Обзор 2020 года: успехи и неудачи (часть 1)

19:26 19/01/2021
Комментарии 0 👁 355

Наконец, 2020 год заканчивается, можно опускать занавес. Эти 12 месяцев стали одними из худших для США, по крайней мере, в области освоения космоса, но в то же время это был знаменательный период — стартовало множество ракет-носителей различных компаний, вывели тонны грузов на орбиту Земли и даже отправили пару аппаратов к Солнцу и Марсу.

Falcon 9 от SpaceX, которая в настоящее время является рекордсменом по количеству полётов среди активных ракет-носителей орбитального класса в США, совершила не менее 26 запусков в период с января по декабрь, в то время как United Launch Alliance (ULA) выполнила шесть миссий со своими Atlas V и Delta IV Heavy. Northrop Grumman Corp. дважды запускала свою ракету Antares 230+ для доставки грузов на Международную космическую станцию (МКС), в то время как аппараты Minotaur IV, Electron, Rocket-3 и LauncherOne достигли сочетания как впечатляющего успеха так и печального провала.

Если говорить только о цифрах, то в 2020 году самым популярным хэдлайнером стала компания SpaceX, чей почтенный флот Falcon 9 выполнил не менее 26 миссий по доставке в космос сотен полезных грузов. Эта цифра легко превосходит предыдущий рекорд SpaceX – 21 полёт в 2018 году.

На прошлой неделе поставщик пусковых услуг со штаб-квартирой в Хоторне, Калифорния, отметил пятую годовщину своего первого успешного возврата первой ступени ракеты-носителя, и в 2020 году его 26 полётов были выполнены с использованием только 11 первых ступеней Falcon 9, которые выполнили 19 мягких посадок на автономный дрон-корабль (ASDS) и четыре приземления на твердую почву либо в Зоне приземления 1 (LZ-1), недавно переименованной в Cape Canaveral Space Force Station, либо в Зоне посадки 4 (LZ-4) на базе ВВС Ванденберг.

Эти 11 ускорителей установили множество рекордов: B1048 стала первой для Falcon 9, взлетевшей пять раз, а её сестра B1049 стала первой, кто успешно вернулся из пятого полёта и продолжил выполнение шестой и седьмой миссий.

К сожалению, три ускорителя были потеряны, два из которых не смогли приземлиться на ASDS из-за осложнений, вызванных неправильными данными о ветре и остаточной моющей жидкостью, попавшей в датчик, а третий был намеренно разрушен после высотного испытания на прерывание полёта космического корабля SpaceX Crew Dragon в январе.

После нескольких лет службы в Тихом океане, поддержки запусков из Ванденберга, ASDS «Just Read the Instructions» переместился с Западного побережья на Восточное, чтобы присоединиться к своей кузине «Of Course I Still Love You», и решительно поддержал увеличение темпов полётов космического стартового комплекса SLC-40 на площадке 39A в Космическом центре Кеннеди.

Благодаря такому значительному увеличению частоты запусков рекорды посыпались как кегли: в апреле Falcon 9 затмила Atlas V и стала самой часто летающей активной ракетой в США, а в июне SpaceX отпраздновала десять лет с момента полёта первой ракеты класса «Falcon», а совсем недавно состоялся сотый полёт Falcon 9.

В общей сложности в миссиях 2020 года, в которых было всего 11 первых ступеней Falcon 9, три из них завершили четыре полёта, в то время как ещё один завершил три, а один — B1051 — совершил ни много ни мало — пять запусков за один календарный год. Один из частых летунов — B1058 — совершил свой первый полёт в космос 30 мая, чтобы запустить членов экипажа Demo-2 Дага Хёрли и Боба Бенкена на Международную космическую станцию на борту Dragon Endeavour.

Их исторический полёт ознаменовал долгожданное возвращение США возможностей для пилотируемых космических полётов на борту американских космических кораблей, запускаемых американскими ракетами, и с американской территории после окончания программы Space Shuttle.

Даже когда Хёрли и Бенкен вращались вокруг Земли на борту МКС, B1058 продолжал агрессивную кампанию по запускам, вернувшись в космос во второй раз 20 июля, чтобы доставить южнокорейский военный спутник связи ANASIS-II, поставив таким образом новый рекорд по подготовке для повторного запуска многоразовой ракеты-носителя орбитального класса всего за 51 день, затмив 35-летний рекорд, установленный миссией шаттла Atlantis STS-61B.

Четырнадцать полётов Falcon 9 в этом году были посвящены доставке не менее 833 спутников Starlink, что является частью усилий SpaceX (стоимостью 10 миллиардов долларов) по выводу тысяч интернет-спутников на низкую околоземную орбиту к середине десятилетия.

В рамках других миссий завершились долгосрочные обязательства первой фазы по коммерческому снабжению (CRS1) перед НАСА в рамках двадцатого грузового запуска Dragon к МКС в марте и начало контракта на вторую фазу (CRS2) с запуском и прибытием CRS-21 на МКС в начале декабря.

Фактически, CRS-20 и CRS-21 были лишь двумя из множества амбициозных американских миссий, направлявшихся к МКС, включая первые полёты Dragon Endeavour и Dragon Resilience с, в общей сложности, шестью астронавтами.

И хотя преобладающими были запуски Starlink, в прошлом году также был запущен мощный вещательный спутник SXM-7 для SiriusXM, аргентинская платформа для фотографирования Земли SAOCOM-1B, наблюдающий за океаном спутник Sentinel-6A под управлением НАСА — названный в честь бывшего главы отдела наук о Земле этого агентства доктора Майкла Фрейлиха, пара спутников навигации и измерения времени Block III Global Positioning System (GPS) для космических сил США и особо секретный NROL-108 для Национального разведывательного управления.

Шесть миссий были успешно выполнены компанией Centennial, штат Колорадо, United Launch Alliance (ULA), чей высоконадежный парк ракет Atlas V обеспечил пять безупречных полётов и — после нескольких задержек, вызванных природными явлениями и казалось бы бесконечной чередой технических проблем, — возвращение гигантской трёхфюзеляжной Delta IV Heavy в декабре.

Как ранее указывалось в AmericaSpace, ULA постепенно отказывается от своей линейки ракет Delta, при этом давно работающая Delta II вышла из эксплуатации в сентябре 2018 года, а в августе 2019 года последовала финальная версия Delta IV Medium с одинарным фюзеляжем.

Тем не менее, Delta IV Heavy остаётся в рабочем состоянии, хотя впереди всего лишь четыре запланированных вылета. Первоначально поддержание двух семейств ракет-носителей было требованием правительства США, чтобы ULA обеспечивало гарантированный доступ к требованиям космической политики, но по мере того, как организация переходит в более конкурентную среду контрактов на запуск в целях национальной безопасности, становится очевидным, что несколько линий продуктов содержат риск снижения темпов запуска и увеличения программных затрат.

Таким образом, с самого начала ожидалось, что в 2020 году для ULA будут доминировать полеты её ракеты-носителя Atlas V с космического стартового комплекса SLC-41 на Мысе Канаверал. В феврале редко используемый вариант ракеты «411», оснащенный одинарным навесным ракетным двигателем на твердом топливе, который создавал необычную перспективу «бокового» взлета и был назван генеральным директором ULA Тори Бруно — «Slider», отправил миссию Solar Orbiter под руководством Европейского космического агентства (ESA) в десятилетнее путешествие, чтобы исследовать Солнце на более близких расстояниях и более высоких гелиографических широтах, чем когда-либо прежде.

Месяц спустя был запущен шестой и последний военный спутник связи Advanced Extremely High Frequency (AEHF), успешно завершивший в октябре орбитальные испытания, вместе с шестой миссией мини-шаттла X-37B Orbital Test Vehicle (OTV), поднявшейся на орбиту в середине мая.

X-37B Orbital Test Vehicle, который с апреля 2010 года выполнил серию всё более и более продолжительных миссий и зафиксировал продолжительность полёта от 224 дней до нынешнего рекорда в почти 780 дней, до сих пор остаётся в космосе, без малейших намёков на то, когда может завершиться его последняя тайная миссия.

Что же касается Atlas V, то в ноябре была проведена еще одна секретная миссия с запуском сверхсекретной полезной нагрузки NROL-101 для Национального разведывательного управления. Эта миссия также включала в себя первые лётные испытания модернизированных навесных ускорителей GEM-63 от Northrop Grumman Corp., которые постепенно вводятся в эксплуатацию для Atlas V и для новой тяжелой ракеты ULA Vulcan-Centaur, которая должна полететь в следующем году.

Если запуск Solar Orbiter стал важной вехой для науки в 2020 году, то он в равной степени совпал с запуском 30 июля миссии NASA Perseverance на Марс, предназначенной для посадки шестиколёсного ровера в геологически богатых окрестностях кратера Джезеро к северу от марсианского экватора в феврале 2021 года.

Perseverance намерен «вынюхивать» биосигнатуры потенциальной древней жизни, собрать и сохранить образцы почвы и горных пород для будущей миссии по возврату образцов, исследовать местную геологию кратера Джезеро, считающегося давно высохшим озером, и получить полное представление о пылевой погоде на Марсе. На марсоходе также будет использоваться Ingenuity – первый вертолёт, когда-либо использовавшийся в другом мире.

Ещё одной миссией, запущенной на Atlas V более четырёх лет назад, была Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer — OSIRIS-REx, которая провела успешную кампанию по сближению и орбитальному картированию околоземного астероида Бенну, а в октябре 2020 года были собраны образцы почвы с помощью механизма отбора проб Touch-and-Go (TAGSAM).

Они будут возвращены на Землю в 2023 году, как образцы практически нетронутого «углеродистого» остатка с зари существования Солнечной системы, и попадут в пытливые руки учёных.

Но одна миссия ULA, которая казалась явно менее склонной к полётам, — это неблагополучная Delta IV Heavy с засекреченной полезной нагрузкой NROL-44. Установленная на площадке SLC-37B в ноябре 2019 года, она провела (или, возможно, выдержала) там более года, перенеся не менее восьми неудачных попыток запуска с августа по декабрь. Сюда вошла пара попыток, прерванных в последнюю секунду, в одной из которых один из установленных сбоку на ракете ускорителей Common Booster Core (CBC) зажёгся и почти мгновенно отключился.

Проблемы с наземной системой управления пневматикой, боковыми регуляторами колодок, механизмом с поворотным рычагом и проделки матери-природы с мучительной регулярностью вступали в сговор против этой миссии, прежде чем NROL-44 в конечном итоге плавно взревел в ночь на 9 декабря, завершив этот год для ULA с шестью запусками.

В июле Northrop Grumman успешно запустила свой аппарат Minotaur IV с площадки 0B на MARS, что стало первым полётом этого четырехступенчатого ускорителя за почти три года. Созданный на основе межконтинентальной баллистической ракеты Peacekeeper, Minotaur IV высотой 24 метра может выводить полезные нагрузки весом 1730 кг на низкую околоземную орбиту, а в этой последней миссии он поднял сразу четыре полезные нагрузки для National Reconnaissance Office. Названный «NROL-129», это был первый запуск Minotaur IV, посвященный целям NRO.

Фактически это была третья миссия NRO 2020 года, последовавшая за парой запусков двухступенчатой ракеты-носителя Electron от Rocket Lab, которая также провела свою первую миссию, спонсируемую NRO, в январе. Запущенная с острова Северный Новой Зеландии, ракета-носитель высотой 17 метров доставила NROL-151 на орбиту на высоте около 600 км над Землей. И по мере того, как Rocket Labs постепенно наращивает свои усилия по обеспечению многоразового использования ракеты Electron, ускоритель из полёта NROL-151 достаточно хорошо испытал свои способности к ориентации и управлению, и второй раз в своей карьере пережил вход в атмосферу.

Другая миссия Electron в июне включала в себя три засекреченных полезных нагрузки NRO, и только в прошлом месяце — при запуске, названном Rocket Lab «Return to Sender» — ракета-носитель совершила мягкое приводнение в океане с помощью парашюта и впервые была успешно возвращена. В целом (и несмотря на неполадки на этапе работы второй ступени в июле) Rocket Lab завершает 2020 год шестью успешными миссиями из семи попыток запуска.

Менее успешными оказались попытки Astra запустить пару ракет Rocket-3 с Тихоокеанского космодрома на Аляске (PSCA) на острове Кадьяк в сентябре и декабре, обе закончились неудачей. Небольшая ракета-носитель, которая приводится в действие пятью двигателями Delphin с общей тягой на взлете 14 700 кг, вскоре после старта во время сентябрьской миссии претерпела аномалию первой ступени, и миссия была прервана офицером безопасности полигона.

Это повлекло за собой впечатляющий взрыв, возникший при падении ракеты на Землю, а видео набрало много просмотров и репостов на YouTube. А двумя неделями до этого ещё одна Rocket-3 успешно впервые поднялась выше 100-километровой «линии Кармана», признанной во всем мире границей космоса. Она достигла заданной орбитальной высоты, но проблемы с топливной смесью верхней ступени помешали достичь стабильной орбиты.

Ещё одним доказательством утверждения о том, что ракетостроение — сложная штука, была первая попытка 25 мая запустить миссию LauncherOne компании Virgin Orbit. Вылетевший из аэрокосмического порта Мохаве в Калифорнии на борту модифицированного Boeing 747-400, получившего обозначение «Cosmic Girl», ракета-носитель была успешно запущена с воздуха, но вскоре после зажигания двигателя первой ступени NewtonThree произошла аномалия.

Впоследствии авария была связана с разрывом топливопровода высокого давления, что препятствовало поступлению жидкого кислорода в камеру сгорания. Усилия по укреплению компонентов двигателя были предприняты сразу после инцидента, и были большие надежды на то, что LauncherOne может организовать вторую миссию в ближайшем будущем.

Ракета-носитель Antares 230+ компании Northrop Grumman в феврале и октябре успешно выполнила две орбитальные миссии по доставке на МКС пары грузовых кораблей снабжения Cygnus. Первый был назван в честь майора Роберта Х. Лоуренса, первого кандидата в астронавты афроамериканского происхождения, а второй — в честь первой индейско-американской астронавтки, ветерана шаттлов и последнего бортинженера «Колумбии» Калпаны «К.С.». Чавлы.

Ракеты Antares высотой 40,5 метров вылетели из красивых приморских окрестностей площадки 0A в Среднеатлантическом региональном космопорте (MARS) на острове Уоллопс, штат Вирджиния, доставив более 7 100 кг оборудования, грузов и материалов для сменяющих друг друга экипажей МКС.

Тем не менее, запуски Antares были лишь наиболее заметным вкладом Northrop Grumman в 2020 году, поскольку, как уже было подробно описано, компания предоставила первый комплект твердотопливных ракет GEM-63 для миссии Atlas V, а также успешно провела испытания более крупных моделей GEM-63XL для программы Vulcan-Centaur в августе и доставила первую пару пятисегментных твердотопливных ракетных ускорителей (SRB) для Системы космических запусков (SLS) НАСА из Юты во Флориду. Во второй статье Year in Review AmericaSpace рассмотрит прогресс SLS и программы Artemis, поскольку именно эта программа стремится вернуть людей на Луну впервые после завершения проекта Apollo в декабре 1972 года.

Дорогие друзья! Желаете всегда быть в курсе последних событий во Вселенной? Подпишитесь на рассылку оповещений о новых статьях, нажав на кнопку с колокольчиком в правом нижнем углу экрана ➤ ➤ ➤

Источник

Добавить комментарий