Электрон (ракета-носитель)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Electron (ракета-носитель)»)
Перейти к навигации Перейти к поиску
Electron
Electron
Общие сведения
Страна  Новая Зеландия
Назначение ракета-носитель
Разработчик Rocket Lab
Изготовитель Rocket Lab
Стоимость запуска (4,9-6,6 млн долл.)
Основные характеристики
Количество ступеней 2
Длина (с ГЧ) 17 м
Диаметр 1,2 м
Стартовая масса 12 550 кг
Масса полезной нагрузки
 • на НОО 250 кг
 • на ССО (500 км) 150 кг
История запусков
Состояние тестовые запуски
Места запуска Rocket Lab LC-1
Число запусков 9
 • успешных 8
 • неудачных 1
Первый запуск 25 мая 2017
Последний запуск 17 октября 2019
11Первая ступень
Маршевые двигатели 9 × «Резерфорд»
Тяга 162 кН (уровень моря)
192 кН (вакуум)
Удельный импульс 303 с
Горючее керосин
Окислитель жидкий кислород
11Вторая ступень
Маршевый двигатель «Резерфорд» (версия для вакуума)
Тяга 22 кН (вакуум)
Удельный импульс 333 с
Горючее керосин
Окислитель жидкий кислород
Commons-logo.svg Медиафайлы на Викискладе

«Электрон»[1] (англ. Electron) — ракета-носитель сверхлёгкого класса, разработанная новозеландским подразделением американской частной аэрокосмической компании Rocket Lab.

Предназначена для коммерческих запусков микро- и наноспутников, позволяет вывести полезную нагрузку массой до 150 кг на солнечно-синхронную орбиту высотой 500 км или до 250 кг на низкую околоземную орбиту[2]. Стоимость запуска ракеты-носителя составляет от 4,9 до 6,6 млн долларов США[2].

Квалификационные огневые тесты обеих ступеней завершены в конце 2016 года[3][4]. Первый испытательный полёт (неудачный: ракета достигла космоса, но не вышла на орбиту) состоялся 25 мая 2017 года[1].

Начиная со второго квартала 2017 года, в компании намерены с помощью ракеты-носителя производить ежеквартальные коммерческие запуски кубсатов на солнечно-синхронную орбиту, стандартный полёт будет вмещать два 12U, четыре 6U, десять 3U и четыре 1U-кубсата с суммарной стоимостью запуска около 6,5 млн долларов[5][2].

Конструкция[править | править код]

Основные конструктивные элементы ракеты-носителя, несущий цилиндрический корпус и топливные баки обеих ступеней выполнены из углепластика и производятся компанией Rocket Lab на собственном заводе. Применение композиционных материалов позволило существенно снизить вес конструкции. Обе ступени ракеты-носителя используют в качестве компонентов топлива керосин (горючее) и жидкий кислород (окислитель)[2].[5].

Первая ступень[править | править код]

Silk-film.png Внешние видеофайлы
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Огневое испытание первой ступени

Высота ступени составляет 12,1 м, диаметр — 1,2 м, сухая масса — 950 кг. Вмещает до 9250 кг топлива[5].

Первая ступень оборудована девятью жидкостными ракетными двигателями «Резерфорд», схема расположения двигателей подобна первой ступени ракеты-носителя Falcon 9 — один центральный двигатель и 8 расположенных вокруг него[5].

Rutherford — двигатель собственного производства Rocket Lab, все основные детали которого создаются способом 3D-печати[6]. Использует для нагнетания компонентов топлива в камеру сгорания насосный агрегат, который приводится в действие двумя электродвигателями, питающимися от установленных на ступени 13 литий-полимерных аккумуляторов[5][7]. Используются вентильные двигатели постоянного тока, каждый из которых развивает мощность около 37 кВт при скорости вращения 40 000 оборотов в минуту[5], что позволяет повышать давление в топливной магистрали от 0,2—0,3 МПа до 10—20 МПа[8].

Тяга ступени на старте составляет 162 кН и повышается до 192 кН в вакууме. Удельный импульс — 303 с. Время работы ступени — около 155 секунд[2].[5].

Управление вектором тяги осуществляется одновременным отклонением всех 9 двигателей от центральной оси[5].

Отстыковка ступени производится с помощью пневматических механизмов, приводимых в действие с помощью сжатого гелия, который используется также для создания в топливных баках рабочего давления[5].

Возвращение первой ступени[править | править код]

Silk-film.png Внешние видеофайлы
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Презентация

6 августа 2019 года компания Rocket Lab сообщила о планах возвращать первую ступень с целью её последующего повторного использования. Основной причиной стала необходимость повысить частоту запусков ракеты-носителя. Компанией ведутся работы по сбору данных о состоянии ступени во время возврата в плотные слои атмосферы, во время восьмого запуска ступень будет оборудована необходимыми датчиками и бортовым самописцем, который планируется извлечь после падения ступени в океан. Начиная с десятого запуска запланировано использование обновлённой первой ступени с изменениями, направленными на возврат ступени[9].

Ступень не будет использовать собственные двигатели для замедления в атмосфере, вместо этого будет применяться аэродинамический тормоз и парашют. Изначально ступень будет опускаться на воду, в дальнейшем планируется её перехват в воздухе с использованием вертолёта[10].

Вторая ступень[править | править код]

Silk-film.png Внешние видеофайлы
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Огневое испытание второй ступени

Длина составляет 2,4 м, диаметр — 1,2 м, сухая масса — 250 кг. Вмещает до 2150 кг топлива[5].

Вторая ступень использует один двигатель Rutherford, оптимизированный для максимально эффективной работы в вакууме и оборудованный увеличенным неохлаждаемым сопловым насадком. Тяга двигателя в вакууме составляет 22 кН, удельный импульс — 333 с[5][2].

Ступень оборудована тремя литий-ионными батареями для питания электропривода топливного насоса двигателя, 2 из них сбрасываются после исчерпания, позволяя снизить сухую массу ступени[5][2].

Контроль вектора тяги по тангажу и рысканию производится за счёт отклонения двигателя, контроль вращения и управление положением ступени осуществляется с помощью системы реактивных газовых сопел[5].

Вторая ступень оборудована приборным отсеком в котором расположены системы управления ракеты-носителя, которые разработаны и произведены компанией Rocket Lab[2].

Головной обтекатель[править | править код]

Ракета оборудована композитным обтекателем длиной 2,5 м, диаметром 1,2 м и массой около 50 кг[5].

Отличительной концепцией Rocket Lab является отделение процесса монтажа полезной нагрузки внутри обтекателя от сборки остальной ракеты. Это даёт возможность заказчикам, собственникам спутников, осуществлять интеграцию полезной нагрузки с адаптером и инкапсуляцию в обтекателе на своих предприятиях самостоятельно, а затем доставлять этот модуль в собранном виде к стартовой площадке, где он будет быстро интегрирован с ракетой[5][2].

Стартовая площадка[править | править код]

Основная статья: Rocket Lab LC-1

Изначально стартовую площадку планировали разместить недалеко от новозеландского города Крайстчерч на Южном острове. Однако по экологическим требованиям место для площадки было перенесено на Северный остров[11].

Запуски ракеты-носителя Electron производятся со стартового комплекса англ. Rocket Lab Launch Complex 1, построенного на полуострове Махия[en], находящегося на восточном побережье Северного острова Новой Зеландии. 2 сентября 2016 года в 4:37 утра примерно в 100 км севернее стартовой площадки произошло землетрясение магнитудой 7,1. Стартовые сооружения и 50-тонная стартовая платформа не пострадали, что подтвердила пресс-секретарь компании Rocket Lab англ. Catherine Moreau Hammond[12].

Официальное открытие комплекса состоялось 26 сентября 2016 года[13]. Лицензия на пусковую деятельность выдана на 30 лет и предполагает возможность запуска каждые 72 часа[13]. Расположение комплекса позволяет выводить полезную нагрузку на орбиты с разным наклонением, в диапазоне от 39 до 98°[5].

Стандартный запуск предусматривает вывод на орбиту нескольких вариантов полезной нагрузки: два кубсата 12U, четыре кубсата 6U, десять 3U и четырёх 1U[2].

Центр управления полётами расположен примерно в 500 км северо-западнее стартового комплекса в городе Окленд. Оборудование центра позволяет отслеживать 25 000 каналов данных передаваемых в реальном времени со стартового комплекса, ракеты-носителя и полезной нагрузки[8].

Запуски[править | править код]

Дата, время (UTC) Стартовая
площадка
Полезная нагрузка Орбита Результат
1 25 мая 2017, 14:20 Rocket Lab LC-1 без полезной нагрузки НОО Неудача
Испытательный полёт без полезной нагрузки, вместо неё ракета оснащалась дополнительным оборудованием для сбора телеметрии во время полёта[3]. Планировался выход на орбиту высотой между 300 и 500 км, с наклонением 83°. Запуск несколько раз откладывался из-за неблагоприятных погодных условий. После старта продемонстрированы успешная работа первой ступени, расстыковка ступеней, запуск второй ступени и сброс головного обтекателя. Спустя 3 минуты после запуска ракета достигла границы космоса, но вторая ступень не смогла достичь необходимой скорости для выхода на околоземную орбиту[14][15][16][17]. По словам разработчиков, полёт был прекращён по команде с земли из-за неверных данных, выдаваемых наземной системой измерений[18].
2 21 января 2018, 01:30 Rocket Lab LC-1 Dove Pioneer, Lemur-2 (2 шт.), Humanity Star[en][19]. НОО Успех
Второй испытательный запуск, с полезной нагрузкой (3 наноспутника). Три объекта каталогизированы на орбите 290 × 530 км, и два объекта на орбите 494 × 534 км[20]. Лозунг миссии "Still Testing".
3 11 ноября 2018, 03:50 Rocket Lab LC-1 Lemur-2 (2 шт.), CICERO, Irvine 01, NABEO, Proxima (2 шт.) НОО Успех
Первый коммерческий запуск. Лозунг миссии "It’s Business Time".
4 16 декабря 2018, 06:33 Rocket Lab LC-1 ALBus, ANDESITE, CeREs, CHOMPTT, CubeSail, DaVinci, ISX, NMTSat, RSat-P, SHFT-1, Shields-1, STF-1 НОО Успех
Запуск наноспутников, созданных студентами университетов при поддержке NASA, в рамках миссии ELaNa-19[en]. Лозунг миссии "This One's For Pickering".
5 28 марта 2019, 23:30 Rocket Lab LC-1 Radio Frequency Risk Reduction Deployment Demonstration (R3D2) НОО Успех
Запуск космического аппарата R3D2, разработанного компанией Northrop Grumman в целях тестирования технологии разворачивания антенн в интересах Управления перспективных исследований Министерства обороны США (DARPA). Лозунг миссии "Two Thumbs Up"
6 5 мая 2019, 06:00 Rocket Lab LC-1 Harbinger, SPARC-1, Falcon ODE НОО Успех
Запуск трёх космических аппаратов для ВВС США[21]. Лозунг миссии "That's a Funny Looking Cactus"
7 29 июня 2019, 04:30 Rocket Lab LC-1 BlackSky Global 3, Prometheus-2.5/2.6, ACRUX-1 НОО Успех
Запуск спутника ДЗЗ и трёх кубсатов в рамках миссии, организованной компанией Spaceflight Industries[en]. Лозунг миссии "Make it Rain".
8 19 августа 2019, 12:12 Rocket Lab LC-1 BlackSky Global 4, BRO 1, Pearl White 1, Pearl White 2 НОО Успех
56-килограммовый микроспутник и три 6U-кубсата выведены на орбиту высотой 540 км, наклонением 45°. Лозунг миссии "Look Ma, No Hands!"[22].
9 17 октября 2019, 01:22[23] Rocket Lab LC-1 Спутник компании Astrodigital Успех
Лозунг миссии "As The Crow Flies?"
Планируемые запуски
25 ноября 2019 Rocket Lab LC-1 ATL-1, Fossasat-1, NOOR-1A (Unicorn 2B), NOOR-1B (Unicorn 2C), SMOG-PTRSI, SatALE-2
2019 Rocket Lab LC-1 CE-SAT 1 Mk.2, CE-SAT 2 ССО[24]
CE-SAT 1 Mk. 2 — первый серийный образец спутника CE-SAT 1, запущенного в июне 2017 году на индийской ракете PSLV[25].

Сравнение с аналогами[править | править код]

В настоящее время другие действующие носители сверхлёгкого класса есть только в Китае - это твердотопливные ракеты, созданные на основе первой ступени ракеты средней дальности DF-21. Наиболее близким по характеристикам является воздушно-космический комплекс на базе крылатой ракеты «Пегас», формально относящийся к лёгкому классу. Среди остальных проектов часть, как и «Электрон», прошли первые лётные испытания (все неудачно, за исключением японской SS-520-5, но она относится к ещё более лёгкому классу), другие готовятся к первым стартам[1].

Название Организация-разработчик Страна Максимальная
полезная нагрузка, кг
Орбита Стоимость пуска, млн $
(год оценки)
Количество пусков
Электрон Rocket Lab  США
 Новая Зеландия
150 ССО 4,9—6,6 8 (2019)
Пегас Orbital Sciences Corporation[26]  США 443 НОО 40 (2014) 44 (2019)
Super Strypi[en] Гавайский университет

Сандийские национальные лаборатории
Aerojet Rocketdyne[27]

 США 250 ССО 1 (2015)
SS-520-4 IHI Aerospace[28]  Япония 4[29] НОО 3,5 (2017)[30] 2 (2018)
LauncherOne Virgin Orbit[en]  США 300[31] ССО 0 (2018)
Vector-R Vector Space Systems[en]  США 30—45[1][32] ССО 1,5—2[32] 0 (2018)
Vector-H 125[32] 3—3,5[32] 0 (2018)
Куайчжоу-1A CASIC[en]  Китай 250[33] ССО (500 км) 2 (2019)
200[33] ССО (700 км)
Цзелун-1 CASIC[en]  Китай 200 ССО (500 км) 1 (2019)
150 ССО (700 км)

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 3 4 И. Черный. «Что ж вы так волнуетесь? Это ж испытание!» (рус.) // Новости космонавтики : журнал. — 2017. — Т. 27, № 07 (414).
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Чёрный И, 2017.
  3. 1 2 Rocket Lab declares Electron ready for test flights (англ.). Space News (13 December 2016).
  4. Rocket Lab Completes Major Technical Milestone Ahead of Test Launches (англ.). Rocket Lab (13 December 2016).
  5. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Electron (англ.). Spaceflight101.
  6. Rocket Lab unveils world's first battery rocket engine (англ.). New Zeland Herald (15 April 2015).
  7. Rocket Lab Unveils Battery-Powered Turbomachinery (англ.). Aviation Week (14 April 2015).
  8. 1 2 Chris Gebhardt. Rocket Lab’s Electron conducts inaugural flight from New Zealand (англ.). NASAspaceflight.com (24 May 2017). Дата обращения 15 июля 2017. Архивировано 15 июля 2017 года.
  9. Rocket Lab to begin booster recovery experiments later this year (англ.). Spaceflight Now (6 August 2019).
  10. Rocket Lab to attempt to reuse Electron first stage (англ.). SpaceNews (6 August 2019).
  11. Jeff Foust. Rocket Lab plans Electron test launches this year (англ.). Spacenews.com (14 April 2016). Дата обращения 13 июля 2017.
  12. Jeff Foust. Rocket Lab launch site not damaged in New Zealand earthquake (англ.). Spacenews.com (2 September 2016). Дата обращения 15 июля 2017.
  13. 1 2 Rocket Lab Opens Private Orbital Launch Site in New Zealand (англ.). Space (26 September 2016).
  14. Первый блин всё-таки комом. Журнал «Новости космонавтики» (2017-05-5). Дата обращения 25 мая 2017.
  15. Electron’s “It’s a Test” successfully reaches Space, falls short of Orbit (англ.). Spaceflight101 (25 May 2017).
  16. Maiden flight of Rocket Lab’s small satellite launcher reaches space (англ.). Spaceflight Now (25 May 2017).
  17. Grant Bradley. Rocket Lab: We have lift-off! History made as Electron launches successfully from Mahia (англ.). nzherald.co.nz (25 May 2017).
  18. Железняков А. Ж. Неудача произошла из-за сбоя в наземном оборудовании. Новости космонавтики (8 августа 2017). Дата обращения 16 августа 2017. Архивировано 16 августа 2017 года.
  19. На орбиту выведена «звезда человечества», которая ярче всех объектов ночного неба
  20. Орбита достигнута. Spaceflight101 (21 января 2018). Дата обращения 21 января 2018.
  21. Rocket Lab to launch Air Force satellites (англ.). Space News (3 April 2019).
  22. Rocket Lab launch fulfills initial block of BlackSky Earth-imaging satellites (англ.). Spaceflight Now (19 August 2019).
  23. Ракета-носитель Electron компании Rocket Lab вывела на орбиту спутник Palisade | Новости авиации и космонавтики (рус.)  (неопр.) ?. Дата обращения 17 октября 2019.
  24. Electron / Curie | CE-SAT I Mk-2 & CE-SAT 2 (англ.). nextspaceflight.com. Дата обращения 16 августа 2019.
  25. CE-SAT 1 / CE-SAT 1 Mk.2. space.skyrocket.de. Дата обращения 16 августа 2019.
  26. barberd. Pegasus Users Guide (англ.) (PDF). orbitalatk.com (30 October 2015). Дата обращения 26 ноября 2016.
  27. Krebs, Gunter SPARK (недоступная ссылка). Gunter's Space Page. Дата обращения 20 января 2012. Архивировано 2 августа 2012 года.
  28. Sounding Rocket (англ.) (недоступная ссылка). IHI Aerospace. Дата обращения 19 июля 2017. Архивировано 20 января 2017 года.
  29. SS-520 4号機実験の実施について (яп.). JAXA (8 декабря 2016). Архивировано 8 декабря 2016 года.
  30. Рыжков, 2017, с. 36.
  31. Home (англ.). Virgin Orbit. Дата обращения 19 июля 2017.
  32. 1 2 3 4 Vector Space completes first test flight, aims for small sat market expansion (англ.). NASA Spaceflight (9 May 2017).
  33. 1 2 Kuai Zhou (Fast Vessel) (англ.), China Space Report (22 May 2016). Архивировано 11 марта 2018 года. Дата обращения 22 июля 2017.

Литература[править | править код]

  • Чёрный И. Electron готовится к первому пуску // Новости космонавтики : журнал. — 2017. — Май (т. 27, № 5 (412)). — С. 45.
  • Рыжков Е. Провал японского «нано-лоунчера» // Новости космонавтики : журнал. — 2017. — Март (т. 27, № 3 (410)). — С. 35—36.

Ссылки[править | править код]