reforço), foi proposto remover o segundo estágio. Nesse caso, a massa do foguete diminuiria em 168 toneladas, ou aproximadamente 20%. Mas eles querem devolver parte do combustível prolongando o primeiro e o terceiro (tornou-se o segundo) estágio. Em uma versão ainda mais leve do "Proton", vamos remover dois motores com blocos laterais que armazenam combustível. Como apenas o agente oxidante está no bloco central do primeiro estágio, você precisará adicionar um pequeno tanque com combustível.



Os mísseis resultantes são mais simples e baratos, mas sua capacidade de carga é suficiente para satélites padrão em órbita geoestacionária. É aqui que vivem a maioria dos satélites de telecomunicações comerciais, que trazem lucro aos fabricantes e criadores dos foguetes que os lançam.

Algumas fontes também escrevem sobre a remoção do bloco auxiliar Briz-M com o lançamento de satélites por duas inclusões do segundo (antigo terceiro) estágio e sobre a idéia de pouso suave do primeiro estágio, mas essa informação provavelmente não é verdadeira. Ambas as opções reduziriam muito a capacidade de carga, o que não observamos.



Observe que, na figura, em princípio, a capacidade de carga em baixa órbita terrestre não é indicada. O fato é que Proton exibiu os módulos da ISS pela última vez em 1998-2000 e, desde então, trabalha exclusivamente para órbitas mais altas.

As designações GPO 1800 e 1500 na figura são uma órbita geotransicional a partir da qual o próprio satélite entrará na órbita geoestacionária com seus próprios motores. No mundo, existem dois padrões que se desenvolveram historicamente - o GPO, com o qual é necessário acelerar a 1800 m / s, geralmente é usado por americanos, chineses e japoneses, e o GPO, com o qual é necessário acelerar a 1500 m / s, familiar aos europeus. O "Proton", a partir de Baikonur, pode entrar em órbita com parâmetros diferentes, mas a partir do qual o caminho para a órbita geoestacionária terá os mesmos 1500 ou 1800 m / s para os quais o satélite foi projetado, ou seja, competirá com todos os países. A ILS, empresa que vende serviços de lançamento de prótons, publicou um documentocom características detalhadas de transporte de carga de diferentes variantes de prótons, dependendo dos parâmetros da órbita e quanto é necessário acelerar para uma órbita geoestacionária. Aqui está, por exemplo, uma tabela para Proton Medium: A



publicação de especificações detalhadas para clientes em potencial indica que o projeto está sendo implementado com sucesso, e os primeiros Protons leves têm chances reais de voar em 2018 (médio) e 2019 (leve), conforme planejado . Além disso, o primeiro contrato já foi assinado para o Proton Medium - de acordo com informações oficiais da ILS , o lançamento do Proton Medium com um satélite sem nome deve ser lançado em 2019-2020, no interesse da Eutelsat Communications, um dos maiores fornecedores de comunicações por satélite.

O motivo do surgimento das versões média e leve do Proton é simples - a concorrência no mercado de serviços de lançamento. O custo exato dos contratos de dedução de satélite é informação proprietária. Vários especialistas estimam o custo de lançamento de satélites com um Proton pesado na região de US $ 60 a 65 milhões, o que é comparável ao custo estimado dos serviços de lançamento da SpaceX da Ilona Mask. Anteriormente, o ILS tinha a vantagem de que o lançamento não atrasou e ocorreu conforme o planejado, mas nos últimos anos, o Proton, por várias razões, vem ocorrendo um acidente por ano. A investigação das causas do acidente e sua eliminação levou meses e os lançamentos foram adiados. De acordo com o designer geral dos sistemas de mísseis de Roscosmos de Alexander Medvedev, o leve Proton será um quarto mais barato, o que tornará possível competir com sucesso com o Falcon 9 da SpaceX.

Soyuz-2LK

Notícias mais recentes - com base no veículo de lançamento Soyuz-2, propõe-se fazer uma modificação leve do Soyuz-2LK removendo o terceiro estágio. Em vez disso, haverá um bloco acelerado "Fragata", que em algumas modificações da "União" é o quarto passo.



O foguete resultante terá uma carga útil de 2-3,85 toneladas em uma órbita síncrona ao sol. Essa órbita é frequentemente usada pelos satélites de sensoriamento remoto da Terra, meteorologia e cartografia, porque nele o satélite sobrevoa diferentes partes do planeta ao mesmo tempo local. O bloco auxiliar de fragata pode dar partida no motor várias vezes e, portanto, poderá lançar vários satélites em órbitas diferentes. E sem o terceiro estágio, que é um mecanismo moderno (e mais caro), o custo é esperado, será reduzido em 25-40%. Atualmente, no mundo já existem quatro complexos de lançamento para o veículo de lançamento da Soyuz (Baikonur, Plesetsk, Kuru, Vostochny), e o novo míssil é compatível com eles. É verdade que é improvável que os europeus comprem Soyuz-2LK em Kuru, eles já têm um isqueiro, mas o próprio Vega.

Também é curioso que a Soyuz já tenha uma modificação de luz duas vezes - Soyuz-2.1v , na qual o primeiro estágio foi removido, o motor do segundo estágio foi atualizado e uma nova unidade de saída Volga foi adicionada.



Mas o Soyuz-2.1v possui capacidade de carga duas vezes menos na órbita síncrona ao sol que o Soyuz-2LK. Teoricamente, eles podem resolver problemas diferentes, a opção 2.1c exibirá satélites únicos para Roscosmos / Ministério da Defesa e LC - vários satélites comerciais ao mesmo tempo. O trabalho no projeto ainda não começou, mas se o financiamento começar a fluir agora, o Soyuz-2LK poderá voar pela primeira vez em 2019-2020.

Conclusão

À esquerda está o R-7, do qual toda a família cresceu, incluindo a Soyuz-2 à direita, o UR-500, o pai de dois estágios de Proton.

É engraçado, mas os dois mísseis, que agora estão "perdendo peso", começaram sua longa e gloriosa carreira como dois estágios. Mais tarde, o número de etapas aumentou primeiro para três e depois para quatro. E no fato de que no século XXI, por razões pragmáticas, eles obtêm opções mais leves, tornando-se semelhantes aos seus ancestrais, existe um tipo de dialética de mísseis. Bem, se em palavras muito simples, é bom que nossos cientistas de foguetes não descansem sobre os louros e não percam a oportunidade de fabricar novos equipamentos, mas tentem responder aos desafios de hoje.

Veja também:

" Histórico de modificações das famílias" R-7 "e" Soyuz-2.1v " .
"Como anteriormente removido as etapas e tentativas de criar um foguete universal.
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Source: https://habr.com/ru/post/pt399603/