Антарес (ракета-носитель)
«Антарес» (англ. Antares) — одноразовая ракета-носитель, разработанная Orbital Sciences Corporation для запуска полезных грузов массой до 8,0 т на низкую опорную орбиту[4]. Первый запуск осуществлён 21 апреля 2013 года. Названная в честь одной из ярчайших звёзд земного неба, Антареса, ракета-носитель до 12 декабря 2011 года носила название «Таурус-2» (англ. Taurus II)[8].
Orbital Sciences Corporation использует «Антарес» для запуска своих беспилотных грузовых космических кораблей «Сигнус» по программам НАСА по доставке грузов частными компаниями на Международную космическую станцию (МКС). В дополнение, ракета может быть использована для малых и средних миссий[9].
Общие сведения
| Антарес | |
|---|---|
| Общие сведения | |
| Страна |
|
| Назначение | ракета-носитель |
| Изготовитель |
|
| Основные характеристики | |
| Количество ступеней | 2—3[1] |
| Длина (с ГЧ) | 40,5—43 м[2] |
| Диаметр | 3,9 м[3] |
| Стартовая масса | 276—286 т[2] |
| Масса полезной нагрузки | |
| • на НОО | 8 т[4] |
| История запусков | |
| Состояние | действующая |
| Места запуска | Среднеатлантический региональный космопорт (MARS) |
| Число запусков | 17 |
| • успешных | 16 |
| • неудачных | 1 |
| Первый запуск | 21 апреля 2013 |
| Последний запуск |
7 ноября 2022 (Cygnus CRS NG-18) |
| Первая ступень | |
| Маршевые двигатели |
2 × AJ-26 (модиф. НК-33) или РД-181 |
| Тяга | 308−423,4 тс (3010−3507,6 кН) |
| Удельный импульс | 297−331 с |
| Время работы | 230 с [5] |
| Горючее | RP-1 |
| Окислитель | Жидкий кислород |
| Вторая ступень — ATK CASTOR 30XL [6] |
|
| Маршевый двигатель | ТТУ |
| Тяга | 30 тс (293,4 кН) |
| Удельный импульс | 304 с |
| Время работы | 156 с [7] |
История
1 октября 2012 года в Среднеатлантическом региональном космопорте были начаты проливочные и огневые испытания ракеты[10], однако с 26 октября были приостановлены на несколько дней из-за угрозы со стороны урагана «Сэнди». После успешного завершения комплекса испытаний был произведён первый тестовый запуск[11]. 22 февраля 2013 года были успешно проведены огневые испытания первой ступени[12].
Пятый запуск, произведённый в октябре 2014 года, был произведён неудачно, что повлекло за собой смену используемых двигателей в первой ступени.
Для шестого запуска с уже новыми двигателями была произведена модификация ранее выпущенной первой ступени под эти двигатели[13]. 31 мая 2016 года был произведён первый прожиг первой ступени, как подготовка и испытание работы новой модификации с двигателями РД-181[14][15]. Прожиг показал неучтённую вибрацию, в результате чего был перенесён[16] запланированный на 6 июля запуск Cygnus CRS OA-5[17]. Потребовались доработки, включая замену привода двигателя. Также были обнаружены посторонние частицы в пневматической системе, попавшие туда от наземного испытательного оборудования, не используемого при реальных запусках[18].
Конструкция
Поскольку компания Orbital имела недостаточно опыта по работе с большими жидкостными ступенями и криогенными компонентами, для работы по первой ступени «Антареса» был заключён контракт с ГП КБ «Южное» (Украина), разработчиком ракет космического назначения серии «Зенит». Зона ответственности ГП КБ «Южное» включает в себя топливный отсек первой ступени. Основной задачей КБ «Южное» является разработка и контроль изготовления на заводе «Южмаш» топливных баков и пневмогидравлической системы первой ступени, включая шар-баллоны высокого давления.[19] Двигательный отсек с двигателями AJ-26, производимыми путем модификации двигателей НК-33 СНТК им Кузнецова является зоной ответственности американской стороны.
Первоначально в первой ступени были установлены два кислород-керосиновых ракетных двигателя AJ-26 — разработанная компанией «Аэроджет» и лицензированная в США модификация советского двигателя НК-33 для использования на американских ракетах-носителях (применялась только в «Антаресе»). Двигатели НК-33 были изготовлены в 1970-х годах и куплены в середине 1990-х годов фирмой «Аэроджет Рокетдайн» по цене 1 млн долларов США у СНТК им. Кузнецова. Модификация двигателя создавалась путём снятия некоторой оснастки с оригинальных НК-33, добавления американской электроники, адаптации двигателя к производимому в США топливу, а также оснащения карданным шарниром для управления вектором тяги.
Данная версия была предназначена для запуска полезных грузов массой до 5,5 т на низкую опорную орбиту[2].
В конце 2013 года, в связи с ограниченным количеством двигателей AJ-26, компания Orbital Sciences организовала тендер, в котором помимо других участников участвовали две российские компании: «Кузнецов» и НПО «Энергомаш»[20]. В мае 2014 года было объявлено, что двигателем, который заменит ныне не производимый AJ-26 (НК-33), будет РД-181, разработанный компанией «НПО Энергомаш» специально для «Антареса». Однокамерный двигатель РД-181 представляет собой версию двигателя РД-191. Преимуществом РД-181 перед НК-33 является его более высокая тяга, что позволит ракете «Антарес» выводить на орбиту полезную нагрузку бо́льшей массы. Кроме того, двигатель «Энергомаша» будет поставляться в Америку в уже готовом виде[21].
22 мая 2014 года на огневых испытаниях произошла нештатная ситуация с двигателем AJ-26: по некоторым данным, двигатель взорвался. Это привело к переносу очередной миссии на МКС, Cygnus CRS Orb-2.[22][23]
После аварии, произошедшей при запуске в октябре 2014 года, было объявлено о замене двигателя первой ступени AJ-26 на двигатель РД-181, независимо от наличия доступных AJ-26. В декабре 2014 года был заключен контракт между Orbital и НПО «Энергомаш», который обязался поставить 20 двигателей с ценой договора 224,5 млн долларов США, с возможностью опциона на закупку дополнительных двигателей РД-181 после 31 декабря 2021 года[24]. Первые два двигателя Orbital Sciences Corporation получила уже в июне 2015 года. В эту сумму входит не только стоимость двигателя, но и целый набор услуг: лётная подготовка, установка двигателя на ракету, проведение испытаний[25]. Летом 2018 был заключен контракт на поставку ещё 4-х двигателей РД-181[26].
Вторая ступень твердотопливная с двигателем Castor 30, разработанным Alliant Techsystems, является модификацией первой ступени Castor 120 ракеты-носителя «Таурус-1», которая в свою очередь является модификацией первой ступени МБР Peacekeeper[27]. В различных компоновках РН на второй ступени возможно использование нескольких модификаций Castor — 30A, 30B или 30XL[7]. Последний вариант, 30XL, входит в стандартную конфигурацию и является увеличенной версией предыдущих вариантов ступени[7].
РН допускает добавление третьей ступени — «Star-48BV» или «BTS»; в данном случае масса полезной нагрузки, выводимой на НОО, может быть увеличена до 7000 кг[7].
История запусков
Первый пуск был запланирован на третий квартал 2011 года со стартового комплекса LP-0А в Среднеатлантическом региональном космопорте, позже переносился на февраль 2012, затем на лето того же года[8][28][29]. Первый тестовый запуск был назначен на 17 апреля 2013 года[30].
17 апреля 2013 года запланированный пуск отменён за 12 минут до старта из-за технической неисправности: произошло самопроизвольное отсоединение кабеля связи от второй ступени ракеты-носителя[31].
20 апреля 2013 года запланированный пуск отменён из-за неблагоприятных погодных условий: скорость ветра превысила предельно допустимую величину. Следующая попытка пуска состоялась 21 апреля 2013 года в 21:00 GMT. Ракета-носитель «Антарес» успешно вывела на орбиту габаритный макет космического грузовика «Сигнус». Вместе с ним на орбиту были доставлены три малых спутника NASA PhoneSat и один коммерческий наноспутник ДЗЗ[32].
28 октября 2014 года ракета-носитель «Антарес» была взорвана по решению оператора в связи с аварией ракеты-носителя. Причиной крушения Антареса 31 октября 2014 года стал турбонасосный агрегат двигателя AJ-26[33], разработанный в самарском ОАО «Кузнецов», модифицированный американской двигателестроительной компанией Aerojet Rocketdyne[34] с технической поддержкой по адаптации двигателя ОАО «Кузнецов»[35][36][37]. Orbital Sciences Corporation отказалась от использования этих двигателей.[38]. По контракту Orbital Sciences должна была получить 20 таких двигателей от Aerojet Rocketdyne. К моменту аварии было поставлено 10[39].
Стартовые площадки
- Среднеатлантический региональный космопорт, стартовый комплекс LP-0B. Расположен на территории принадлежащего НАСА Центра полётов Уоллопс, полуостров Делмарва, штат Виргиния.
Список запусков
| № | Ракета-носитель | Дата и время запуска (UTC) | Полезная нагрузка | Примечания | Видео |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Антарес-110 | 21.04.2013, 21:00 |
Массо-габаритный макет корабля Cygnus |
Макет (~3800 кг) корабля Cygnus был выведен на орбиту первым испытательным пуском ракеты-носителя «Антарес»[40][41]. | |
| 2 | 18.09.2013, 14:58 |
Cygnus Orb-D1 | Первый, демонстрационный, запуск корабля Cygnus к МКС по программе COTS[42][43][44]. | ||
| 3 | Антарес-120 | 09.01.2014, 18:07 |
Cygnus CRS Orb-1 | Первый коммерческий запуск корабля Cygnus к МКС по программе CRS[45]. Первый пуск «Антареса» с модификацией второй ступени Castor 30B. | |
| 4 | 13.07.2014, 16:52 |
Cygnus CRS Orb-2 | Второй коммерческий запуск корабля Cygnus к МКС по программе CRS[46][47][48][49]. Запуск неоднократно переносился, в связи с аварией при огневых стендовых испытаниях двигателя AJ-26, который используется на первой ступени ракеты-носителя[47][50]. | ||
| 5 | Антарес-130 | 28.10.2014, 22:22 |
Cygnus CRS Orb-3 | Третий коммерческий запуск корабля Cygnus к МКС по программе CRS[51]. Первый пуск «Антареса» с модификацией второй ступени Castor 30B. Неудачный запуск в связи с неполадками в турбонасосном агрегате на 6й секунде после запуска двигателей[52], падение в непосредственной близости от пусковой установки[51][53][54], незначительные повреждения на стартовом комплексе[55]. |
|
| 6 | Антарес-230 | 17.10.2016, 23:45 |
Cygnus CRS OA-5 | Шестой коммерческий запуск корабля Cygnus к МКС по программе CRS. Первый пуск «Антареса» с модифицированной первой ступенью, на которой установлены российские двигатели РД-181. Первый пуск с работой модифицированной второй ступени Castor 30B[56]. Первый пуск «Антареса» с новой версией грузового корабля. | |
| 7 | 12.11.2017, 12:19 |
Cygnus CRS OA-8E | Восьмой коммерческий запуск корабля Cygnus к МКС по программе CRS. Запуски кораблей Cygnus CRS ОА-6, Cygnus CRS ОА-7 были выполнен на РН «Атлас-5». | ||
| 8 | 21.05.2018, 08:44 |
Cygnus CRS OA-9E | Девятый коммерческий запуск корабля Cygnus к МКС по программе CRS. | ||
| 9 | 17.11.2018[57], 12:01 |
Cygnus CRS NG-10 | Десятый коммерческий запуск к МКС по контракту CRS. | ||
| 10 | 17.04.2019, 20:46 |
Cygnus CRS NG-11 | Одиннадцатый коммерческий запуск к МКС по контракту CRS. Последняя дополнительная миссия корабля Cygnus, из заказанных НАСА после завершения изначального контракта. Последующие миссии (не менее шести) будут выполнятся в рамках контракта CRS2. | ||
| 11 | Антарес-230+ | 02.11.2019, 13:59 |
Cygnus CRS NG-12 | Первая миссия по программе CRS2. Первый запуск корабля с помощью обновлённой версии ракеты-носителя «Антарес-230+». | [58] |
| 12 | 15.02.2020, 20:21 |
Cygnus CRS NG-13 | Второй запуск корабля Cygnus в рамках CRS2. | ||
| 13 | 03.10.2020, 01:16[59] |
Cygnus CRS NG-14 | Третий запуск корабля Cygnus в рамках CRS2. | ||
| 14 | 20.02.2021, 17:36[60] |
Cygnus CRS NG-15 | |||
| 15 | 10.08.2021, 21:55[61] |
Cygnus CRS NG-16 | |||
| 16 | 19.02.2022, 17:40[62] | Cygnus CRS NG-17 | |||
| 17 | 7.11.2022, 10:32:42[63] | Cygnus CRS NG-18 | |||
| Запланированные | |||||
| Антарес-230+ | 04.2023[64][65][62] | Cygnus CRS NG-19 | |||
| Антарес-330 | 2024 | Cygnus CRS NG-23 | Первый пуск РН с обновлённой первой ступенью производства Firefly Aerospace[66][67]. | ||
Аналоги
В следующей таблице приведены характеристики различных ракет-носителей лёгкого класса:
| Сравнение характеристик РН лёгкого класса | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ракета-носитель | Страна | Первый полёт | Количество запусков в год (всего) |
Широта СК | Стартовая масса, т |
Масса ПН, т | Успешных пусков |
Стоимость пуска, млн | |||
| НОО¹ | ССО² | ГПО | |||||||||
| «Рокот»[68] | 20.11.1990 | 1—4 (29) | 62° / 46° | 107,5 | 2,1 | 1,6 | 93% | $39—44.6[69] | |||
| «Днепр»[70] | 21.04.1999 | 1—3 (22) | 51° / 46° | 211 | 3,7 | 2,3 | 95% | $15[71][72]—30,7[73] | |||
| «Стрела»[74] | 05.12.2003 | 1 (3) | 46° | 105 | 1,6 | 1,1 | 100% | $8,5[75] | |||
| «Вега»[76][77] | 13.02.2012 | 1—3 (8) | 5° | 137 | 2,3 | 1,6 | 100% | $42[78]—59[79] | |||
| «Антарес»[80] | 21.04.2013[81] | 1—3 (6) | 38° | 240 | 5,6 | 4,4 | 83% | ||||
| «Союз-2.1в»[82] | 28.12.2013 | 1 (2) | 62° | 160 | 2,8 | 1,4 | 100% | $38 (₽1220)[83] | |||
| «Ангара 1.2»[84] | 09.07.2014[85] | (1) | 62° | 171 | 3.8 | 100% | |||||
| ¹ — высота 300 км, наклонение соответствует космодрому; ² — высота 300 км, наклонение 98°; | |||||||||||
См. также
- Commercial Orbital Transportation Services
- Dragon SpaceX
- Автоматический грузовой корабль (ЕКА) Европейского космического агентства