Górny stopień 14С48 "Perseusz": podstawy na przyszłość
Rakieta „Angara-A5” z górnym stopniem „Perseusz” w drodze na wyrzutnię
27 grudnia w kosmodromie Plesetsk odbył się kolejny start ciężkiego pojazdu nośnego Angara-A5. Na pokładzie rakiety znajdowały się obiecujący górny stopień 14S48 "Perseusz" oraz symulator wielkości ładowności i wagi. Dla ciężkiej Angary lot ten był już trzecim, a produkt Perseusza został użyty po raz pierwszy. Jednak w przyszłości powinien zająć swoje miejsce w rosyjskim programie kosmicznym i być szeroko stosowanym.
Kwestie modernizacyjne
Produkt "Perseus" to najnowszy krajowy górny stopień (RB), przeznaczony do użytku z pojazdami nośnymi rodziny Angara. Został opracowany w RSC Energia na podstawie istniejących projektów i należy do dość starej i udanej rodziny bloków D. Nowy 14С48 różni się od swoich poprzedników innym składem komponentów, poprawionymi osiągami itp.
Od strony konstrukcyjnej Perseus to głęboka modernizacja poprzedniego typu RB 11S861-03 lub DM-03. Pierwsza wersja Perseusza została opracowana przez firmę Energia na zlecenie Roskosmosu w ramach prac rozwojowych z kodem Dvina-DM. Założono wówczas, że blok nowego typu będzie najpierw używany z pociskami Proton-M, a następnie zostanie dostosowany do wymagań obiecującej Angara-A5.
Górny stopień 14S49 - zmodyfikowana wersja "Perseusza"
Później plany projektu 14S48 zostały skorygowane. Podjęto decyzję o rezygnacji z kompatybilności z pojazdem nośnym Proton w związku z ich oczekiwanym wycofaniem z eksploatacji. Teraz rakieta Angara-A5 była uważana za główny nośnik. W związku z tym działalność badawczo-rozwojowa Dvina-DM została zamknięta, a zamiast tego w 2014 r. uruchomiono podobną pracę, Perseus-KV. O ile wiadomo, klientem było teraz Ministerstwo Obrony.
Prace projektowe zakończono w połowie dekady, a w latach 2017-18. rozpoczął się proces budowy pierwszego „Perseusza”. Na tym etapie w projekt zaangażowane były Krasnojarski Zakład Budowy Maszyn, Zakład Mechaniczny Woroneż i szereg innych przedsiębiorstw. W grudniu 2018 Krasmash zakończył montaż pierwszego bloku i wysłał go do RSC Energia.
W latach 2019-20 górny etap nowego typu przeszedł niezbędne testy naziemne przed przyszłym uruchomieniem. W najbliższym czasie spodziewano się pierwszego uruchomienia nowej wyrzutni rakietowej z ciężką rakietą Angara-A5. Termin takiego startu był kilkakrotnie przesuwany, w efekcie zaplanowano go na grudzień 2021 roku. W ramach prac badawczo-rozwojowych Perseus-KV przygotowano też środki na eksploatację nowego sprzętu w kosmodromie Plesieck.
Warto zauważyć, że RB 14S48 stał się już podstawą nowego projektu. Na jej podstawie opracowywany jest produkt 14S49. Otrzyma inny system napędowy i trochę instrumentów, ale pokaże wydajność na poziomie Perseusza. Daty zakończenia i data pierwszego uruchomienia nie zostały jeszcze ogłoszone.
Cechy konstrukcyjne
Pod względem wzornictwa obiecujący RB 14S48 jest podobny do poprzednich produktów swojej rodziny. W rzeczywistości jest to układ napędowy, na którym zamontowana jest rama, zbiorniki komponentów paliwa i urządzenia sterujące. Przewidziano również środki do zainstalowania ładunku i zamontowania RB na pojeździe nośnym.
Perseus wykorzystuje silnik na paliwo ciekłe 11D58M, który działa na naftę i ciekły tlen. Produkt 14S49 będzie używał silnika 11D58MF. Ciąg silnika 14S48 w pustce osiąga 8500 kgf, całkowity czas pracy wynosi 1200 sekund z możliwością siedmiokrotnego włączenia. Wokół silnika znajdują się większe zbiorniki paliwa i utleniacza. Perseus przewozi prawie 19 ton komponentów paliwowych – wielokrotnie więcej niż poprzedni przedstawiciele linii D. Masa własna bloku - 3240 kg.
Pracą jednostek steruje sprzęt z autonomicznego przedziału przyrządów, zbudowany na nowoczesnych podzespołach. Ta jednostka jest prawdopodobnie zapożyczona z poprzedniego RB i jest również opcjonalna. Tak więc w bloku 11С861-03 funkcje sterowania lotem, w przypadku braku przedziału na instrumenty, są przenoszone do statku kosmicznego, który jest ładunkiem.
Wyższe stopnie 11С861-03 i 14С48, a także przyszły 14С49, mają szereg ważnych zalet technicznych i operacyjnych, a także przewyższają poprzednie produkty swojej rodziny pod względem swoich właściwości. Obiecujący „Perseusz” jest kompatybilny z najnowszym pojazdem nośnym, a także pozwala na wyprowadzanie ładunków z wysoką dokładnością i efektywnością energetyczną. Produkty 14S48 i 14S49 są przeznaczone do przenoszenia statku kosmicznego z orbity referencyjnej na cel w pobliżu Ziemi lub do odlotu.
Pierwsze uruchomienie
W ostatnich miesiącach Roskosmos i Ministerstwo Obrony aktywnie przygotowywały się do trzeciego startu testowego rakiety Angara-A5, który miał być też pierwszym dla Perseusza. Wystrzelenie zaplanowano na koniec grudnia w jednej z lokalizacji kosmodromu Plesetsk.
Wystrzelenie ciężkiego pojazdu nośnego odbyło się 27 grudnia o godzinie 22:00 czasu moskiewskiego. Wszystkie operacje przedstartowe i bezpośrednie uruchomienie odbywały się w trybie normalnym. Lot odbywał się pod kontrolą naziemnego kompleksu zautomatyzowanego sterowania VKS oraz obiektów naziemnych Głównego Centrum Kosmicznego. Titow Siły Kosmiczne VKS.
Według MON w szacowanym czasie produkt Perseusa z nieodłączną makietą ładunku oddzielił się od trzeciego etapu i wszedł na obliczoną orbitę. Według Roskosmosu ładunek miał dostać się na orbitę geostacjonarną. W tym celu zaplanowano zastosowanie typowego dziewięciogodzinnego obwodu trójpulsowego, przewidującego cztery załączenia silnika RB.
Jednak nie było jeszcze wiadomości, że docelowa orbita została osiągnięta. Ponadto następnego dnia po starcie pojawiły się zagraniczne zasoby specjalistyczne wiadomości o problemach. Według zagranicznych źródeł Perseusz był w stanie włączyć silniki tylko raz i tylko uniósł ładunek na orbitę o wysokości 176 x 200 km. Nie było możliwe kontynuowanie schematu trzech impulsów. W przypadku braku jakichkolwiek działań Republika Białoruś w ciągu kilku tygodni skręci z orbity.
Roskosmos nie skomentował tych wiadomości. Służba prasowa korporacji państwowej sugeruje wyjaśnienie szczegółów z klientem startowym reprezentowanym przez Ministerstwo Obrony. Dział ten nie określił jednak stanu górnego stopnia i jego pozornego obciążenia. Być może sytuacja wyjaśni się w najbliższych dniach.
Plany na przyszłość
Chociaż nie ma jeszcze oficjalnych informacji, istnieją wszelkie powody, by sądzić, że pierwsze uruchomienie Perseusza zakończyło się niepowodzeniem. Z niewiadomych przyczyn górny stopień nie był w stanie nadać obciążeniu niezbędnych impulsów i wprowadzić go na planowaną orbitę o wysokości 36 tys. km. Na szczęście awaria sprzętu nie doprowadziła do utraty drogiego i skomplikowanego statku kosmicznego - teraz z orbity zejdzie model wagi i wielkości o minimalnym koszcie.
Teraz specjaliści z wydziałów wojskowych i kosmicznych będą musieli zrozumieć tę sytuację, ustalić przyczyny awarii i podjąć działania w odniesieniu do kolejnych bloków nowego modelu. Jakie jednostki produktu 14С48 i jak będzie musiał zostać sfinalizowany, nie są znane i prawdopodobnie takie informacje nie zostaną ujawnione. Jednak w wyniku tych środków niedociągnięcia zostaną skorygowane, a niezawodność sprzętu wzrośnie.
Prace te mają szczególne znaczenie zarówno dla projektu Perseus, jak i programu Angara. Bloki 14S48 i 14S49 mają być aktywnie używane przez długi czas i powinny wykazywać wysoką niezawodność. Jednocześnie weryfikacja nie powinna być długa i przeciągać cały przebieg programu. Dlatego w przyszłym roku planowane jest wystrzelenie drugiego Perseusza z realnym ładunkiem w postaci satelity komunikacyjnego. Nieprzygotowanie bloku do tego wydarzenia będzie miało negatywny wpływ na program z nim związany.
Szczęśliwa porażka
Przedsiębiorstwa rosyjskiego przemysłu rakietowego i kosmicznego poradziły sobie z zadaniem stworzenia obiecującego ciężkiego pojazdu nośnego i z powodzeniem przeprowadzają jego testy w locie. Zakończono również opracowywanie nowej jednostki do przetaktowywania, która poprawiła wydajność. Poszedł także na testy w locie, ale najwyraźniej jedyny start zakończył się niepowodzeniem.
Jednak praca się nie kończy i jest całkiem jasne, co będzie dalej. Przedsiębiorstwa Roskosmosu znajdą przyczyny niepowodzenia i poprawią nowy górny etap, po którym będą mogły w pełni rozwiązywać swoje zadania. Tym samym niedawna porażka da pewną korzyść i przyczyni się do dalszych sukcesów - choć do tego twórcy Perseusza będą musieli się postarać.
informacja