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  США
Назначение ракета-носитель
Изготовитель Соединённые Штаты Америки Northrop Grumman
Украина ПО «Южмаш» (подрядчик)
Россия НПО «Энергомаш» (подрядчик)
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-181Флаг России
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

Первая ступень

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.

Двигатель первой ступени

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

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].

Третья ступень

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 запуск

undefined

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].

Авария 28 октября 2014 года

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

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[en].
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[en]. 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[en][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] Флаг СССРФлаг России 20.11.1990 1—4 (29) 62° / 46° 107,5 2,1 1,6 93% $39—44.6[69]
«Днепр»[70] Флаг Украины 21.04.1999 1—3 (22) 51° / 46° 211 3,7 2,3 95% $15[71][72]—30,7[73]
«Стрела»[74] Флаг России 05.12.2003 1 (3) 46° 105 1,6 1,1 100% $8,5[75]
«Вега»[76][77] Флаг ЕС 13.02.2012 1—3 (8) 137 2,3 1,6 100% $42[78]—59[79]
«Антарес»[80] Флаг США 21.04.2013[81] 1—3 (6) 38° 240 5,6 4,4 83%
«Союз-2.1в»[82] Флаг России 28.12.2013 1 (2) 62° 160 2,8 1,4 100% $38 (1220)[83]
«Ангара 1.2»[84] Флаг России 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

Примечания