Юрий Семенов
Виктор Легостаев
Александр Шорин
В марте 1993 года в американском городе Сиэтле специалисты Ракетно-космической корпорации «Энергия» имени С.П.Королева на встрече, посвященной возможным направлениям сотрудничества с фирмой «Боинг коммершл спейс компани», представили проект создания ракетно-космического комплекса морского базирования, в дальнейшем получившего название «Морской старт».

Исходная концепция

Проведенный анализ мирового рынка услуг по запуску космических аппаратов показывает, что сейчас существуют большие потребности в выведении космических аппаратов на геостационарную орбиту (плоскость орбиты совпадает с плоскостью экватора, высота над поверхностью Земли — 35 800 км). Предполагается, что такое положение сохранится и в будущем. Однако, используемые средства выведения имеют ограниченные возможности, не удовлетворяют потенциальных заказчиков или из-за стоимости, или из-за качества предоставляемых услуг.

Одним из направлений повышения эффективности средств выведения, доставляющих спутники на геостационарную орбиту и, соответственно, уменьшения стоимости такой доставки, является проведение пусков из приэкваториальной зоны. Объясняется это тем, что при таких пусках, например с космодрома Байконур, расположенного на широте 46 град., необходимо проведение специальных орбитальных маневров с большими энергетическими затратами для разворота плоскости пуска в плоскость экватора. Кроме того, чем дальше от экватора расположен космодром, тем в меньшей степени используется эффект от вращения Земли. В итоге ракета-носитель «Зенит» при пуске из приэкваториального района может вывести на геостационарную орбиту космический аппарат массой в два раза большей, чем если бы она стартовала с Байконура.

Строительство космодрома на территории стран, расположенных в районе экватора, для России весьма проблематично.Причем его эксплуатация потребовала бы затрат на отчуждение земли как под сооружения стартовых и технических комплексов с необходимой зоной безопасности, так и под районы падения отделяемых ступеней ракет-носителей и створок обтекателей космических аппаратов. Надо также учесть, что количество трасс пусков существенно ограничивается размещением густонаселенных территорий. Содержание же космодромов, расположенных в безлюдных районах, требует создания и поддержания соответствующей разветвленной инфраструктуры. Вот почему возникла идея создать плавучий ракетно-космический комплекс.

Один из важнейших факторов, который учли при формировании концепции комплекса «Морской старт», — большой опыт предприятий России и Украины в разработке, производстве и эксплуатации современных относительно недорогих средств выведения и стартовых ракетных комплексов и то, что изготовление примерно 80% коммерческих космических аппаратов сосредоточено в США. Принятая концепция создания нового конкурентоспособного ракетно-космического комплекса, включает следующие основные положения:
— использование разработанных в России и на Украине современных средств выведения, технологий производства , составных частей ракетных комплексов и средств управления полетом;
— автономность стартового и технического комплексов, обеспечивающих подготовку и пуск РН с применением подвижных морских средств;
— проведение пусков из океанских акваторий, в том числе из приэкваториальных районов;
— подготовка космических аппаратов к пуску на территории США, расположенной недалеко от основных изготовителей коммерческих космических аппаратов, создание комфортабельных условий для работы заказчиков;
— гарантия кратчайших сроков создания комплекса, окупаемости проекта за счет предоставления услуг по запуску космических аппаратов не более 5 — 7 лет.

Основные характеристики

Масса выводимых космических аппаратов (включая массу переходных элементов конструкции между разгонным блоком или ракетой-носителем и космическими аппаратами) составляет:
— на геостационарную орбиту — до 2,9 т;
— на геопереходную орбиту — до 6,0 т;
— на низкие околоземные орбиты с наклонением 0-90град. — 11-15 т.
Количество пусков в год — до 8.

Время до проведения запуска от момента заключения контракта с заказчиком космических аппаратов — не более 18 мес.

Вероятность безотказной работы средств выведения — не менее 0,95.

Координаты основного района пуска — 0 град. ш., 152 град. з.д.

Составные части комплекса.

Ракетно-космический комплекс «Морской старт» условно можно представить состоящим из трех сегментов — ракетного, космических аппаратов и морского.

Ракетный сегмент включает в себя:
— ракету-носитель «Зенит-2S» и разгонный блок ДМ-SL;
— комплексы технологического оборудования и систем подготовки и пуска космической ракеты;
— комплекс автоматизированных систем управления подготовкой и пуском;
— автоматизированную систему управления полетом разгонного блока с привлекаемыми средствами;
— измерительный комплекс;
— береговой комплекс.

Сегмент космического аппарата состоит из блока полезного груза с космическими аппаратами и базовый порт. В морской сегмент входят стартовая платформа и сборочно-командное судно.

Ракета-носитель «Зенит-2S». Двухступенчатая ракета-носитель «Зенит» (головной разработчик — КБ «Южное» имени М.К.Янгеля, изготовитель — ПО «Южмашзавод», г. Днепропетровск) и ее наземный комплекс служат основой проекта «Морской старт». С 1985 г. с космодрома Байконур проведено 26 пусков этих РН. «Зенит» (рис. 1) — это современное средство выведения, которое отличается простотой эксплуатации, полной автоматизацией процесса подготовки и пуска. С учетом особенностей морского старта отдельные системы и отсеки РН модифицируются или дорабатываются, вследствие чего она получила обозначение «Зенит-2S».

Разгонный блок ДМ-SL. Разгонный блок ДМ (головной разработчик и изготовитель РКК «Энергия» им. С.П.Королева) широко используется совместно с ракетой-носителем «Протон» для выведения космических аппаратов на высокоэнергетические орбиты, в том числе на геостационарную. Блок (рис.2) для осуществления орбитальных маневров обладает способностью многократного включения маршевого двигателя, характеризуется высокой подтвержденной надежностью. С целью адаптации к ракете-носителю «Зенит», а также с учетом особенностей морского старта отдельные системы и отсеки разгонного блока модифицируются или дорабатываются. В связи с этим блок получил индекс ДМ-SL.

Блок полезного груза. Блок полезного груза разрабатывается фирмой «Боинг Коммершл Спейс Компани» и предназначен для установки в нем космических аппаратов. Блок будет изготавливаться с учетом применения новейших технологий и включает в себя углепластиковый обтекатель, переходные элементы конструкции между космическими аппаратами и разгонным блоком ДМ-SL, электрические системы, систему термостатирования. Его диаметр — 4,15 м, длина при выведении одного космического аппарата — 11,39 м, при выведении двух — 16 м.

Стартовая платформа. Для обеспечения пусков космической ракеты фирма «Кварнер» модифицирует морскую платформу, которая была создана ею для нефтедобычи. Платформа самодвижущаяся, полупогружаемая, типа катамарана (рис.3). Основные характеристики: водоизмещение (на ходу) — 27300 т, скорость движения — до 12 узлов, длина — 133 м; ширина — 75 м; высота (до главной палубы) — 42 м.

Платформа, представляющая собой плавучий стартовый ракетный комплекс, оснащается стартовым столом, установщиком ракеты-носителя, системами заправки компонентами топлива и другими системами, обеспечивающими подготовку и пуск космической ракеты. Оснащение платформы системами и оборудованием ракетного сегмента проводится на российской верфи.

Сборочно-командное судно. При создании сборочно-командного судна использована конструкция грузового судна типа Ро-Ро (ролл-он, ролл-офф). Головной разработчик и изготовитель — фирма «Кварнер». Основные характеристики: водоизмещение — 30800 т, скорость движения — до 16 узлов, длина — 200 м, ширина — 32 м.

Сборочно-командное судно выполняет функции: технического комплекса (комплексные испытания ракеты-носителя и разгонного блока, сборка космической ракеты); заправочной станции (заправка разгонного блока высококипящими компонентами топлива и газами); центра управления подготовкой и пуска космической ракеты, управления полетом разгонного блока; центра приема и обработки измерений. Оснащение судна системами и оборудованием ракетного сегмента проводится на российской верфи.

На сборочно-командном судне размещаются до 240 человек экипажа и персонала, участвующего в подготовке и проведении пуска, включая представителей заказчика, создаются условия проживания близкие к условиям на круизных судах (имеются одно — двухместные каюты, конференц-залы, театр, гостиные, кафетерии, комнаты для игр, тренажерный зал, бассейн).

Береговой комплекс. Береговой комплекс строится на базе Приморского филиала РКК «Энергия» и должен будет обеспечивать прием, хранение и погрузку ( в порту отправки) на судно-транспортировщик ступеней ракеты-носителя «Зенит-2S» и разгонных блоков, а также компонентов топлива, производимых в России.

Базовый порт. Базовый порт располагается в г. Лонг-Бич (район Лос-Анжелеса, США). Его назначение — обеспечение подготовки космических аппаратов, швартовки стартовой платформы и сборочно-командного судна, заправки компонентов топлива и газов, погрузки ступеней ракеты-носителя, разгонного блока и блока полезного груза на сборочно-командное судно.

Основные операции.

Изготовленные ступени ракеты-носителя «Зенит-2S» и разгонные блоки (2-3 комплекта и производимое в России горючее для РН (керосин) доставляются в порт отправки, грузятся на фрахтуемое судно-транспортировщик и перевозятся в базовый порт. Время перехода около одного месяца.

В базовом порту космический аппарат в специальном сооружении проверяется, заправляется компонентами топлива и газами и устанавливается в блок полезного груза. Затем системы и оборудование, расположенные на стартовой платформе и сборочно-командном судне, готовятся к проведению подготовительных и предпусковых работ, емкости и баллоны заправляются соответствующими компонентами топлива и газами. Ступени ракеты-носителя, разгонный блок, блок полезного груза с космическим аппаратом доставляется на сборочно-командное судно. Там проводятся комплексные испытания ракеты-носителя и разгонного блока, заправка разгонного блока высококипящими компонентами топлива и газами, стыковка разгонного блока и блока полезного груза с ракетой-носителем. Собранная космическая ракета (имеет обозначение «Зенит-3SL») перегружается со сборочно-командного судна в ангар на стартовой платформе.

Стартовая платформа с РН «Зенит-3SL» и сборочно-командное судно переходят для проведения пуска в установленный район акватории океана.

Если старт назначен из основного района на экваторе (152 град. з. д.), время перехода до него составляет 11 сут.

В районе старта стартовая платформа приводится в полупогруженное состояние, РН на установщике вывозится из ангара и устанавливается на пусковой стол. Системы, расположенные на стартовой платформе и сборочно-командном судне готовятся к проведению предпусковых и пусковых операций, проводятся контрольные проверки РН, разгонного блока и космического аппарата. Весь персонал и экипаж со стартовой платформы эвакуируется на сборочно-командное судно, расположенное в пяти километрах от места пуска, и дальнейшие контроль и управление осуществляются по радиосвязи. Заправка ракеты-носителя и разгонного блока и пуск РН происходит в автоматическом режиме.

Для обеспечения на участке выведения передачи результатов измерений и управления полетом будут привлекаться российское судно (плавучий измерительный пункт) «Селена-М», подмосковный Центр управления полетами, наземные измерительные пункты на территории России и Казахстана.

Основные участники проекта.

Создание комплекса «Морской старт» и его эксплуатацию предусматривается проводить на коммерческой основе, без привлечения финансовых государственных средств, но безусловно под контролем и при поддержке государственных учреждений. Это, в первую очередь, Российское космическое агентство и Министерство оборонной промышленности, Национальное космическое агентство Украины, Департамент коммерческого космического транспорта США.

Над реализацией проекта уже работает совместное предприятие «Си Лонч» («Морской старт»), учредителями которого являются американская самолетостроительная и космическая компания «Боинг», российская Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С.П.Королева, крупнейшая в Европе судостроительная компания — норвежская фирма «Кварнер», ведущие аэрокосмические предприятия Украины ПО «Южмашзавод» и КБ «Южное» им. М.К.Янгеля.

Фирма «Боинг» ответственна за создание блока полезного груза и базового порта, обеспечивает взаимодействие с заказчиками, разработчиками космических аппаратов. РКК «Энергия», КБ «Южное» и привлекаемые предприятия России и Украины обеспечивают изготовление ракетного сегмента, фирма «Кварнер» модифицирует стартовую платформу, строит сборочно-командное судно. Фирмы «Боинг» и «Кварнер» выступают не только как участники, но и как инвесторы проекта. Реализацию новаторского проекта будут поддерживать Мировой банк, Международный банк реконструкции и развития, ряд крупнейших коммерческих банков.

Первый пуск планируется провести в 1998г. Авторитет и опыт участников проекта «Морской старт», оригинальность концепции, а также широкое применение уже хорошо зарекомендовавших себя, отработанных конструкций ракетно-космической техники и судостроения — залог успеха.

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (проголосуйте)
Загрузка...