Ракета-носій

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Зліт ракети-носія Delta-2 27 вересня 2007

Ракета-носій (або РН) — апарат, що використовує принципи реактивного руху і призначений для виведення корисного вантажу у космічний простір. Цей термін часто помилково називають ракетоносієм.

Історія[ред.ред. код]

Більшість перших ракет-носіїв, розроблених наприкінці п'ятдесятих років 20-го століття, з'явились після незначної модернізації військових балістичних ракет, особливо міжконтинентальних. Першою була ракета-носій Супутник на базі Р-7. Ракети-носії сімейства Р7 стала основою для радянської космічної програми. Американські військові почали виготовляти космічні ракети після провалу програми Венгард, призначеної для доставки американських наукових супутників на орбіту під час Міжнародного геофізичного року (1957–1958).

Серед перших ракет були перебудовані PGM-11 Редстоун, PGM-17 Тор (згодом Дельта) і SM-65 Atlas. Тоді почалась космічна гонка між США і Радянським Союзом й інженерам по обидва боки довелось вирішувати складні проблеми, пов'язані переважно з роботою ракетних двигунів і стабільністю польоту. В кінці п'ятдесятих років почали розробляти перші супутники-шпигуни і вони ж стали першими науково-дослідними програмами в космічному просторі (Супутник, Explorer, Піонер, Луна). Найвідомішими конструкторами ракет тоді були Вернер фон Браун і Сергій Павлович Корольов. Під керівництвом останнього в шістдесяті роки розроблені величезні ракети для польоту на Місяць, Н-1, a фон Браун розробив американський носій Сатурн V

У шістдесяті роки деякі держави розробили ракети-носії з ракет військового призначення (наприклад, Протон в СРСР, Діамант у Франції й Сатурн і Скаут у США). Проте компанії-розробники цих ракет-носіїв більше цікавились створенням військових балістичних ракет, оскільки отримували фінансування з коштів, виділених на оборону. Винятком був американський Сатурн V, який одразу був профінансований виключно за рахунок агентства NASA. Тоді існувало багато програм, розпочинались дослідження інших планет, таким чином, з'являлись нові вимоги для ракет-носіїв. Були розроблені такі потужні верхні ступені, як американський Центавр, що робило можливим політ у відкритий космічний простір щораз більших вантажів. Найбільш часто використовуваними ракетами цього десятиліття були ракети Атлас і Delta у США і сімейство ракет Р-7 в СРСР. Паралельно з цим йшла розробка та випробування ракет Титан, Протон) та інших, які згодом довго використовувались.

Першою ракетою-носієм, що доставила вантаж на орбіту, була радянська Р-7 (1957 року). 2011 року найпотужнішою ракетною системою у світі був американський «Спейс Шаттл» (корисне навантаження до 20-30 тонн, залежно від орбіти). Космічний човник сам не може називатися корисним навантаженням, оскільки є частиною багаторазової космічної системи. Тому корисне навантаження буде перебувати у визначеному діапазоні, що обумовлено параметрами вантажного відсіку човника і вимогами щодо безпеки екіпажу у випадку аварії. Без човника або орбітального корабля, система не працездатна, на відміну, наприклад, від системи Енергія-Буран.

В минулому стартували і потужніші ракети, такі, як радянські «Н-1» і «Енергія» або американська «Сатурн V». Проте жодна з цих ракет не використовується.

Класифікація[ред.ред. код]

За розташуванням ступенів (компоновкою)

  • поздовжня компоновка або тандемна — ступені розташовані один за одним і працюють по черзі. Таку компоновку мала ракета-носій Сатурн-5.
  • паралельна компоновка або пакетна — кілька розташованих паралельно блоків різних ступенів працюють одночасно. Таку компоновку мають ракети-носії сімейства Р7.
    • умовно-пакетна компоновка (півтораступенева схема) — усі ступені мають спільні баки для живлення стартових і маршових двигунів, які запускаються і працюють одночасно. По закінченню роботи стартових двигунів вони відкидаються.

За кількістю ступенів

  • одноступеневі — конструктивно найпростіші. Такими переважно були ранні балістичні бойові ракети, наприклад Фау-2.
  • півтораступеневі — баки окисника і пального для усіх ступенів спільні, а першим ступенем є стартові двигуни. Такими були ракети-носії Атлас перших модифікацій.
  • двоступеневі

тощо. За використовуваними двигунами

За масою корисного вантажу, який виводиться на низьку навколаземну орбіту (НОО)

  • надважкий клас >~ 60-70 тонн
  • важкий клас >~ 19-20 тонн
  • середньоважкий клас >~ 10 тонн
  • середній клас >~ 4 тонн
  • легкий клас

Найпотужніша використовувана нині російська ракета-носій важкого класу — це «Протон-М», що дозволяє виводити на низьку навколоземну орбіту (200 км) до 22 тонн корисного вантажу, на геоперехідну орбіту — до 5,8-6,4 тонн і на геостаціонарну орбіту — до 3,2-3,7 тонн.

Запуск ракети-носія «Протон-К» з модулем «Звєзда» для міжнародної космічної станції

Одноразові й багаторазові Найбільшого поширення набули одноразові багатоступеневі ракети. Одноразові ракети мають високу надійність завдяки максимальному спрощенню всіх елементів. Слід уточнити, що одноступеневій ракеті для досягнення орбітальної швидкості необхідно мати кінцеву масу не більше 7-10% від стартової, що при існуючих технологіях робить їх економічно неефективними через низьку масу корисного вантажу. Наявність кількох ступенів дозволяє значно збільшити співвідношення маси корисного навантаження до початкової маси ракети. Водночас багатоступеневі ракети вимагають територій для падіння проміжних ступенів.

Повністю багаторазових ракет-носіїв не існує. Частково багаторазовими системами були американський «Спейс Шаттл» (Космічний човник) і радянська система «Енергія-Буран». Всупереч очікуванням, «Спейс Шаттл» не зміг забезпечити зниження вартості доставки вантажів на орбіту, крім того, багаторазові транспортні космічні системи (БТКС) мають складний і тривалий етап передстартової підготовки (через підвищені вимоги надійності і безпеки при наявності екіпажу).

Призначені для пілотованих і безпілотних польотів

Ракети для пілотованих польотів повинні мати більшу надійність (також на них встановлюється система аварійного порятунку), допустимі перевантаження для них обмежені (не більше 3-4,5 одиниць).

Першою ракетою-носієм, що доставила вантаж на орбіту, була радянська Р-7 (1957 року). 2011 року найпотужнішою ракетною системою у світі був американський «Спейс Шаттл» (корисне навантаження до 20-30 тонн, залежно від орбіти). Космічний човник сам не може називатися корисним навантаженням, оскільки є частиною багаторазової космічної системи. Тому корисне навантаження буде перебувати у визначеному діапазоні, що обумовлено параметрами вантажного відсіку човника і вимогами щодо безпеки екіпажу у випадку аварії. Без човника або орбітального корабля, система не працездатна, на відміну, наприклад, від системи Енергія-Буран.

Посилання[ред.ред. код]