Детектив с «Протоном» или как компьютеры спасают ракеты
Успешный космический пуск привлекает мало внимания. Но если знать, что миссия по выведению Intelsat 31 находилась на волосок от гибели, становится гораздо интересней. По данным в открытом доступе можно вычислить, что произошло, и почему спутник все-таки был успешно выведен на нужную орбиту.
Первое смутное ощущение тревоги появилось, когда диктор, ведущий репортаж о пуске с интервалом в десять секунд, замолчал на целых сорок (с 1:56:00).
То, что диктор замолчал не просто так, стало ясно, когда появилась в открытом доступе телеметрия с участка работы второй ступени.
В районе 315 секунды упала тяга двигателей. Попробуем определить, что же случилось. На второй ступени стоят четыре двигателя (3 РД-0210 и РД-0211). Они практически одинаковые по конструкции, разве что у РД-0211 есть дополнительный теплообменник для наддува баков. Суммарная тяга четырех двигателей составляет 2400 килоньютонов. В конце работы второй ступени угол тангажа равен примерно 20°, и на ракету воздействуют следующие силы.
Силой сопротивления воздуха мы пренебрегли, потому что разделение второй и третьей ступени происходит на высоте примерно 80 км, где атмосферы уже практически нет. Из известного по телеметрии ускорения мы можем примерно вычислить тягу двигателей.
У нормально летящей второй ступени итоговое ускорение по оси составляет 2,5 g. Однако, к нему надо добавить проекцию притяжения Земли, чтобы получить ускорение ракеты от двигателей. Если бы вторая ступень летела вдали от небесных тел, то 2400 кН тяги двигателей сообщили бы ей ускорение 2,5 g + g*sin(20°)=2,5 g+ 0,34 g=2,84 g. По школьной формуле F=m*a (второй закон Ньютона) получаем, что масса ракеты на момент разделения составляет 86,1 тонну. Это совпадает с аналитическими расчетами: 11 т (пустая вторая ступень) + 46,5 т (полная третья ступень) +
26 т ( частично заправленный Бриз-М и полезная нагрузка) + 2 т (головной обтекатель) = 85,5 т, значит мы считаем примерно правильно.
Теперь посчитаем тягу двигателей, которая бы создала перегрузку 2 g при выведении Intelsat 31. a = 2 + 0.34 = 2.34 g, а тяга двигателей для той же массы в 86,1 тонны составит 1976 кН. Тяга одного двигателя 600 кН, а в случае с Intelsat 31 суммарная тяга упала на 424 кН.
Вывод: Один двигатель второй ступени потерял как минимум две трети своей тяги, а учитывая то, как работает система управления, он скорее всего был аварийно отключен. Также эта версия подтверждается нарастанием углов отклонения — двигатель, расположенный по диагонали от вышедшего из строя, стал разворачивать ракету.
К счастью, на второй ступени все четыре двигателя находятся в карданных подвесах, и система управления стала бороться за жизнь ракеты, компенсируя разворачивающий момент поворотом двигателей. Это удавалось не вполне, углы отклонения росли, но, к счастью, до разделения оставалось меньше десяти секунд, и вторая ступень не успела уйти в сторону настолько, чтобы аварийно прекратить полет.
Но расслабляться было рано. Ракета-носитель «Протон-М» из-за аварии на второй ступени недодала связке разгонного блока «Бриз-М» и спутника 28,2 м/с.
Известно, что три ступени «Протона-М» выводят разгонный блок и полезную нагрузку на незамкнутую траекторию. Если «Бриз-М» не справится с нехваткой скорости, то разгонный блок и дорогой спутник окажутся в Тихом океане. «Бризу» пришлось нелегко — сравнительно маломощный двигатель тягой 2 тонны вытаскивал на опорную орбиту связку массой примерно 26 тонн дополнительные 35 секунд.
Несмотря на то, что выведение на опорную орбиту было успешным, опасность все еще не миновала. Дополнительный расход топлива означал, что его может не хватить на последующие маневры. И спутник, оказавшийся на неподходящей траектории, был бы вынужден тратить топливо, сокращая свой срок существования на целевой геостационарной орбите. Но и тут «Бриз-М» показал себя с отличной стороны — двигатель работал более эффективно, чем от него в среднем ожидалось (в реальной жизни ракетный двигатель показывает немного отличающиеся от расчетных характеристики, поэтому при планировании миссии на этот разброс также берут так называемый гарантийный запас топлива). Поэтому двигатель на последующих включениях выключался раньше.
В итоге, спустя 15 часов, «Бриз-М» успешно вывел спутник Intelsat 31 на суперсинхронную орбиту 3428х64964 км с наклонением 29.53° с ошибкой всего 1,1 м/с.
А причем тут компьютеры?
Возможность исправить нехватку скорости из-за аварии есть благодаря цифровым системам управления. Они работают в режиме терминального управления (terminal guidance) и, в отличие от следования жесткому алгоритму «на такой-то секунде повернуть на такой-то угол», анализируют данные с датчиков ускорений и угловых скоростей, формируя на ходу управляющие воздействия для того, чтобы выйти на нужную траекторию. Самый известный случай такого управления — выключение двух из пяти двигателей на второй ступени ракеты-носителя Saturn-V в беспилотной испытательной миссии «Аполлон-6». Тогда система управления сумела удержать управляемый полет ракеты и вывести ее на орбиту. В 1971 году при выведении «Аполлона-13» аварийно отключился один из пяти двигателей второй ступени «Сатурна-V», что никак не повлияло на миссию. В 2012 году разрушился один из девяти двигателей первой ступени Falcon 9, ракета успешно вышла на орбиту и доставила к МКС грузовой корабль Dragon, но попутная полезная нагрузка была потеряна. В 2016 году раньше, чем нужно, выключился двигатель первой ступени Atlas-V, вторая ступень смогла скомпенсировать нехватку скорости, и грузовой корабль Cygnus успешно долетел до МКС.
Да, конечно, необходимо расследовать причину аварии и принять меры, чтобы она не повторилась. Но авария, которая не привела к провалу миссии и потере полезной нагрузки — это скорее победа техники и людей, ее создавших.
Кто снимал ракету о стороны? в космосе! он реально герой
Чуть подводную группировку спутников не пополнили.
И как всегда, чуть что какая хуйня, так это сразу Протон.
Китайцы высадятся на Луне к 2030 году? Чтобы успеть, восточные соседи скорректировали планы
Джи Джиан (Jie Jiang), главный инженер CALT, рассказала, что разработка сверхтяжёлой РН Long March-9 (150 т на НОО и 53 т к Луне) задерживается и потребует ещё 8-10 лет. При этом планы по пилотируемому полёту Китая на Луну остаются неизменными — до 2030 г.
Успеть к сроку, видимо, китайцы смогут только отправив своих космонавтов на другой сверхтяжёлой ракете-носителе — Long March-5DY (70 т на НОО и 27 т на транслунную орбиту). Она создаётся на базе уже существующих технологий и двигателей YF-100K для РН Long March 5. В обновлённой версии предполагается их унифицированное использование — по семь на каждом из двух боковых ускорителей, а также на первой и второй ступенях. Третья ступень — водородная, с тремя двигателями YF-75E, также от Long March 5. Использование уже существующих компонентов позволяет надеяться на первый пуск Long March-5DY до 2025 г.
Ракета-носитель будет включать в себя два боковых разгонных блока, три ступени диаметром 5 м (как у Long March 5) и систему аварийного спасения, аналогичную используемой сейчас на Long March-2F для кораблей «Шэньчжоу». Высота в собранном виде на стартовом столе составит 90 м, а вес превысит 2200 тонн. Пилотируемая миссия с высадкой на Луну проводится по двухпусковой схеме (см. иллюстрацию). Первый пуск — вывод на орбиту универсального космического корабля нового поколения весом 21,6 т, рассчитанного на полёт 3 человек и до 500 кг грузов (Pro космос уже писал о нём). А второй — для лунного модуля. Их стыковка будет происходить на окололунной орбите. Предполагается, что на поверхности Луны китайские космонавты проведут около 6 часов.
В разворачивающейся лунной гонке Китай решил сделать ставку на отработанные технологии Long March 5. У её обновлённой версии предполагается сделать многоразовыми первую ступень и ускорители. Очевидно, пилотируемый полёт Китая придётся на вторую фазу строительства совместной с Россией исследовательской станции ILRS (между 2026 и 2035 гг.).
Кто в итоге окажется первым на Луне? Запуск американской миссии Artemis III с высадкой на Луну регулярно переезжает вправо и теперь состоится не ранее 2026 г.
Astra Space разобралась в проблеме аварии прошлого запуска, и возможно, проведет запуск Astra Rocket 3.3 LV0009 в период с 13 по 15 марта
7 марта Astra Space заявила, что выявила проблемы, которые привели к сбою запуска в прошлом месяце.
Расследование отказа ракеты Rocket 3.3 LV0008 штатно выйти на орбиту 10 февраля показало, что основной причиной была ошибка в электрической схеме обтекателя полезной нагрузки, которая не позволила корректно запустить механизмы разделения ступеней.
Причина была в перепутанных местами электрических кабелях, которые при предстартовых тестах прошли проверку на подключение.
Вот что бывает когда используются одинаковые коннекторы )
Ну и из за перепутанной последовательности команд на раскрытие обтекателя ситуация стала развиваться в не предусмотренной программами и разработками направлении. Что и привело к потере ракеты и полезной нагрузки.
Astra Space совершенно не унывает, модификации введены, прототип номер 0009 прошел проверки и к старту готов. И старт может быть очень скоро, ибо с 13 по 15 марта в окрестностях космодрома Astra Space на острове Кадьяк Федеральное авиационное управления США ограничивает воздушное пространство "для космических операций".
Пока Astra Space таинственно молчит, но вполне возможно, запуск Astra Rocket 3.3 LV0009 состоится именно в этих числах. Во всяком случае Alaska Aerospace, управляющая космодромом, указала на своем сайте, что с космодрома в период от 13 по 15 марта будет осуществлен запуск, а вот чего именно - пока не уточнила.
В Китае успешно испытали новый тип ракетного двигателя на основе непрерывной детонации топлива
Группа китайских учёных сообщила о проведении лётных испытаний нового типа ротационного детонационного двигателя (РДД). Все созданные на сегодня в мире прототипы таких двигателей используют длинную цилиндрическую камеру сгорания. Китайская разработка в этом плане не имеет аналогов — учёные создали компактный РДД с дисковой камерой сгорания. И этот двигатель испытан в январе в качестве двигателя второй ступени ракеты.
Ротационный детонационный двигатель создаёт ударную волну после детонации топлива в рабочей камере. Традиционно это двойной цилиндр, в простенки которого впрыскивается топливо. Фронт горения постоянно перемещается в кольцевой камере сгорания, а топливная смесь в камеру подаётся либо непрерывно, либо порциями (импульсами). Возникает своего рода огненное торнадо из ударной волны. Подобное ведёт к созданию летательных аппаратов на гиперскоростях и экономии до 50 % топлива как за счёт роста эффективности двигателей, так и за счёт того, что кислород для реакции горения можно брать прямо из окружающего ракеты и самолёты воздуха.
Китайская разработка представляет собой камеру сгорания в виде диска вместо цилиндра. Это позволит уменьшить размеры и вес двигателя, а также ведёт к росту эффективности РДД. Инженеры изрядно поломали головы, прежде чем создали рабочую конструкцию. Недостаток свободного пространства, например, заставил задействовать сварку трением вместо иных соединений.
Двигатель был испытан в январе на неназванной ракете. Он был в составе второй ступени и успешно выполнил свою миссию. Другие подробности о проекте отсутствуют.
С 8 марта!
OneWeb официально приостанавливает запуски с Байконура и рассматривает альтернативы Роскосмосу
Вчера, 3 марта, британская компания спутникового глобального интернета, OneWeb, в твиттере официально заявила о том, что принято решение приостановить все запуски с Байконура.
Для начала функционирования спутниковой сети в полноценном режиме, компании необходимо вывести на орбиту еще 220 спутников. Планировалось, что для этого необходимо еще 5 запусков в сотрудничестве с Роскосмосом. Но после ультиматума главы Роскосмоса Дмитрия Рогозина, потребовавшего продажи доли британского правительства в компании, и гарантий о невоенном характере спутниковой группировки глобального интернета, за 3 дня до запуска с Байконура очередной партии спутников OneWeb, компания эвакуировала свой персонал с Байконура, и приняла решение приостановить все запуски с Роскосмосом.
Министр бизнеса Великобритании Кваси Квартенг заявил, что британское правительство поддержало решение OneWeb, добавив, что : «мы пересматриваем наше участие во всех дальнейших проектах, связанных с сотрудничеством с Россией».
OneWeb сообщила изданию SpaceNews , что «Союз» снят с повестки дня , и что компания ищет альтернативы.«Мы рассматриваем варианты в США, Японии и Индии», — заявил 3 марта Крис Маклафлин, глава отдела правительства, регулирования и взаимодействия OneWeb.«Но в первую очередь мы указываем на «Ариан» и говорим, что вы все еще должны нам несколько запусков».
Фото дня: первый «лунник» США
3 марта 1959 года с космодрома на мысе Канаверал стартовала ракета-носитель «Юпитер-2». Она вывела на траекторию полёта к Луне первый успешный американский «лунник» — космический аппарат «Пионер-4».
«Пионер-4» стал первым аппаратом США, который развил вторую космическую скорость и преодолевший таким образом притяжение Земли. Он это сделал через два месяца после советской «Луны-1» и столкнулся с теми же проблемами — он тоже отклонился от зоны пролёта. Оно и понятно, из-за секретности в те времена никто не делился опытом. Из-за сильного отклонения не сработал фотодатчик, и «Пионер-4», к сожалению, не сделал фотографий Луны.
Но научные данные он спутник собрал! Приборы Ван Алена подтвердили наличие двух радиационных поясов с максимумами на высотах 2000—6000 км и 13000—19000 км. Было установлено, что внешний пояс простирается до высоты около 90000 км, значительно дальше, чем предполагали. В окололунном пространстве следов радиации обнаружено не было.
11 ракет «Ангара» в производстве: подробности создания ракет-носителей «Ангара-А5» для космодрома Восточный
Завершена сварка всех баков для первой и второй ступеней для электрозаправочного макета («НЖ») ракеты «Ангара-А5» и первого лётного экземпляра носителя «Ангара-А5».
Испытания обеих пройдут на космодроме Восточный.
Варочко добавил, что в омском филиале «Хруничева» на производстве находятся «11 ракет-носителей «Ангара» — три лёгкого класса «Ангара-1.2» и восемь тяжёлого класса «Ангара-А5».
Третьи ступени для «НЖ» и лётной ракеты будут изготовлены в Москве и отправлены в Омск для проведения проверок перед отправкой на Восточный.
Как стало известно из материалов Роскосмоса, «лётные испытания космического ракетного комплекса «Амур» первого этапа включают три пуска с космодрома Восточный: одной ракеты «Ангара-А5» и двух «Ангара-А5М».
Параллельно на космодроме Восточный на стартовом комплексе для ракеты-носителя «Ангара» приступили к монтажу первых четырёх из семнадцати этажей башни обслуживания.
Кабель-заправочная башня космического ракетного комплекса «Амур» на космодроме Восточный предполагается высотой 66 м и весом около 3000 т.
OneWeb покидает космодром Байконур после ультиматума Роскосмоса
2 марта компания OneWeb приказала сотрудникам покинуть российский космодром Байконур в Казахстане из-за тупиковой ситуации, связанной с запланированным на 4 марта запуском последней партии спутников на ракете "Союз", сообщил руководитель британской компании.
Крис Маклафлин, глава правительства, регулирующих вопросов и взаимодействия OneWeb, сообщил SpaceNews , что компания решила покинуть контролируемую Россией стартовую площадку после того, как Роскосмос выдвинул ультиматум по поводу миссии.
В связи с ростом геополитической напряженности на фоне вторжения России в Украину генеральный директор Роскосмоса Дмитрий Рогозин заявил, что запланированный на 4 марта запуск может состояться только в том случае, если OneWeb гарантирует, что спутники не будут использоваться в военных целях, а британское правительство избавится от своей доли в компании.
«Никаких переговоров по OneWeb не ведется: правительство Великобритании не продает свою долю», — заявил в ответ министр бизнеса Великобритании Кваси Квартенг .
Роскосмос опубликовал свой ультиматум через Twitter 2 марта, вскоре после того, как ракета «Союз» с 36 спутниками была вывезена на площадку.
Еще одним признаком ухудшения отношений стало то, что Рогозин опубликовал в Твиттере видео, показывающее, как с ракеты «Союз» снимают ливрею OneWeb.
"Стартовики на Байконуре решили, что без флагов некоторых стран наша ракета будет краше выглядеть."
Румыния подписала Соглашение Артемиды
Румыния стала 16-й страной, подписавшей соглашение Artemis Accords под руководством НАСА о сотрудничестве в освоении космоса 1 марта.
Мариус-Иоан Писо, давний глава Румынского космического агентства, подписал соглашения на церемонии в Бухаресте, на которой лично присутствовал Дэвид Мунис, временный поверенный в делах США в Румынии, и виртуально администратор НАСА Билл Нельсон.
НАСА объявило о Соглашении Артемиды в октябре 2020 года, совместно с восемью странами , включая США, в качестве первых подписавших. В документе изложены принципы сотрудничества в освоении космоса, от обмена данными до прав на использование космических ресурсов.
«Сейчас как никогда важно, чтобы мы работали вместе, невзирая на международные границы, для укрепления партнерских отношений и обеспечения использования космического пространства в мирных целях», — говорится в заявлении Нельсона. «Присоединение Румынии к Artemis Accords является важным шагом на пути к достижению этой цели».
«Дух сотрудничества стал для нас главным стимулом к участию в исследовании Artemis Moon», — сказал Мариус-Иоан Писо в своем заявлении. «Среди очевидных преимуществ участия в этой уникальной программе мы видим, что Artemis также привлекает молодое поколение к науке, открытиям, инновациям — вещам, которые роботы до сих пор не могут делать».
Румыния является пятым членом Европейского космического агентства, подписавшим Соглашение, после Италии, Польши, Люксембурга и Великобритании. Франция также выразила заинтересованность в подписании соглашений, но еще не сделала этого.
В заявлении НАСА говорится, что другие страны могут подписать соглашения «в ближайшие месяцы и годы», но не упоминаются какие-либо конкретные кандидаты.
Соглашения Артемиды (англ. Artemis Accords) — международное соглашение между правительствами стран, участвующих в программе Артемида, регулирующее принципы сотрудничества и гражданской деятельности по исследованию и использованию Луны, Марса, комет и астероидов в мирных целях. Они базируются на Договоре о космосе 1967 года.
«Поскольку многие страны и игроки частного сектора проводят миссии и операции в окололунном пространстве, крайне важно установить общий набор принципов, регулирующих гражданское исследование и использование космического пространства», — сказала Валда Викманис-Келлер, директор Управления по космическим вопросам. в Государственном департаменте во время панельной дискуссии 23 февраля в Институте космической политики Университета Джорджа Вашингтона. «Мы стремимся увеличить число стран, присоединившихся к Artemis Accords».
"Верхом" на бустерном ускорителе Шаттла от старта до приводнения (полное видео). Скорости до 4700 км/ч
Самое качественное (обработанное) по картинке и звуку видео из всех существующих, с данными о скорости (миль/час) и времени полёта.
При старте Шаттла масса одного из двух ускорителя около 580 тонн (оба - 1160 тонн, что составляет 60% от сборки с шаттлом и его баком), из которых 500 тонн - твердое топливо, остальное - сам ускоритель.
Мощность, переведённая в лошадиные силы (хотя для ракет это не правильно) - около 22 млн. л.с. или 14,68 меганьютонов.
Такой ускоритель считается самым мощным из всех, когда-либо созданных в истории ракетных ускорителей.
Ускорители отстыковываются на высоте 46 километров и по инерции поднимаются на высоту 67 километров, откуда начинают свободное падение.
P.S.: Любителям Dark/Industrial Ambient рекомендую вслушаться в звучок.
«Протон—Союз 7К-Л1»: пилотируемая ракета, которая так и «полетела»
В начале 60-х первенство в космической гонке было у Советского Союза. На дворе 1962 год, Гагарин с Титовым уже слетали на орбиту, настала пора лететь дальше — к Луне. Началась работа над новым космическим кораблём, из которого впоследствии и вырос «Союз». Индексы и названия корабля в разных источниках разные — «Север», «5К», «7К» и программа «А». Мы же предлагаем вам взглянуть на тот, который был принят впоследствии — а именно на «7К-Л1».
Так как массивный корабль для облёта и высадки на Луну начал проектироваться сразу после «Востока-1» и «Востока-2», он унаследовал от них компоновку. Но Лунный корабль был значительно длиннее — он должен был вместить в себя не только космонавтов, но и провизию, запас воздуха, горючее и ступени для полёта к спутнику Земли. Так как весило всё вместе это около 40 тонн, то для ОКБ-1 было доступно два варианта: либо проектировать и строить сверхтяжёлую ракету, либо выводить всё на орбиту за 3-4 взлёта («Р-7» могла поднять до 8 тонн), а потом, уже в космосе стыковать для лунного полёта. Королёв предпочёл создать многомодульный корабль, который получил название «7К-9К-11К», по названиям модулей, которые в нём использовались.
Параллельно с ОКБ-1 разработкой лунного корабля занималось ОКБ-52 под руководством Владимира Челомея. Они решили действовать иначе — спроектировали корабль «ЛК-1» массой в 17 тонн, который выводила бы на орбиту спроектированная ими же тяжёлая ракета «Протон-К». В корабле были места для двух космонавтов.
В ходе политических перестановок 64—65 годов «зелёный свет» давали то одному, то другому проекту. «7К-9К-11К» к тому времени превратился в «7К-Л1», а «ЛК-1» лишился бытового отсека и состоял из спускаемого аппарата и приборно-агрегатного отсека, называясь «УР-500К-Л1». 8 сентября 1965 года в ОКБ-1 было созвано совещание, на которое был приглашён Челомей со своими ведущими конструкторами. После долгих прений было принято решение совместить усилия двух КБ, используя для выведения на околоземную орбиту Королёвского корабля «7К-Л1» Челомеевскую ракету «Протон-К».
В начале 1966 года неожиданно умер Королёв, а заменившему его Василию Мишину не хватало жёсткости, чтобы «продавливать» программу и контролировать все её уровни исполнения. В 1967—1970 годы было запущено двенадцать «7К-Л1», но, к сожалению, большая часть пусков окончилась неудачей. В такой ситуации руководство СССР посчитало пилотируемый полёт к Луне неоправданным риском, особенно учитывая тот факт, что американцы уже успели высадиться на неё. В июне 1974 года работы по «7К-Л1» были прекращены.
Параллельно лунным кораблям разрабатывались и новые космические корабли «Союз», которые унаследовали от лунных большую часть систем. Поэтому конструкцию с первой фотографии можно смело называть «Союзом» на «Протоне». Только взгляните на систему аварийного спасения экипажа! Так странно наблюдать её на гептиловом «Протоне».
Видимо, китайцы, когда проектировали свои современные ракеты, вдохновлялись именно этими разработками. «Шэньчжоу» очень напоминает «Протоны», но с компоновкой боковых ступеней как у «Р-7».