Что понимается под одноступенчатой и многоступенчатой ракетой

Многоступенчатая ракета

Многоступе́нчатая раке́та — летательный аппарат, состоящий из двух или более механически соединённых ракет, называемых ступенями, разделяющихся в полёте. Многоступенчатая ракета позволяет достигнуть скорости большей, чем каждая из её ступеней в отдельности.

Содержание

История

Один из первых рисунков с изображением ракет был опубликован в труде военного инженера и генерала от артиллерии Казимира Семеновича, уроженца Витебского воеводства Речи Посполитой, «Artis Magnae Artilleriae pars prima» (лат. «Великое искусство артиллерии часть первая»), напечатанном в 1650 году в Амстердаме, Нидерланды. На нём — трехступенчатая ракета, в которой третья ступень вложена во вторую, а обе они вместе — в первую ступень. В головной части помещался состав для фейерверка. Ракеты были начинены твёрдым топливом — порохом. Это изобретение интересно тем, что оно более трёхсот лет назад предвосхитило направление, по которому пошла современная ракетная техника.

Впервые идея использования многоступенчатых ракет была выдвинута американским инженером Робертом Годдардом в 1914 году, и был получен патент на изобретение. В 1929 г. К.Э. Циолковский выпустил в свет свою новую книгу под заглавием «Космические ракетные поезда». Этим термином К. Циолковский назвал составные ракеты или, вернее, агрегат ракет, делающих разбег по земле, потом в воздухе и, наконец, в космическом пространстве. Поезд, составленный, например, из 5 ракет, ведётся сначала первой — головной ракетой; по использовании её горючего, она отцепляется и сбрасывается на землю. Далее, таким же образом, начинает работать вторая, затем третья, четвёртая и, наконец, пятая, скорость которой будет к тому времени достаточно велика, чтобы унестись в межпланетное пространство. Последовательность работы с головной ракеты вызвана стремлением заставить материалы ракет работать не на сжатие, а на растяжение, что позволит облегчить конструкцию. По Циолковскому, длина каждой ракеты — 30 метров. Диаметры — 3 метра. Газы из сопел вырываются косвенно к оси ракет, чтобы не давить на следующие ракеты. Длина разбега по земле — несколько сот километров.

Несмотря на то, что в технических деталях ракетостроение пошло во многом по другому пути (современные ракеты, например, не «разбегаются» по земле, а взлетают вертикально, и порядок работы ступеней современной ракеты — обратный, по отношению к тому, о котором говорил Циолковкий), сама идея многоступенчатой ракеты и сегодня остаётся актуальной.

В 1935 году Циолковский написал работу «Наибольшая скорость ракеты», в которой утверждал, что при уровне технологии того времени достичь первой космической скорости (на Земле) можно только с помощью многоступенчатой ракеты. Это утверждение сохраняет свою справедливость и сегодня: все современные носители космических аппаратов — многоступенчатые. Первым рукотворным объектом, пересекшим линию Кармана и вышедшим в космос, была одноступенчатая немецкая ракета Фау-2. Высота полётов достигала 188 км.

Принцип действия многоступенчатой ракеты

Ракета является весьма «затратным» транспортным средством. Ракеты-носители космических аппаратов «транспортируют», главным образом, топливо, необходимое для работы их двигателей, и собственную конструкцию, состоящую в основном из топливных контейнеров и двигательной установки. На долю полезной нагрузки приходится лишь малая часть (1,5-2,0%) стартовой массы ракеты.

Составная ракета позволяет более рационально использовать ресурсы за счёт того, что в полёте ступень, выработавшая своё топливо, отделяется, и остальное топливо ракеты не тратится на ускорение конструкции отработавшей ступени, ставшей ненужной для продолжения полёта. Пример расчёта, подтверждающего эти соображения, приводится в статье Формула Циолковского.

Конструктивно многоступенчатые ракеты выполняются c поперечным или продольным разделением ступеней.
При поперечном разделении ступени размещаются одна над другой и работают последовательно друг за другом, включаясь только после отделения предыдущей ступени. Такая схема даёт возможность создавать системы, в принципе, с любым количеством ступеней. Недостаток её заключается в том, что ресурсы последующих ступеней не могут быть использованы при работе предыдущей, являясь для неё пассивным грузом.

При продольном разделении первая ступень состоит из нескольких одинаковых ракет (на практике, от 2-х до 8-и), работающих одновременно и располагающихся вокруг корпуса второй ступени симметрично, чтобы равнодействующая сил тяги двигателей первой ступени была направлена по оси симметрии второй. Такая схема позволяет работать двигателю второй ступени одновременно с двигателями первой, увеличивая, таким образом, суммарную тягу, что особенно нужно во время работы первой ступени, когда масса ракеты максимальна. Но ракета с продольным разделением ступеней может быть только двухступенчатой. [1]
Существует и комбинированная схема разделения — продольно-поперечная, позволяющая совместить преимущества обеих схем, при которой первая ступень разделяется со второй продольно, а разделение всех последующих ступеней происходит поперечно. Пример такого подхода — отечественный носитель Союз.

Уникальную схему двухступенчатой ракеты с продольным разделением имеет космический корабль Спейс Шаттл, первая ступень которого состоит из двух боковых твёрдотопливных ускорителей, а на второй ступени часть топлива содержится в баках орбитера (собственно многоразового корабля), а большая часть — в отделяемом внешнем топливном баке. Сначала двигательная установка орбитера расходует топливо из внешнего бака, а когда оно будет исчерпано, внешний бак сбрасывается и двигатели продолжают работу на том топливе, которое содержится в баках орбитера. Такая схема позволяет максимально использовать двигательную установку орбитера, которая работает на всём протяжении вывода корабля на орбиту.

Увеличение числа ступеней даёт положительный эффект только до определённого предела. Чем больше ступеней — тем больше суммарная масса переходников, а также двигателей, работающих лишь на одном участке полёта, и, в какой-то момент, дальнейшее увеличение числа ступеней становится контрпродуктивным. В современной практике ракетостроения более четырёх ступеней, как правило, не делается.

При выборе числа ступеней важное значение имеют также вопросы надёжности. Пироболты и вспомогательные РДТТ — элементы одноразового действия, проверить функционирование которых до старта ракеты невозможно. Между тем, отказ только одного пироболта может привести к аварийному завершению полёта ракеты. Увеличение числа одноразовых элементов, не подлежащих проверке функционирования, снижает надёжность всей ракеты в целом. Это также заставляет конструкторов воздерживаться от слишком большого количества ступеней.

Источник

Кто знает, какая разница между ракетами? Вопрос 5 § 21 Физика 9 класс Перышкин

В чём заключается преимущество многоступенчатых ракет перед одноступенчатыми?

Многоступенчтые ракеты способны развивать большую скорость и лететь дальше одноступчатых.

Привет. Выручайте с ответом по физике…
Поплавок со свинцовым грузилом внизу опускают
сначала в воду, потом в масло. В обоих ( Подробнее. )

Привет всем! Нужен ваш совет, как отвечать…
Изобразите силы, действующие на тело, когда оно плавает на поверхности жидкости. ( Подробнее. )

Среди предложений 21-29:
(21) И Митрофанов услышал в этом смехе и прощение себе, и даже какое-то ( Подробнее. )

Источник

Принцип действия многоступенчатой ракеты

История

Один из первых рисунков с изображением ракет был опубликован в труде военного инженера и генерала от артиллерии Казимира Сименовича, уроженца Витебского воеводства Речи Посполитой, «Artis Magnae Artilleriae pars prima» (лат. «Великое искусство артиллерии часть первая»), напечатанном в 1650 году в Амстердаме, Нидерланды. На нём — трехступенчатая ракета, в которой третья ступень вложена во вторую, а обе они вместе — в первую ступень. В головной части помещался состав для фейерверка. Ракеты были начинены твёрдым топливом — порохом. Это изобретение интересно тем, что оно более трёхсот лет назад предвосхитило направление, по которому пошла современная ракетная техника.

Впервые идея использования многоступенчатых ракет была выдвинута американским инженером Робертом Годдардом в 1914 году, и был получен патент на изобретение. В 1929 г. К.Э. Циолковский выпустил в свет свою новую книгу под заглавием «Космические ракетные поезда». Этим термином К. Циолковский назвал составные ракеты или, вернее, агрегат ракет, делающих разбег по земле, потом в воздухе и, наконец, в космическом пространстве. Поезд, составленный, например, из 5 ракет, ведётся сначала первой — головной ракетой; по использовании её горючего, она отцепляется и сбрасывается на землю. Далее, таким же образом, начинает работать вторая, затем третья, четвёртая и, наконец, пятая, скорость которой будет к тому времени достаточно велика, чтобы унестись в межпланетное пространство. Последовательность работы с головной ракеты вызвана стремлением заставить материалы ракет работать не на сжатие, а на растяжение, что позволит облегчить конструкцию. По Циолковскому, длина каждой ракеты — 30 метров. Диаметры — 3 метра. Газы из сопел вырываются косвенно к оси ракет, чтобы не давить на следующие ракеты. Длина разбега по земле — несколько сот километров.

Несмотря на то, что в технических деталях ракетостроение пошло во многом по другому пути (современные ракеты, например, не «разбегаются» по земле, а взлетают вертикально, и порядок работы ступеней современной ракеты — обратный, по отношению к тому, о котором говорил Циолковкий), сама идея многоступенчатой ракеты и сегодня остаётся актуальной.

В 1935 году Циолковский написал работу «Наибольшая скорость ракеты», в которой утверждал, что при уровне технологии того времени достичь первой космической скорости (на Земле) можно только с помощью многоступенчатой ракеты. Это утверждение сохраняет свою справедливость и сегодня: все современные носители космических аппаратов — многоступенчатые.

Принцип действия многоступенчатой ракеты

Ракета является весьма «затратным» транспортным средством. Ракеты-носители космических аппаратов «транспортируют», главным образом, топливо, необходимое для работы их двигателей и собственную конструкцию, состоящую в основном из топливных контейнеров и двигательной установки. На долю полезной нагрузки приходится лишь малая часть (1,5-2,0%) стартовой массы ракеты.

Составная ракета позволяет более рационально использовать ресурсы за счёт того, что в полёте ступень, выработавшая своё топливо, отделяется, и остальное топливо ракеты не тратится на ускорение конструкции отработавшей ступени, ставшей ненужной для продолжения полёта. Пример расчёта, подтверждающего эти соображения, приводится в статье Формула Циолковского.

Варианты компоновки ракет. Слева направо:
1. одноступенчатая ракета;
2. двухступенчатая ракета с поперечным разделением;
3. двухступенчатая ракета с продольным разделением.
4. Ракета с внешними топливными ёмкостями, отделяемыми после исчерпания топлива в них.

Конструктивно многоступенчатые ракеты выполняются c поперечным или продольным разделением ступеней.
При поперечном разделении ступени размещаются одна над другой и работают последовательно друг за другом, включаясь только после отделения предыдущей ступени. Такая схема даёт возможность создавать системы, в принципе, с любым количеством ступеней. Недостаток её заключается в том, что ресурсы последующих ступеней не могут быть использованы при работе предыдущей, являясь для неё пассивным грузом.

При продольном разделении первая ступень состоит из нескольких одинаковых ракет (на практике, от 2-х до 8-и), работающих одновременно и располагающихся вокруг корпуса второй ступени симметрично, чтобы равнодействующая сил тяги двигателей первой ступени была направлена по оси симметрии второй. Такая схема позволяет работать двигателю второй ступени одновременно с двигателями первой, увеличивая, таким образом, суммарную тягу, что особенно нужно во время работы первой ступени, когда масса ракеты максимальна. Но ракета с продольным разделением ступеней может быть только двухступенчатой. [1]
Существует и комбинированная схема разделения — продольно-поперечная, позволяющая совместить преимущества обеих схем, при которой первая ступень разделяется со второй продольно, а разделение всех последующих ступеней происходит поперечно. Пример такого подхода — отечественный носитель Союз.

Компоновка Спейс Шаттла.
Первая ступень — боковые твёрдотопливные ускорители.
Вторая ступень — орбитер с отделяемым внешним топливным баком. При старте запускаются двигатели обеих ступеней.

Уникальную схему двухступенчатой ракеты с продольным разделением имеет космический корабль Спейс Шаттл,

первая ступень которого состоит из двух боковых твёрдотопливных ускорителей, а на второй ступени часть топлива содержится в баках орбитера (собственно многоразового корабля), а большая часть — в отделяемом внешнем топливном баке. Сначала двигательная установка орбитера расходует топливо из внешнего бака, а когда оно будет исчерпано, внешний бак сбрасывается и двигатели продолжают работу на том топливе, которое содержится в баках орбитера. Такая схема позволяет максимально использовать двигательную установку орбитера, которая работает на всём протяжении вывода корабля на орбиту.

Увеличение числа ступеней даёт положительный эффект только до определённого предела. Чем больше ступеней — тем больше суммарная масса переходников, а также двигателей, работающих лишь на одном участке полёта, и, в какой-то момент, дальнейшее увеличение числа ступеней становится контрпродуктивным. В современной практике ракетостроения более четырёх ступеней, как правило, не делается.

Трёхступенчатая ракета-носительс продольно-поперечным разделением Союз-2.

При выборе числа ступеней важное значение имеют также вопросы надёжности. Пироболты и вспомогательные РДТТ — элементы одноразового действия, проверить функционирование которых до старта ракеты невозможно. Между тем, отказ только одного пироболта может привести к аварийному завершению полёта ракеты. Увеличение числа одноразовых элементов, не подлежащих проверке функционирования, снижает надёжность всей ракеты в целом. Это также заставляет конструкторов воздерживаться от слишком большого количества ступеней.

Источник

Идеальная скорость многоступенчатой ракеты

Основная задача ракеты заключается в том, чтобы задан­ному грузу (космическому аппарату или боевому заряду) сооб­щить определенную скорость. В зависимости от полезного груза и необходимой скорости назначается и запас топлива. Чем больше груз и скорость, тем больший запас топлива должен на­ходиться на борту, а, следовательно, тем большим оказывается стартовый вес ракеты, тем большая тяга требуется от двигателя.

Вместе с увеличением запаса топлива растет объем и вес ба­ков, с увеличением необходимой тяги увеличивается вес двига­теля; возрастает общий вес конструкции.

Основной недостаток одноступенчатой ракеты заключается в том, что заданная скорость сообщается не только полезному грузу, но по необходимости и всей конструкции в целом. При увеличении веса конструкции это ложится дополнительным бре­менем на энергетику одноступенчатой ракеты, что и накладывает очевидные ограничения на величину достижимой скорости. Частично эти трудности преодолеваются при переходе к много­ступенчатой схеме.

Под многоступенчатой понимается такая ра­кета, у которой в полете производится частичный отброс уже выполнивших свои функции двигательных установок или топлив­ных баков, а дополнительная скорость в дальнейшем сообщается только оставшейся массе конструкции и полезному грузу. Простейшая схема составной ракеты показана на рис. 1.7.

Вначале, на старте, работает наиболее мощный двигатель — двигатель первой ступени, способный поднять ракету со старто­вого устройства и сообщить ей определенную скорость. После того как будет израсходовано топливо, содержащееся в баках первой ступени, блоки этой ступени отбрасываются, а дальней­шее увеличение скорости достигается за счет работы двигателей следующей ступени. После того как выгорит топливо второй сту­пени, включается двигатель третьей ступени, а ставшие ненужными элементы конструкции предыдущей ступени должны быть отброшены. Теоретически описанный процесс деления может быть продолжен и далее. Однако на практике выбор числа ступеней следует рассматривать как предмет поиска оптимального конструктивного варианта. Увеличение числа ступеней при заданном полезном грузе ведет к уменьшению стартового веса ракеты, но при переходе от n ступеней к n+1 –ой выигрыш с числом n уменьшается, ухудшаются весовые характеристики отдельных блоков, возрастают экономические затраты и, совершенно очевидно, снижается надежность.

Рис. 1.7. Принципиальная схема составной (трехступенчатой) ракеты: 1- топливные баки,

2- двигатели, 3- полезный груз, 4- узлы стыковки блоков

В отличие от одноступенчатой, в составной ракете одновременно с полезным грузом заданную начальную скорость приобретает масса конструкции не всей ракеты, а только последней ступени. Массы же блоков предыдущей ступени получают меньшие скорости, и это приводит к экономии энергетических затрат.

Посмотрим, что дает нам составная ракета в идеальных условиях – за пределами атмосферы и вне поля тяготения.

Обозначим через μ_к1 отношение массы ракеты без топлива первой ступени к стартовой массе всей ракеты, через μ_к2 – отношение массы второй ступени без топлива этой ступени к той массе, которую имеет ракета непосредственно после сброса блоков первой ступени. Аналогично для последующих ступеней примем обозначения μ_к3, μ_к4.

После того, как выгорит топливо первой ступени, идеальная скорость ракеты будет:

После того как будет использовано топливо второй ступени, к этой скорости добавится следующая:

Каждая последующая ступень дает увеличение скорости, выражение которой строится по тому же образцу. В итоге получим:

Таким образом, в рассмотренной схеме последовательного включения двигателей идеальная скорость составной ракеты определяется простым суммированием скоростей, достигнутых каждой ступенью. Сумма весов заправленных блоков всех по­следующих ступеней (включая и сам полезный груз) рассматри­вается при этом как полезный груз для предыдущей ступени. Схема включения двигателей может быть и не только последо­вательной. В некоторых составных ракетах двигатели различных ступеней могут работать и одновременно. О таких схемах мы поговорим позже.

В отличие от одноступенчатой, составная ракета на химиче­ском топливе в принципе уже решает задачу выведения спут­ника на околоземную орбиту. Первый искусственный спутник Земли был выведен в

1957 г. именно двухступенчатой ракетой. Двухступенчатая ракета выводила на орбиту все спутники серии «Космос» и «Интеркосмос». Для более тяжелых спутников тре­буется в ряде случаев трехступенчатая ракета.

Многоступенчатые ракеты открывают возможность и для до­стижения еще больших скоростей, необходимых для полета к Луне и планетам Солнечной системы. Здесь уже трехступенча­тыми ракетами не всегда можно обойтись. Потребная характеристическая скорость V_x существенно возрастает, а задача фор­мирования космических орбит приобретает более сложный ха­рактер. Скорость вовсе не обязательно увеличивать. При выходе на орбиту спутника Луны или планеты относительную скорость надо уменьшить, а при посадке — погасить полностью. Двига­тели включаются многократно с длительными интервалами, в те­чение которых движение корабля определяется действием грави­тационного поля Солнца и ближайших небесных тел. Но сейчас и в дальнейшем мы ограничимся оценкой роли только земного тяготения.

Источник

Поболтаем немного о конструкции ракет космического назначения.

Будучи немного огорченным из-за брошенного камня в мой огород на тему «ступени ракеты-носителя» в посту http://pikabu.ru/story/otdelenie_bokovyikh_blokov_raketyinositelya_4358814#comment_69629676 заливаю сей пост.

Исключительно в познавательных целях.

Для начала: ракета-носитель (далее РН) являет собой многоступенчатый (состоит из нескольких частей) аппарат (ракету), который своим существованием обязан выводить полезную нагрузку в космическое пространство.

Почему «многоступенчатая» ракета-носитель? Просто потому, что одноступенчатой ракеты-носителя, способной доставить полезную нагрузку на орбиту пока не изобрели.

Имеются проекты одноступенчатых РН на стадии разработки, но в эксплуатацию проекты по запуску одноступенчатых ракет так и не поступили (пока что) по причине их крайне малой эффективности.

Идея применять многоступенчатые ракеты появилась довольно давно. В 1650 году была опубликована книга польского артиллериста Казимира Сименовича «Первая книга великого искусства артиллерии».

Изобретение такой ракеты повлияло на дальнейшие развитие ракетостроения.

Позже в 1929 году Циолковский выпустит книгу под названием «Космические ракетные поезда», в которой рассуждал на темы применения многоступенчатых ракет в целях освоения космоса.

Логика применения многоступенчатых ракет очевидна и мысли Константина Эдуардовича были правильными.

Современные ракеты-носители работают именно по этому принципу с той разницей, что естественно по земле они, как поезд не разгоняются, а стартуют вертикально с стартового комплекса.

Первая ступень поднимает до определенной высоты и разгонят всю РН, по мере расхода топлива масса первой ступени снижается и после выгорания всего топлива происходит отделение первой ступени. Далее включаются двигатели второй ступени, и она дополнительно сообщает нужное ускорение уже разогнанной РН для вывода третей ступени на необходимую высоту и сообщения ей необходимой скорости, аналогично первой ступени, вторая так же отделяется от РН после расхода топлива. Третья ступень уже разгоняет космический аппарат и выводит его на орбиту. Это упрощенная схема вывода КА (космического аппарата) на орбиту. В ряде случае к КА дополнительно сочленяется разгонный модуль, который сообщит КА дополнительное ускорение при выводе на более высокую орбиту.

По принципу сочленения ступеней ракеты-носители разделяют на тандемные и пакетные.

Тандемное сочленение – это последовательное соединение ступеней. Запуск двигателей ступеней происходит поочередно. В качестве одного из примеров выступает РН «SATURN-V», которая осуществляла «доставку» астронавтов модуля «Аполлон» на Луну.

Каждая ступень представляет собой отдельный блок – ракету. Запуск двигателей последующей ступени происходит только после отделения отработанной предшествующей ступени.

Всего ступени – 3. Не 4, ни 5, как часто думают многие, а именно 3 ступени и космический аппарат (КА) – «Аполлон».

Первая ступень (S-IC) имела 5 двигателей F1 компании Rocketdyne. Сама ступень производилась компанией «Боинг» на заводе Michoud Assembly Facility в Новом Орлеане в штате Луизиана. Прогон в аэродинамической трубе проходил в Сиэтле. Ступень была создана конструкторами из Космического центра Маршала, ведущего центра НАСА.

Вторая ступень (S-II) производилась компанией North American Aviation. В движение ступень приводилась пятью двигателям J-2 от компании Rocketdyne на жидком водороде и кислороде. Сборка производилась в Сил-Бич в штате Калифорния.

Третья ступень (S-IVB) производилась компанией Douglas Aircraft в Хантингтон-Бич в Калифорнии. Как и на второй, здесь стоял двигатель J-2, но один. Он работал на тех же водороде и кислороде. Третья ступень умещалась в самолёт Pregnant Guppy, а две другие приходилось доставлять на мыс Канаверал по воде

Полётом трёх ступеней управлял инструментальный модуль конструкции Космического центра Маршала и сборки IBM. Конструкторы решили разделить системы навигации корабля и ракеты по ряду причин. В их числе была надёжность. Решение спасло жизни: во время полёта «Аполлона-12» в ракету ударила молния. Компьютер «Аполлона» отключился, а «Сатурна-5» — нет.

Космический аппарат «Аполлон» (Apollo)

Сам же КА состоит из 3х основных частей:

Командный модуль с системой аварийного спасения – возвращаемая капсула. Именно в ней находится экипаж весь полет, за исключением спуска на Луну и в нем возвращается на Землю.

Сервисный модуль – по своей сути это разгонный модуль, несет в себе двигатели, топливо, системы жизнеобеспечения. Осуществляет транспортировку КА до Луны и обратно. После отделения командного модуля сгорает в атмосфере.

Лунный модуль – аппарат, спускаемый на поверхность Луны. При том сам лунный модуль состоит из двух ступеней. Посадочная/стартовая ступень – осуществляет спуск второй (взлетной) ступени на поверхность и возвращение ее на орбиту, где взлетная ступень стыкуется с сервисным модулем.

Продолжение поста размещаю в комментариях в течении 5 минут из-за лимита на картинки.

Вторую неделю играю в Kerbal Space Program. Отличный конструктор ракет. Всем советую кому интересно 🙂

1) почему не 1 ступень, ведь это дешевле

б) двигатели для работы около поверхности земли, высоко в небе и в космосе отличаются по своим характеристикам (каждый работает эффективнее в своей «среде»)

б2) сейчас тестируют клиновоздушные ракетные двигатели, которые позволяют не терять эффективности на большом диапазоне высот

2) почему тогда не использовать 100 ступеней, это же эффективнее

тут все упирается в надежность (ну и стоимость конечно)

а) большое количество узлов и агрегатов повышает вероятность выхода хотя бы одного из них из строя и тем самым уничтожения ракеты-носителя

б) большое количество двигателей будет слишком много стоить

Рейтинг не позволил добавить пост ранее, чем через 7 часов. Завтра обязательно добавлю продолжение. Рассмотрим строение РН серии «Союз» и немного поболтаем об выводимых ими КА))) Извините, что не могу сразу залить пост.

Фото дня: разгонный блок «Бриз-М» для запуска спутников «Экспресс» с Байконура

Специалисты Центра Хруничева устранили замечание, выявленное на разгонном блоке «Бриз-М» для запуска космических аппаратов «Экспресс-АМУ3» и «Экспресс-АМУ7».

Запуск обоих космических аппаратов запланирован на 6 декабря 2021 года ракетой-носителем «Протон-М».

Фото дня: компания Astra впервые запустила ракету на орбиту

«Легкая ракета-носитель Rocket 3.3, стартовавшая 20 ноября 2021 года с космодрома на Аляске, вышла на орбиту с тестовым аппаратом Космических сил США», — сообщила компания-разработчик Astra Space.

Astra, Inc. (ранее известная как Ventions LLC) — это частная американская космическая компания, которая базируется в Калифорнии.

Фото: Brady Kenniston

Astra Space. Из гаража в космос

В далеком (недавнем) 2005 году, практически в гараже, в Сан-Франциско была основана небольшая фирмочка Ventions LLC со штатом изначально 10, а потом и 25 сотрудников, которая 10 лет успешно занималась исследованиями и разработкой аэрокосмических компонентов спутников, турбореактивных и ракетных двигателей и их компонентов по заказам. NASA и DARPA (военные).

Места на бывших взлетно посадочных полосах базы было много, испытывать разные аэрокосмические штуки было где.

Тем более военные как то странно любили эту компанию, подсовывая заказики, а Кемп прекрасно умел убеждать.

Пусковая установка разрабатывалась изначально мобильной и транспортируемой.

Зачем? Ну например заказчик хочет запускать ракеты из Европы или там ну например Кореи.

Ну и вот. что нет то? Перекинули ему пусковые и ракеты и пусть. Пусковую обслуживают всего 5 человек персонала. Центр управления полетом? Достаточно 5 человек.

Ракеты 1. 3.х, полностью соответствуя агрессивной манере американского проектирования, рассчитаны просто на убой.

Запуск, бабах, проверяем где тонко, фиксим, снова запуск.

В результате ракета начинает летать. И быстро. Быстро с точки зрения развития техники, не с точки зрения обывателя. Обывателю кажется, что это долго 🙂

На носителе Astra Rocket 4.0 в 2022 году планируется выйти на темп запусков 1 неделя 1 ракета.

Неугомонные разрабы заодно придумывают Ракету 5. Это вообще другая и суборбитальная история: сверхсрочная доставка посылок за 45 минут из любой точки земли в любую другую.

У военных, да и у богатых, как известно, свои причуды.

Дико заинтересовав дешевой ракетой и частыми запусками потенциальных заказчиков, и заинтриговав крупных инвесторов так, что собралась большая такая толпа оных, причем крупных и маститых, получив овердобуя бабла на свои текущие и грядущие безобразия, разрабы Астры от скуки поковыряли отверткой и паяльником пару RF модулей и кусков металла.

То, что получилось в итоге, привело разработчиков Астры к решению. срочно зарегать возможность развертывания своей собственной спутниковой группировки из 13 600 спутников связи. Что вызвало некий шок в мире коммерческого космоса, приступ экстаза у военных, и разинутые рты инвесторов.

Очевидно, Астра разработала простой, дешевый и компактный спутник связи.

Каждый спутник будет иметь фазированную антенную решетку с эффективной апертурой 20 сантиметров, а также две подвесные параболические антенны. Спутник связи будет оснащен электрическими двигательными установками для маневрирования и ухода с орбиты. Ранее в этом году Astra приобрела Apollo Fusion, разработчика электрических силовых установок для спутников.

Ну и напоследок микрофон генеральному директору Astra Крису Кемпу. Просто цитаты:

«У нас в Astra есть идеал: простые весы. Простая идея.

Чем сложнее что-то, тем сложнее его изготовить. Тем труднее работать. Как правило, тем больше случается ошибок, многое может пойти не так, а людям труднее понять и общаться ».

Нужны ли нам там эти перегородки? Нужен ли нам этот датчик? И с каждым разом, по мере того, как мы все больше понимаем ракету, мы можем ее упрощать ».

3D печать: «Это самый дорогой способ сделать что-нибудь. Если вы хотите машину для 3D-печати, многие из этих машин, которые печатают металл, могут стоить вам более двух, трех миллионов долларов, и если вы решите делать на ней ракетный двигатель, только распечатать одну для него деталь может занять от нескольких дней до недели. Итак, у вас есть машина, которая стоит миллионы долларов и которая в течение недели печатает одну деталь.

Но. Вы можете взять ту же самую деталь, и вы можете штамповать ее, вы можете отлить ее, вы можете отфрезеровать ее за небольшую часть стоимости (и времени). И хотя 3D-печать отлично подходит для изготовления чего-то одного, если вы хотите сделать сотни или тысячи чего-то, это невероятно дорого и требует много времени. Мы разработали эту ракету так, чтобы мы могли изготавливать почти все детали, не печатая их на 3D-принтере. Фактически, мы также попытаемся отказаться от 3D-печати некоторых компонентов двигателя. Потому что это производство (3D-принт) просто не масштабируется ».

«Если вы думаете о компании, она по сути должна быть эффективной. Прямо как ракета. У вас нет лишней массы для самой ракеты, потому что это не топливо и не полезная нагрузка».

«Мы начали разработку ракеты с первого дня, исходя из цели ежедневных запусков.

Так что большая часть команды сейчас даже не занимается вопросами ежемесячных запусков. Они сосредоточены на еженедельных запусках ».

«Мы находимся в процессе расширения нашего производства. Мы утроили его размер до четверти миллиона квадратных футов, где у нас будет автоматизированная производственная линия. Последние пару лет мы производим ракеты из расчета по одной в квартал. Сейчас мы увеличиваем это количество до одного в месяц ».

«На нашем нынешнем предприятии, которое находится на территории кампуса площадью около 20 акров недалеко от Сан-Франциско, мы сможем производить по одной ракете в день».

Не знаю, что в итоге получится со всего этого, но безобразные наглые и агрессивные (в обращении с разработками) манеры творцов Астры крепко напоминают поведение одной не так давно внезапно возникшей спейс компании, над которой все громко потешались и иронизировали, и которая уверенно прет в космос, нагло захватывая куски рынка. И мечтая потоптаться по Марсу.

Подождем еще немножко и посмотрим, что случится с Astra Ракета 3.3 в ее следующей попытке достичь орбиты. Самый ранний запуск этой ракеты с острова Кадьяк, Аляска, возможен 8 ноября, во время окна, которое продлится до 14 ноября.

Долбанет, или все таки долетит?

В любом случае, в сборочном цехе делаются еще ракеты 🙂 и у Ракеты Астры в обозримом будущем просто нет шансов не начать стабильно и хорошо летать.

Virgin Orbit и владелец японской авиакомпании All Nippon Airways объединились для создания системы космического запуска

В настоящее время Virgin Orbit взлетает из своего воздушного и космического порта в пустыне Мохаве в Калифорнии, и работает над добавлением космодрома Корнуолл в Англии к своим стартовым площадкам.

Кодзи Сибата, исполнительный вице-президент ANA, приветствовал партнерство.

Источник