Kosmosun fəthi bəşəriyyətin ən əhəmiyyətli və dövrü qazanan nailiyyətlərindən birinə çevrildi. Fırlatma vasitələrinin və onların buraxılması üçün infrastrukturun yaradılması dünyanın aparıcı ölkələrindən böyük səylər tələb edirdi. Dövrümüzdə, kosmosa onlarla uçuş həyata keçirə bilən, tamamilə təkrar istifadə edilə bilən raketlər yaratmaq meyli var. Onların inkişafı və istismarı hələ də yalnız dövlətlər və ya böyük şirkətlər tərəfindən (yenə də dövlətin dəstəyi ilə) ayrılan böyük resurslara ehtiyac duyur.
XXI əsrin əvvəllərində elektron komponentlərin təkmilləşdirilməsi və miniatürləşdirilməsi kütləsi 1-100 aralığında olan kiçik ölçülü peyklərin ("mikrosatellitlər" və "nanosatellitlər" adlanan) yaradılmasına imkan verdi. kq. Son zamanlar "pikosatellitlər" (100 q -dan 1 kq -a qədər) və "femto peyklər" (100 q -dan az) haqqında danışırıq. Bu cür peyklər müxtəlif müştərilərdən qrup yükü kimi və ya "böyük" kosmik gəmiyə (SC) keçən yük kimi buraxıla bilər. Bu buraxılış metodu həmişə əlverişli olmur, çünki nanosellit istehsalçıları (bundan sonra ultra kiçik kosmik gəmilərin bütün ölçüləri üçün bu təyinatı istifadə edəcəyik) əsas yükün buraxılması üçün müştərilərin cədvəlinə uyğunlaşmalı olurlar. buraxılış orbitlərindəki fərqlər.
Bu, təxminən 1-100 kq ağırlığında kosmik gəmiləri buraxa bilən ultra kiçik raketlərə tələbatın yaranmasına səbəb oldu.
DARPA və KB "MiG"
Yerdən, havadan və dənizə atılan bir çox ultralight raketlərin layihələri var idi və inkişaf etdirilir. Xüsusilə, Amerika agentliyi DARPA ultra kiçik kosmik gəmilərin sürətlə buraxılması problemi üzərində fəal işləyirdi. Xüsusilə, 2012-ci ildə başlanan ALASA layihəsini xatırlatmaq olar, bunun çərçivəsində F-15E qırıcısından buraxmaq və 45 kq-a qədər olan peykləri aşağı orbitə buraxmaq üçün nəzərdə tutulmuş kiçik ölçülü bir raketin yaradılması planlaşdırılırdı. (LEO).
Raketə quraşdırılmış raket mühərriki monopropilen, azot oksidi və asetilen də daxil olmaqla NA-7 monopropellantda işləməli idi. Başlanğıc dəyəri 1 milyon dolları keçməməli idi. Ehtimal ki, bu layihəyə son qoyan yanacaq problemi, xüsusən də kortəbii yanması və partlama meyli idi.
Bənzər bir layihə Rusiyada hazırlanırdı. 1997-ci ildə MiG dizayn bürosu, KazKosmos (Qazaxıstan) ilə birlikdə çevrilmiş MiG-31I tutucu (İşim) istifadə edərək faydalı yük (PN) buraxma sistemi hazırlamağa başladı. Layihə MiG-31D peyk əleyhinə modifikasiyanın yaradılması üçün zəmin əsasında hazırlanmışdır.
Təxminən 17000 metr yüksəklikdə və 3000 km / saat sürətlə atılan üç mərhələli raketin 300 kilometr yüksəklikdə 160 kq ağırlığındakı orbitə, 120 kq ağırlığında bir yükün orbitə çıxarılması nəzərdə tutulurdu. 600 kilometr yüksəklikdə.
90 -cı illərin sonu və 2000 -ci illərin əvvəllərində Rusiyadakı çətin maliyyə vəziyyəti bu layihənin metalda həyata keçirilməsinə imkan vermədi, baxmayaraq ki, inkişaf prosesində texniki maneələr yarana bilər.
Ultra yüngül buraxılış vasitələrinin bir çox başqa layihələri var idi. Onların fərqləndirici xüsusiyyəti dövlət strukturları və ya böyük (praktiki olaraq "dövlət") korporasiyalar tərəfindən layihələrin inkişafı hesab edilə bilər. Döyüşçülər, bombardmançılar və ya ağır nəqliyyat təyyarələri kimi kompleks və bahalı platformalar tez -tez buraxılış platformaları kimi istifadə edilməli idi.
Bütün bunlar birlikdə inkişafı çətinləşdirdi və komplekslərin qiymətini artırdı və indi ultralight buraxılış vasitələrinin yaradılmasında liderlik özəl şirkətlərin əlinə keçdi.
Raket laboratoriyası
Ultra yüngül raketlərin ən uğurlu və tanınmış layihələrindən biri, Amerika-Yeni Zelandiya şirkəti Rocket Lab-ın "Elektron" buraxılış vasitəsi hesab edilə bilər. 12550 kq kütləsi olan bu iki mərhələli raket, 250 kilometr yüksəklikdə və ya 150 kq PS-ni 500 kilometr yüksəklikdə günəş sinxron orbitinə (SSO) buraxa bilər. Şirkət ildə 130 -a qədər raket buraxmağı planlaşdırır.
Raketin dizaynı karbon lifindən hazırlanmışdır; maye yanacaqlı reaktiv mühərriklər (LRE) yanacaq cütü kerosin + oksigen üzərində istifadə olunur. Dizaynın qiymətini sadələşdirmək və azaltmaq üçün lityum-polimer batareyaları enerji mənbəyi, pnevmatik idarəetmə sistemləri və sıxılmış helyumda işləyən tanklardan yanacağın çıxarılması sistemindən istifadə edir. Maye yanacaqlı raket mühərrikləri və digər raket komponentlərinin istehsalında aşqar texnologiyaları fəal şəkildə istifadə olunur.
Qeyd etmək olar ki, Rocket Lab-dan ilk raket 2 kq faydalı yükü təxminən 120 kilometr yüksəkliyə qaldıra bilən Kosmos-1 meteoroloji raketi (Maori dilində Atea-1) idi.
Lin Sənaye
Rocket Lab -ın Rus "analoqu", həm 100 km yüksəkliyə çata biləcək ən sadə suborbital raket üçün layihələr hazırlayan, həm də LEO və SSO -ya faydalı yüklər çıxarmaq üçün hazırlanmış vasitələr buraxan "Lin Industrial" şirkəti adlandırıla bilər.
Suborbital raketlər bazarında (ilk növbədə meteoroloji və geofiziki raketlər kimi) qatı yanacaq mühərrikləri olan həllər üstünlük təşkil etsə də, Lin Industrial, kerosin və hidrogen peroksidlə işləyən maye yanacaqlı raket mühərrikləri əsasında suborbital raket qurur. Çox güman ki, bu, Lin Industrial-ın əsas inkişaf istiqamətini raketin orbitə kommersiya buraxılışında görməsi və maye yanacaqlı suborbital raketin texniki həllər hazırlamaq üçün daha çox istifadə edilməsidir.
Lin Industrial -ın əsas layihəsi Taimyr ultralight raketidir. Başlanğıcda, layihə, çəkisi 10 ilə 180 kq arasında olan bir yükü LEO-ya çıxarmaq imkanı olan bir buraxılış vasitəsi meydana gətirməyə imkan verən modulların ardıcıl paralel tənzimlənməsi ilə modul bir plan təmin etdi. Başlatılan raketin minimum kütləsindəki dəyişiklik, universal raket qurğularının (UBR)-URB-1, URB-2 və URB-3 və üçüncü mərhələli RB-2 raket qurğularının sayının dəyişdirilməsi ilə təmin edilməli idi.
Taimyr buraxılış qurğusunun mühərrikləri kerosin və konsentrat hidrogen peroksidlə işləməlidir; yanacaq sıxılmış heliumla yerdəyişmə yolu ilə təmin edilməlidir. Dizaynda karbon lifli dəmir plastiklər və 3D çaplı komponentlər də daxil olmaqla kompozit materiallardan geniş istifadə ediləcəyi gözlənilir.
Daha sonra Lin Sənaye şirkəti modul sxemdən imtina etdi - buraxılış maşını ardıcıl addımlarla iki mərhələdən ibarət oldu və nəticədə Taimyr buraxılış qurğusunun görünüşü Electron raketinin görünüşünə bənzəməyə başladı. Raket Laboratoriyası. Ayrıca, sıxılmış helyumdakı yerdəyişmə sistemi, batareyalarla işləyən elektrik nasosları istifadə edərək yanacaq tədarükü ilə əvəz edildi.
Taimyr LV -nin ilk buraxılışı 2023 -cü ildə planlaşdırılır.
IHI Aerokosmik
Ən maraqlı ultralight buraxılış vasitələrindən biri, SH-520 geofiziki raket əsasında yaradılan IHI Aerospace tərəfindən istehsal olunan üçüncü mərhələli və təyyarə sistemlərinin müvafiq olaraq təkmilləşdirilməsi ilə hazırlanan Yapon SS-520 üç mərhələli bərk yanacaqlı raketdir. SS-520 raketinin hündürlüyü 9,54 metr, diametri 0,54 metr, buraxılış ağırlığı 2600 kq-dır. LEO -ya verilən yük kütləsi təxminən 4 kq -dır.
Birinci mərhələnin gövdəsi yüksək dayanıqlı poladdan, ikinci mərhələ karbon lifli kompozitdən, baş örtüyü fiberglasdan hazırlanmışdır. Hər üç mərhələ bərk yanacaqdır. SS-520 LV idarəetmə sistemi, birinci və ikinci mərhələlərin ayrılması zamanı vaxtaşırı açılır, qalan vaxt isə raket fırlanma ilə sabitləşir.
3 Fevral 2018-ci ildə SS-520-4 LV, istehlakçı elektron komponentlərindən kosmik gəmilərin yaradılmasının mümkünlüyünü nümayiş etdirmək üçün 3 kiloqram ağırlığında bir TRICOM-1R kubsatını uğurla buraxdı. Başlanğıcda SS-520-4 LV, Ginnesin Rekordlar Kitabına daxil olan dünyanın ən kiçik raket daşıyıcısı idi.
Qatı itələyici meteoroloji və geofiziki raketlərə əsaslanan ultra kiçik raketlərin yaradılması olduqca perspektivli bir istiqamət ola bilər. Bu cür raketlərin saxlanılması asandır, mümkün olan ən qısa müddətdə buraxılışa hazırlanmasını təmin edən şəraitdə uzun müddət saxlanıla bilər.
Bir raket mühərrikinin dəyəri bir raketin dəyərinin təxminən 50% -ni təşkil edə bilər və hətta aşqar texnologiyalarının istifadəsi nəzərə alınmaqla 30% -dən aşağı bir rəqəmə çatmaq mümkün olmayacaq. Qatı itələyici buraxılış vasitələrində, işə salınmadan dərhal əvvəl xüsusi saxlama və yanacaq doldurma şərtləri tələb edən kriogen oksidləşdirici istifadə edilmir. Eyni zamanda, bərk itələyici yüklərin istehsalı üçün, lazımi konfiqurasiyanın yanacaq yüklərini "çap etməyə" imkan verən əlavə texnologiyalar da inkişaf etdirilir.
Ultra yüngül buraxılış vasitələrinin yığcam ölçüləri onların daşınmasını asanlaşdırır və lazımi orbital meyl əldə etmək üçün planetin müxtəlif nöqtələrindən buraxmağa imkan verir. Ultra yüngül buraxılış vasitələri üçün "böyük" raketlərdən daha sadə bir buraxılış platforması tələb olunur ki, bu da onu mobil edir.
Rusiyada belə raketlərin layihələri varmı və hansı əsasda həyata keçirilə bilər?
SSRİ-də əhəmiyyətli miqdarda meteoroloji raketlər istehsal edildi-MR-1, MMP-05, MMP-08, M-100, M-100B, M-130, MMP-06, MMP-06M, MR-12, MR -20 və geofiziki raketlər-R-1A, R-1B, R-1V, R-1E, R-1D, R-2A, R-11A, R-5A, R-5B, R-5V, "Şaquli", K65UP, MR-12, MR-20, MN-300, 1Ya2TA. Bu dizaynların bir çoxu ballistik raketlər və ya raket əleyhinə hərbi inkişaflara əsaslanır. Atmosferin üst qatının aktiv şəkildə kəşf edildiyi illərdə, buraxılanların sayı ildə 600-700 raketə çatdı.
SSRİ dağıldıqdan sonra buraxılan raketlərin sayı və növləri köklü şəkildə azaldıldı. Hazırda Roshydromet iki kompleksdən istifadə edir-NPO Typhoon / OKB Novator tərəfindən hazırlanmış MN-300 raketi ilə MR-30 və KBP SC tərəfindən hazırlanmış MERA meteoroloji raketi.
MR-30 (MN-300)
MR-30 kompleksinin raketi 50-150 kq elmi avadanlığın 300 kilometr yüksəkliyə qaldırılmasını təmin edir. MN-300 raketinin uzunluğu 4412 mm diametrli 8012 mm, buraxılış çəkisi 1558 kq-dır. MN-300 raketinin bir buraxılışının dəyəri 55-60 milyon rubl olaraq qiymətləndirilir.
MN-300 raketi əsasında, ikinci mərhələni və üst mərhələni (əslində, üçüncü mərhələ) əlavə etməklə ultra kiçik IR-300 buraxılış raketinin yaradılması imkanları nəzərdən keçirilir. Yəni, əslində, Yapon ultralight SS-520 raketini tətbiq etməklə bağlı olduqca uğurlu təcrübənin təkrarlanması təklif olunur.
Eyni zamanda, bəzi mütəxəssislər, MN-300 raketinin maksimum sürəti təxminən 2000 m / s olduğu üçün, ilk kosmik sürəti təxminən 8000 m / s əldə etmək üçün, raket buraxmaq üçün lazım olan fikirləri ifadə edirlər. orbitə çıxmaq üçün, əslində yeni bir məhsulun hazırlanmasıdır ki, bu da başlanğıc qiymətinin demək olar ki, bir miqyasda artmasına səbəb ola bilər və rəqiblərlə müqayisədə onu gəlirsiz edə bilər.
ÖLÇÜM
MERA meteoroloji raketi, çəkisi 2-3 kq olan yükü 110 kilometr yüksəkliyə qaldırmaq üçün hazırlanmışdır. MERA raketinin çəkisi 67 kq -dır.
İlk baxışdan, meteoroloji raket MERA, ultralight bir buraxılış maşını yaratmaq üçün əsas olaraq istifadə üçün tamamilə yararsızdır, eyni zamanda bu nöqteyi -nəzərdən mübahisə etməyə imkan verən bəzi nüanslar var.
MERA meteoroloji raketi iki mərhələli bir bicaliberdir və yalnız birinci mərhələ sürətləndirmə funksiyasını yerinə yetirir, ikincisi-ayrıldıqdan sonra ətalətlə uçur, bu da bu kompleksi Tunguskanın zenit idarə olunan raketlərinə (SAM) bənzəyir. Pantsir zenit raket və top kompleksləri (ZRPK). Əslində, bu komplekslərin hava hücumundan müdafiə raket sistemləri üçün raketlər əsasında MERA meteoroloji raketi yaradıldı.
Birinci mərhələ, içərisində bərk itələyici yükü olan kompozit bir cisimdir. 2,5 saniyədə birinci mərhələ meteoroloji raketi təxminən 1500 m / s olan 5M (səs sürəti) sürətinə qədər sürətləndirir. Birinci mərhələnin diametri 170 mm -dir.
Kompozit bir materialın sarılması ilə hazırlanan MERA meteoroloji raketinin birinci mərhələsi son dərəcə yüngüldür (oxşar ölçülərdə polad və alüminium konstruksiyalarla müqayisədə) - çəkisi cəmi 55 kq -dır. Ayrıca, dəyəri karbon lifindən hazırlanan həllərdən əhəmiyyətli dərəcədə aşağı olmalıdır.
Buna əsaslanaraq, MERA meteoroloji raketinin birinci mərhələsi əsasında, ultra yüngül buraxılış vasitələrinin mərhələlərinin toplu əmələ gəlməsi üçün nəzərdə tutulmuş vahid raket modulunun (URM) hazırlandığını güman etmək olar
Əslində, bu cür iki modul olacaq, onlar atmosferdə və ya vakuumda işləmək üçün optimallaşdırılmış bir raket mühərrikinin burnunda fərqlənəcəklər. Hal -hazırda, SC KBP tərəfindən sarma üsulu ilə istehsal olunan korpusların maksimum diametri 220 mm -dir. Daha böyük diametrli və uzunluqlu kompozit korpusların istehsalının texniki məqsədəuyğunluğu mümkündür.
Digər tərəfdən, optimal həlli, ölçüləri Pantsir hava hücumundan müdafiə raket sistemi üçün hər hansı bir sursat, Hermes kompleksinin idarə olunan raketləri və ya MERA meteoroloji raketləri ilə birləşdiriləcək gövdə istehsalı ola bilər. eyni növ məhsulların seriya buraxılışının həcmini artıraraq tək bir məhsulun dəyərini azaltmaq.
Başlatma raketinin mərhələləri URM -dən işə götürülməlidir, paralel olaraq bağlanmalıdır, mərhələlərin ayrılması eninə aparılacaq - URM -nin mərhələdə uzununa ayrılması təmin edilməyib. Belə bir buraxılış vasitəsinin mərhələlərinin daha böyük diametrli monoblok cisimlə müqayisədə böyük parazitar kütləyə malik olacağını güman etmək olar. Bu qismən doğrudur, ancaq kompozit materiallardan hazırlanan korpusun aşağı çəkisi bu çatışmazlığı böyük ölçüdə düzəltməyə imkan verir. Bənzər bir texnologiya istifadə edərək hazırlanan böyük diametrli bir korpusun istehsalının çox daha çətin və bahalı olacağı və quruluşun lazımi sərtliyini təmin etmək üçün divarlarının URM-lərdən daha qalın olması lazım olduğu ortaya çıxa bilər. bir paketlə, nəticədə bir çox monoblok var və paket həlləri sonuncunun daha aşağı qiyməti ilə müqayisə ediləcəkdir. Polad və ya alüminium monoblok korpusun qablaşdırılmış kompozitdən daha ağır olması ehtimalı yüksəkdir.
URM -nin paralel bağlantısı, pillənin yuxarı və aşağı hissələrində (URM gövdəsinin daralma nöqtələrində) yerləşən düz kompozit freze elementlərindən istifadə etməklə həyata keçirilə bilər. Gerekirse, kompozit materiallardan hazırlanan əlavə şaplar istifadə edilə bilər. Strukturdakı maya dəyərini azaltmaq üçün texnoloji və ucuz sənaye materialları, yüksək gücü olan yapışqanlardan mümkün qədər istifadə edilməlidir.
Eynilə, LV mərhələləri kompozit boru və ya möhkəmləndirici elementlər ilə bir-birinə bağlana bilər və quruluş ayrılmaz ola bilər, mərhələlər ayrıldıqda yük daşıyan elementlər idarə olunan bir şəkildə piro yükləri ilə məhv edilə bilər. Bundan əlavə, etibarlılığı artırmaq üçün, piro yükləri dəstəkləyici quruluşun bir -birinin ardınca yerləşdiyi bir neçə nöqtədə yerləşə bilər və həm elektrik alovu, həm də yuxarı mərhələdəki mühərriklərin alovundan birbaşa alovlanmaqla başlaya bilər (atış üçün) elektrik alovu işləmədikdə aşağı mərhələ).
Fırlatma qurğusu Yaponiyanın SS-520 ultralight raketində olduğu kimi idarə edilə bilər. Pantsir hava hücumundan müdafiə raket sisteminə bənzər bir radio komanda idarəetmə sistemi qurma variantı, ən azı uçuş trayektoriyasının bir hissəsində (və bəlkə də bütün mərhələlərdə) raketin buraxılışını düzəltmək üçün də nəzərdən keçirilə bilər. uçuş). Potensial olaraq, bu, "təkrar istifadə edilə bilən" idarəetmə vasitəsinə apararaq birdəfəlik raketin içindəki bahalı avadanlıqların miqdarını azaldacaq.
Dəstəkləyici quruluşu, birləşdirici elementləri və idarəetmə sistemini nəzərə alaraq, son məhsulun bir neçə kiloqramdan bir neçə on kiloqrama qədər olan yükü LEO -ya (vahid raket modullarının sayından asılı olaraq) çatdıra biləcəyini güman etmək olar. mərhələlərdə) və Yaponiyanın çox yüngül SS-LV.520 və Rusiya və xarici şirkətlər tərəfindən hazırlanmış digər oxşar ultralight buraxılış vasitələri ilə rəqabət aparır.
Layihənin uğurlu kommersiyalaşdırılması üçün ultralight MERA-K buraxılış qurğusunun buraxılışının təxmini dəyəri 3,5 milyon dolları keçməməlidir (bu, SS-520 raketinin buraxılış dəyəri).
Kommersiya tətbiqlərinə əlavə olaraq, MERA-K raketi, ölçüsü və çəkisi də tədricən azalacaq hərbi kosmik gəmilərin təcili olaraq geri çəkilməsi üçün istifadə edilə bilər.
Ayrıca, MERA-K buraxılış qurğusunun tətbiqi zamanı əldə edilən inkişaflar, inkişaf etmiş silahlar yaratmaq üçün istifadə edilə bilər, məsələn, buraxılışın başlanmasından sonra atılan kompakt planer şəklində şərti döyüş başlığı olan hipersəs kompleksi. nəqliyyat vasitəsi traektoriyanın yuxarı nöqtəsinə.
