ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ КОСМОНАВТИКИ В МИРЕ

СРЕДСТВА ВЫВЕДЕНИЯ - ЛОКОМОТИВЫ КОСМОНАВТИКИ

Носители легкого класса

Легкие носители других стран

В Бразилии при участии Института аэронавтики и космоса IAEB с конца 1980-х гг. велась разработка первой бразильской ракеты-носителя VLS. Первоначально ввод в эксплуатацию трехступенчатой твердо-топливной ракеты VLS намечалось осуществить в 1992 г..однако ряд серьезных технических проблем вынудили перенести первый ее старт на 1997 г. Первая попытка запуска в ноябре 1997 г. закончилась неудачей. Стоимость разработки РН VLS оценивается в 450 млн дол.

При стартовой массе 50 т РН VLS,оснащенная четырьмя твердо-топливными ускорителями, позволит выводить на околоземную орбиту высотой 750 км и наклонением 25° полезные нагрузки массой до 200 кг. Стоимость пуска - 6,5 млн дол. Удобное расположение стартового комплекса, с которого осуществлялся запуск РН VLS (космодром Алкантара с координатами 2°17' ю.ш., 44°23' з.д.), позволяет Бразилии надеяться на получение заказов на выведение коммерческих ПН.

В настоящее время разрабатываются еще две модификации РН: VLS-2 грузоподъемностью 0,6 т и VLS-3 грузоподъемностью 0,1 т. В Индии практическое использование собственных РН началось в 1980-х гг., когда с помощью первой РН SLV были выведены в 1980 - 1983 гг. на невысокие орбиты три КА "Рохинни" массой 40 кг.

На основе этой РН была разработана более мощная четырехступенчатая РН ASLV, которая может вывести на экваториальную орбиту высотой 400 км ПН массой 150 кг. Стартовая масса РН - 39 т. Первый и второй запуски, состоявшиеся соответственно в 1987 и 1988 гг., окончились авариями РН. В результате успешного запуска в мае 1992 г. РН ASLV-D3 на орбиту был выведен исследовательский К A SROSS.

В январе 1994 г. был произведен еще один запуск индийской РН ASLV-D4. Запуск прошел успешно. Всего с начала эксплуатации было осуществлено четыре запуска РН ASLV. PH ASLV-D4 может стать последней из ракет этой серии. В настоящее время продолжаются работы по созданию новой РН PSLV.

Индийская РН PSLV

При первом испытательном полете в сентябре 1993 г. (стоимость запуска оценивается в 144 млн. дол.) из-за отказа БЦВМ произошло нештатное разделение ступеней, в результате чего ракета, отклонившись от расчетной траектории, доставила полезный груз - многоцелевой спутник IRS-IE массой около 900 кг - на нерасчетную низкую орбиту.

Второй испытательный запуск новой ракеты-носителя PSLV, осуществленный 15 октября 1994 г. с полигона Шрихарикота, прошел успешно: на круговую солнечно-синхронную орбиту высотой 820 км и наклонением 99° был выведен спутник дистанционного зондирования Земли IRS-P2 массой 804 кг.

По состоянию на 1 января 1999 г. было осуществлено еще четыре успешных запуска PSLV. РН состоит из четырех ступеней (первая и третья ступени - твердотопливные, вторая и четвертая - жидкостные), ТТУ и оснащена ГО диаметром 3,2 м,длиной 8,3 м.

РН PSLV при стартовой массе 275 т позволяет выводить на низкую околоземную орбиту высотой 400 км ПГ массой 3 т, на ССО высотой 900 км и наклонением 99° - 1 т, а на переходную орбиту - 0,45 т. Ввод в эксплуатацию ракет PSLV стал важным этапом в реализации национальной космической программы Индии. Эта транспортная система позволяет Индии существенно уменьшить свою зависимость от других стран при выполнении космических исследований.

С помощью РН PSLV и GSLV Индия рассчитывает добиться некоторых успехов на коммерческом рынке средств выведения космических аппаратов. Япония эксплуатирует целый ряд носителей легкого класса. Твердотопливная трехступенчатая японская РН Mu-3S,принадлежащая организации ISAS, имеет длину 20 м и стартовую массу 54 т. Полезная нагрузка, выводимая на низкую околоземную орбиту (Нп = 450 км,Яа = 570 км),составляет 220...300 кг.

Имеется модификация РН Ми-ЗН,у которой на первой ступени используется более мощный РДТТ с тягой 114 тс. Ее первый запуск состоялся в 1974 г. Изготавливается кооперацией фирм при головной роли Nissan Motors. РН Mu-3S2 также твердотопливная, трехступенчатая. Имеет большую длину (28,2 м) и большую стартовую массу (62 т). Выводимая ею на низкую околоземную орбиту высотой 250 км полезная нагрузка достигает 770 кг. Изготавливается кооперацией фирм при головной роли Nissan Motors по заказу Института космических и астрономических исследований (ISAS). Первый запуск данной РН был произведен в 1985 г. В настоящее время эксплуатация РН Mu-3S2 завершена.

Новая трехступенчатая ракета М-5, работы по созданию которой начались в 1990 г., должна стать одной из крупнейших твердотопливных РН в мире. При длине 31 м и диаметре 2,5 м ее стартовая масса составит 139 т. М-5 должна будет обеспечивать выведение на низкую околоземную орбиту высотой 200 км и наклонением 31° 2,2 т полезного груза, на орбиту высотой 500 км и наклонением 31° - 2,0 т, а на переходную к стационарной орбите - 0,8 т.

Общие затраты на создание РН М-5 оцениваются в 133 млн. дол., а стоимость запуска РН не должна превысить 36 млн дол. Если последняя характеристика будет реализована на практике, то удельные затраты на выведение грузов с помощью этой ТКС сократятся по сравнению с РН M-3S2 почти в четыре раза - с 70 до 18 тыс. дол./кг. Выбор РДТТ для РН М-5 обусловлен их дешевизной, простотой, высокой надежностью и накопленным ISAS опытом их эксплуатации. К числу других достоинств РДТТ можно отнести высокую тягу и соответственно быстрый набор скорости. Изготовление всех трех ступеней РН М-5 ведется компанией Nissan Motors.

Первый запуск РН М-5 состоялся в 1997 г. В основном этот носитель будет использоваться для выведения КА научного назначения. В 1990 г. институт ISAS совместно с фирмой Nissan Motors начал изучать возможности создания трехступенчатой твердотопливной ракеты типа ALV (Air-launched vehicle), старт которой осуществляется с борта самолета или какого-либо другого носителя.

Новая ТКС будет представлять собой сборку второй и третьей ступеней ракеты М-5,а в качестве верхней ступени предполагается использовать третью ступень РН M-3S2. Стартовая масса такой системы составит около 52 т, длина 17 м. Запуск ракеты,которая будет оснащаться несущими плоскостями для полета в верхних слоях атмосферы, предполагается производить на высоте 10 км при скорости движения самолета 200 м/с. По предварительным оценкам, энергетические характеристики этой РН позволят выводить на околоземную орбиту высотой 250км аппараты массой 1,27 т. При этом разработчики предполагают обеспечить удельную стоимость выведения грузов не выше 2556 дол./кг, т.е. затраты,связанные с осуществлением запуска, не должны превышать 3,2 млн дол.

В 1991 г. с санкции Комиссии по космическим программам SAC (Space Activities Commission) Управление NASDA приступило к проектированию ТКС, рассчитанной на выведение аппаратов среднего и легкого классов. В целях максимального снижения потребных затрат новая трехступенчатая твердотопливная РН, по лучившая обозначение J-1, создавалась на базе уже имеющихся в Японии технологий. Значительная роль в реализации этого проекта отводилась институту IS AS, специализирующемуся на разработке и эксплуатации твердотопливных ракетных блоков.

Первая ступень ракеты J-1 разработана на базе стартового ускорителя РН Н2,в качестве остальных ступеней используется сборка второй и третьей ступеней ракеты M-3S2. Стартовая масса РН составляет 87 т,высота — 33 м. Масса ПН, выводимой на низкую околоземную орбиту, составит около 1 т. Стоимость разработки РН J-1 оценивается в 90 млн. дол.

Первый запуск J-1 состоялся в 1996 г. Стоимость этого запуска составила 43 млн. дол. За счет использования новых РДТТ и упрощения процесса предполетной подготовки предполагалось сократить расходы на запуск до 20 млн дол. Однако этого достичь не удалось. Стоимость J-1 превышала в 2...3 раза стоимость зарубежных РН аналогичного класса. В 1999 г. программа была закрыта.

В качестве альтернативного проекта рассматривается вариант создания РН J-2 - двухступенчатой жидкостной ракеты, использующей российские двигатели НК-33. Китай также имеет в своем распоряжении несколько типов легких носителей. Комбинированная трехступенчатая РН CZ-1D имеет стартовую массу 81 т и длину 28,2 м. Полезная нагрузка, выводимая на низкую околоземную орбиту высотой 300 км и наклонением 57°, составляет 0,75 т.

Эксплуатация РН осуществляется с 1991 г. Стоимость пуска около 10 млн. дол. РН CZ-2C эксплуатируется с 1975 г. Эта полностью жидкостная двухступенчатая ракета имеет стартовую массу 191 т и длину 38,4 м. Она позволяет выводить на орбиту с параметрами 400x185 км полезную нагрузку массой 2 т. С помощью модифицированной РН CZ-2C осуществляется выведение коммерческих полезных нагрузок. Так, в 1997 - 1998 гг. РН CZ-2C было выведено шесть КА Iridium. В дальнейшем эти носители предполагалось использовать для поддержания орбитальной группировки системы Iridium.

Оценочная стоимость пуска РН CZ-2C составляет 25...35 млн. дол. По состоянию на 1 января 1999 г. осуществлено 20 пусков этой РН. Южнокорейская фирма Hyundai в рамках программы Министерства науки и технологий разрабатывает трехступенчатую жидкостную РН HD-1L, работающую на жидком кислороде и керосине. Длина РН 30 м, стартовая масса 100 т.

HD-1L должна обеспечивать выведение на низкие околоземные орбиты ПН массой около 1 т. Начало эксплуатации РН HD-1L ожидается с 2015 г.