Вега (ракета-носитель)

13.12.2020

Вега (англ. Vega; итал. Vettore Europeo di Generazione Avanzata) — европейская лёгкая четырёхступенчатая одноразовая ракета-носитель (РН), совместно разрабатываемая с 1998 года Европейским космическим агентством (ESA) и Итальянским космическим агентством (ASI). Ракета названа в честь второй ярчайшей звезды северного полушария.

Изначально проект «Вега» разрабатывался с начала 1990-х годов ASI, как замена РН «Скаут» производства НАСА]. 27-28 ноября 2000 года проект «Вега» принят в программу РН «Ариан».

Италия является ведущим разработчиком проекта и отвечает за 65 % бюджета, другие участвующие страны — Франция (15 %), Испания (6 %), Бельгия (5,63 %), Нидерланды (3,5 %), Швейцария (1,34 %) и Швеция (0,8 %).

Первый запуск ракеты состоялся 13 февраля 2012 года с космодрома Куру (Французская Гвиана).

Характеристика проекта

Предназначение

В последнее время наметилась необходимость вывода спутников массой от 300 до 2000 кг на полярные круговые низкие орбиты. Как правило, это низкобюджетные проекты исследовательских организаций и университетов по наблюдению земли в научных миссиях, а также разведывательные, научные и любительские спутники. РН такого класса присутствуют в линейке космических носителей разных стран, например, индийская «PSLV», российско-украинский «Днепр» и российский «Рокот», американская «Таурус», китайская «Великий поход-2C».

Полезная нагрузка

Полезная нагрузка РН «Вега» составляет 1500 кг на полярную орбиту высотой ~700 км. РН разработана для вывода полезной нагрузки на низкую опорную орбиту и солнечно-синхронную орбиту. В первом полёте РН лёгкого класса вывела основную полезную нагрузку — спутник «LARES» весом 400 кг на высоту 1450 км с наклоном орбиты 71,5o. В отличие от большинства одноклассных РН, «Вега» способна выводить сразу несколько космических аппаратов. Основные типы аппаратов, являющиеся потенциальной загрузкой:

  • Микроспутники — до 300 кг;
  • Миниспутники — от 300 до 1 000 кг;
  • Малые спутники — от 1 000 до 2 000 кг.

Стоимость

Так как в настоящее время проект находится в стадии тестирования, ЕКА объявит о стоимости запуска исходя из результатов первого запуска. Однако сообщается, что удельная стоимость вывода каждого килограмма будет ниже конкурирующих носителей, так как «Вега» использует недорогие технологии, в частности полимерные материалы для корпуса ступеней, снижающих их стоимость и вес, и твёрдое топливо для первых трёх ступеней, снижающее стоимость хранения топлива, заправки и двигателя ступени. Стоимость проекта составила 450 млн €.

Оператор

Единственным оператором РН выступает Европейское космическое агентство.

Оценка проекта, его значение и перспективы

Оценка и значение носителя для Европейского космоса

С появлением РН «Вега» ЕКА получает в свою линейку носитель лёгкого класса и закрывает всю линейку РН всех классов. К этой линейке относятся тяжелый «Ариан-5» и появившийся в распоряжении ЕКА средний российский носитель «Союз-СТ»:

Значение и цели проекта

  • Возможность вывода небольших спутников разработки европейских институтов на полярную орбиту;
  • Меньшая зависимость европейских космических разработчиков от сторонних космических агентств;
  • Привлечение средств за вывод зарубежных спутников за счет удешевления стоимости вывода и надежности носителя;
  • Исследование новых технологий в области аэрокосмических полимерных материалов и твердотопливных двигателей для ракет-носителей;
  • Получение новых данных об околоземном космическом пространстве, благодаря программе «CubeSat».

Перспективы носителя и развитие конкурирующих лёгких проектов

Потребовалось 25 лет разработки, нескольких отсрочек и более 700 млн €, чтобы европейская бюджетная РН «Вега» была окончательно готова к первому своему полёту.

РН «Вега» — самый маленький из 3 носителей ЕКА. Космическое агентство рассчитывает, что новая ракета сможет удовлетворить запросы рынка по запуску небольших научно-исследовательских спутников и сделает космические исследования доступными для университетской науки. РН будет использоваться в основном для спутников, ведущих наблюдение за поверхностью Земли.

В дальнейшей перспективе планируется выполнить 5 запусков до 2016 года. Их оплатит ЕКА, спутники которого и будут основными грузами РН «Вега» в ближайшие годы. В космос отправятся «Sentinel-2,-3», «Proba-V» и «Aeolus», а также научный спутник для изучения гравитационных волн «LISA-Pathfinder». После 2016-го года ESA будет самостоятельно искать коммерческую нагрузку на рынке. В качестве потенциальных клиентов рассматриваются национальные космические агентства, университеты и коммерческие компании.

После удачного завершения первого запуска РН «Вега» будет выполнять 3—5 миссий в год, а ориентировочная стоимость запуска составит 4—5 миллионов долларов США.

Антарес

В апреле 2012 года в США планируется запуск носителя подобного класса — РН «Антарес». «Антарес» (англ. Antares) — одноразовая ракета-носитель, разрабатываемая Orbital Sciences Corporation для запуска полезных грузов весом до 7 000 кг на низкую опорную орбиту. До 12 декабря 2011 года проектируемая двухступенчатая ракета носила название «Таурус 2» (англ. Taurus II). Первый пуск был запланирован на третий квартал 2011 года, позже был перенесен на февраль 2012, а затем на апрель 2012.

Сравнение носителей «Вега» и «Антарес»:

Схожие носители

Сравнение «Вега» и схожих действующих носителей:

Пусковые площадки

В настоящий момент запуск ракеты планируется осуществлять с площадки ELV космодрома Куру (Французская Гвиана). ELV — Encemble de lancement Vega (с фр. — «Площадка для запуска Веги») была переоборудована из ELA-1 — старой площадки для запуска РН «Европа», Ариан — 2,3. После постройки площадка называлась CECLES и использовалась для запуска РН «Европа-2». Первый запуск с площадки был осуществлен 5 ноября 1971 года. Запуск закончился неудачно. Стартовая площадка была разрушена. В 1979 году площадку восстановили для запуска РН Ариан-1, а 24 декабря 1979 года был осуществлен первый запуск, который прошёл успешно. Площадку назвали ELA, сокращение от Encemble de lancement Ariane (с фр. — «Площадка для запуска Ариан»). 31 мая 1986 года был успешно произведён запуск РН Ариан-2, а 4 августа 1984 года был успешно произведён запуск РН Ариан-3. В 1988 году площадку переименовали в ELA-1, так как была введена в строй ELA-2 для Ариан-4. Эксплуатация Ариан-1 была прекращена 22 февраля 1986, Ариан-2 — 2 апреля 1989 года, Ариан-3 — 12 июля 1989 года. Площадка ELA-1 была разрушена. В 2011 году площадка была восстановлена для проекта «Вега».

Конструкция

Состоит из 4 ступеней, 3 из которых Zefiro-23, Zefiro-9, P80 оснащены твердотопливными двигателями, а AVUM — ЖРД, топливом для которого служит несимметричный диметилгидразин с окислителем азотный тетраоксид. Технологии, используемые в Р80, в дальнейшем будут использованы для разработок РН «Ариан».

Первые три ступени и твёрдое топливо разработаны итальянской компанией «Avio». Каждый из трёх двигателей был дважды протестирован: для оценки дизайна и в окончательной полётной конфигурации. В будущем планируется использование Р80 в качестве второй ступени носителя РН «Ариан-5». В дальнейшем планируется увеличение полезной нагрузки на полярной орбите до 2 000 кг.

Представляет собой одноразовую четырёхступенчатую ракету-носитель легкого класса для беспилотных запусков. 3 из 4 ступеней оснащены твердотопливным ракетным двигателем, а четвёртая — некриогенным ЖРД закрытого цикла.

Р80

Первая ступень РН имеет длину 10,5 м, диаметр 3 м, масса топлива — 88 т, двигатель РДТТ, тяга 3040 кН, коэффициент расширения сопла 16, Время работы 107 с. Изготовлена из углепластика с эпоксидной основой, сопло двигателя оснащено электроприводом отклонения. 30 ноября 2006 года было успешно завершено первое испытание. 4 декабря 2007 года успешно прошло второе испытание, в результате которого была достигнута тяга 190 тс при длительности работы 111 с, параметры работы двигателя находились в пределах заявленных.

Zefiro 23

Развитие двигателя Zefiro было инициировано компанией «Avio» и профинансировано как «Avio», так и ISA. Является второй ступенью РН «Вега». Изготовлена из углепластика с эпоксидной основой, сопло — из углеродного волокна с фенольной связкой, а вставка в критическом сечении сопла — из углерод-углеродного материала. Использование этих материалов обусловило как уменьшение веса конструкции, так и увеличение её прочности. Длина — 7,5 м, диаметр — 1,9 м, масса топлива — 23,9 т, тяга — 1 200 кН, коэффициент расширения сопла — 25, время работы 71,6 с. Первый успешный запуск был осуществлен 26 июня 2006 года в Сальто-ди-Квиро, Сардиния, Италия. Второй запуск 27 марта 2008 года был успешно завершен присвоением квалификации ступени ракеты-носителя.

Zefiro 9

Третья ступень РН имеет длину — 3,85 м, диаметр — 1,9 м, масса топлива — 10,1 т, тяга — 213 кН, коэффициент расширения сопла — 56, время работы 117 с. Первые испытания успешно были проведены 20 декабря 2005 года на полигоне Сальто-ди-Квиро, на юго-восточном побережье Сардинии, Италия. Второе испытание состоялось 28 марта 2007 года в Сальто-ди-Квиро. Однако на 35-й секунде работы двигателя произошло резкое падение внутреннего давления, приведшее к потере тяги. Это было вызвано конструкционными недостатками. 23 октября 2008 года были проведены успешные повторные испытания с модифицированным соплом, зарегистрированном как Zefiro-9A. 28 апреля 2009 года на полигоне Сальто-ди-Квиро были проведены окончательные огневые испытания с присвоением квалификации ступени РН Вега.

AVUM

AVUM (англ. Attitude Vernier Upper Module) — четвёртая ступень РН «Вега». Длина — 1,74 м, диаметр — 1,9 м, масса топлива — 550 кг, тяга — 2,45 кН, Время работы — 315,2 с. Оборудована некриогенным ЖРД РД-843 многократного включения с вытеснительной системой подачи. Горючее — несимметричный диметилгидразин, Окислитель — азотный тетраоксид. Ступень оборудована двигателем и авионикой. Содержит основные компоненты авионики РН. Маршевый двигатель РД-843 был разработан украинским КБ «Южное» и изготовлен на ПО «Южмаш».

Vespa

Vespa (англ. (VEga Secondary Payload Adapter)). Система разделения спутников Vespa позволяет выводить полезную нагрузку на две разные орбиты. Она может нести основной спутник весом до 1 тонны и вторичную полезную нагрузку массой до 600 килограмм во внутреннем конусе, поверх которого размещается основная нагрузка. Является развитием системы разделения Syldа (фр. SYstème de Lancement Double Ariane), используемой с 1983 года. Спустя несколько минут после старта, на высоте около 120 километров обтекатель разделяется пиротехническим устройством на 2 части и превращается в космический мусор. По достижении установленных скорости, высоты и угла наклона производится выпуск первого спутника. После серии зажиганий, которыми управляет бортовой компьютер, распределительное устройство со вторым спутником выходит на следующую запланированную орбиту. По её достижению адаптер раскрывается для высвобождения оставшейся полезной нагрузки.

Список запусков РН «Вега»

Стартовый комплекс — ELV
VERTA — англ. VEga Research and Technology Accompaniment

Первый запуск

13 февраля 2012 года состоялся первый запуск с площадки ELV космодрома Куру.

Полезная нагрузка первого запуска

Все выводимые КА имеют форм-фактор «CubeSat», за исключением «LARES» и «AlmaSAT-1». Первые венгерский, польский и румынский спутники. После этого полёта ЕКА планирует с небольшим перерывом второй полёт, а затем ещё четыре полёта по программе «VERTA».

Подготовка к запуску

  • 13-14 октября 2011 года — первый обзор готовности полёта.
  • 24 октября 2011 года — прибытие в порт космодрома Куру ускорителей и спутника LARES.
  • 7 ноября 2011 года — монтаж первой ступени (Р80).
  • 2 декабря 2011 года — монтаж второй ступени (Zefiro 23).
  • 7 декабря 2011 года — второй обзор готовности полета.
  • 9 декабря 2011 года — монтаж третьей ступени (Zefiro 9).
  • 16 декабря 2011 года — монтаж четвёртой ступени (AVUM).
  • 13 января 2012 года — окончательная проверка готовности РН.
  • 21 января 2012 года — монтаж полезной нагрузки и головного обтекателя.
  • 1 февраля 2012 года — начало обратного отсчёта.
  • 2-7 февраля 2012 года — заправка AVUM.
  • 8 февраля 2012 года — установка РН на стартовом столе площадки ZLV космодрома Куру.
  • 13 февраля 2012 года 10:00 UTC — запуск.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: