Циклон-4

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Циклон-4
Призначення Ракета космічного призначення
Виробник Південний машинобудівний завод
Країна Україна Україна
Розміри
Висота 40,190 м (41,190 м) м
Маса 192 480 кг (без КА) кг
Ступенів 3
Вантаж
Вантаж на
LEO
5685 кг
Вантаж на
МКС
5425 кг
Вантаж на
ССО =400 км
3910 кг
Вантаж на
ГПО
1600 кг
Історія запусків
Космодроми Алкантара, Бразилія Бразилія
Перший ступінь
Двигуни 1 РД-261
Тяга 2643 кН кН
Питомий імпульс 2957 м/сек с
Паливо N2O4/UDMH
Другий ступінь
Двигуни 1 РД-262
Тяга 941 кН кН
Питомий імпульс 3116 м/сек с
Паливо N2O4/UDMH
Третій ступінь
Двигуни 1 РД-861К
Тяга 7916 кН кН
Питомий імпульс 330 секунд с
Паливо N2O4/UDMH

«Циклон-4» — проект українського космічного ракетного комплексу (КРК), до якого входить ракета-носій (РН) «Циклон-4» і наземний комплекс, що забезпечує проведення на космодромі робіт із підготовки та запуску РН і корисного навантаження (КН).

РН «Циклон-4» є поліпшеним варіантом триступінчастої ракети-носія Циклон-3 і призначена для оперативного й високоточного виведення на кругові, геостаціонарні й сонячно-синхронні орбіти космічних апаратів різного призначення з космодрому в Алкантарі (Бразилія). Вона дозволила б виводити на екваторіальну орбіту висотою 500 км корисне навантаження масою до 5,5 т і корисне навантаження масою до 1,5 тонни на геоперехідну орбіту (ГПО).

Історія проекту[ред.ред. код]

Переговори розпочалися після підписання Рамкової угоди між Урядом України та Урядом Федеративної Республіки Бразилія про співробітництво у використанні космічного простору в мирних цілях від 18 листопада 1999 р. Переговори успішно завершилися підписанням 21 жовтня 2003 р. Договору між Україною та Федеративною Республікою Бразилія про довгострокове співробітництво щодо використання ракети-носія «Циклон-4» на пусковому центрі Алкантара Міністром закордонних справ України Костянтином Грищенко й міністром науки й технологій Бразилії Роберто Амаралом у присутності Президента України Леоніда Кучми та Президента Бразилії Луіза Інасіо Лули да Сілва відповідно.

Реалізація українсько-бразильського проекту з «Циклону-4» почалася 2002 року, коли було досягнуто згоди між Україною та Федеративною Республікою Бразилія про довгострокове співробітництво щодо використання ракети-носія Циклон-4 на пусковому центрі Алкантара. Хоча за цим договором перший запуск мав відбутися не пізніше 30 листопада 2006 року, цей термін постійно відкладається.

2004 року договір було ратифіковано парламентами України та Бразилії. Офіційно АЦС була заснована 31 серпня 2006 р., коли було затверджено статут АЦС і опублікований «Наказ № 599 міністерства науки і технології Бразилії в Державному віснику Бразилії». Перше засідання Ради директорів АЦС відбулося 30 серпня 2007 р. Підприємство отримало ексклюзивне право на здійснення комерційних пускових послуг з використанням ракети-носія «Циклон-4». У тому ж 2004 році термін першого запуску перенесли на 2007 рік. Пізніше його перенесли знову, тепер вже на 2009-й рік. Остання названа дата — кінець 2015 року[1].

За словами колишнього президента Бразилії Лула да Сілва наприкінці 2009 року проект був готовий на 75 %.

У середині лютого 2010, ДКБ «Південне» завершило попередні випробування двигуна для третьої ступені РН «Циклон-4» РД-861К. Цикл випробування склав 1,5 місяця і проведений на одному двигуні без зняття його з стенду. Був відпрацьований більш ніж потрійний ресурс за тривалістю роботи й за кількістю вмикань (1362с і 11 вмикань). При цьому було проведено одне вмикання тривалістю 450 сек. (повний польотний ресурс).

У квітні 2010 року, «Алкантара-Циклон Спейс» отримало попередній екологічний дозвіл на початок робіт із будівництва стартового майданчика для «Циклон-4». Генеральний директор НКАУ Юрій Алексєєв повідомив, що проект «відстає у створенні окремих елементів» і що після ради директорів «Алкантара-Циклон Спейс» у квітні 2010 з'являться конкретні цифри про терміни реалізації проекту.

1 червня 2010 голова Національного космічного агентства України Юрій Алексєєв заявив, що перший запуск перенесено на 2012 рік.

Адміністративний офіс АЦС розташовано в м. Бразиліа. У цей час активно ведуться роботи зі спорудження наземного комплексу «Циклон-4» на пусковому центрі Алкантара, штат Мараньян.

На зустрічі Прем'єр-міністра України Миколи Азарова та Міністра науки, технологій та інновацій Федеративної Республіки Бразилія Алуізіо Меркаданте 22 листопада 2011 було названо нову дату першого пуску — 15 листопада 2013 року.

У лютому 2012 року, КБ «Південне» замовило проведення обстеження аеропорту й існуючої злітно-посадкової смуги в «Алкантара» з метою розробки рішення про можливість авіаційного транспортування складових частин «Циклон-4» літаками Ан-124.

Під час брифінгу 10 квітня 2013 року в Кабінеті Міністрів України, присвяченому Дню працівників ракетно-космічної галузі України, Голова ДКАУ Ю. С. Алексеєв зауважив: «Завершення усіх робіт повинно завершитися пуском ракети. Поки це планується на листопад-грудень 2014 року».[2].

У квітні 2015 року проект зупинено через відмову Бразилії брати подальшу участь в ньому.

У березні 2017 року канадський місцевий ресурс CBC News повідомив про будівництво компанією Maritime Launch Services у провінції Нова Шотландія космодрому із запуску ракет Циклон-4[3].

Особливості проекту[ред.ред. код]

У «Циклон-4» передбачені такі поліпшення в порівнянні з попередниками:

  • Новий 3-й ступінь зі збільшеним утричі запасом компонентів палива. Крім збільшення енергетики ракети-носія, дозволяє зменшити поздовжнє перевантаження до більш прийнятних значень ~6g;
  • Багаторазове вмикання двигуна 3-ї ступені РРД РД-861К: до 5 запусків маршового двигуна та до 5 запусків двигунів великої тяги РРС, що забезпечує якісно нові можливості виведення КА на орбіту, зокрема, під час групового виведення КА.
  • Нова високоточна сучасна система управління, розроблена ДП «Завод Арсенал», дозволяє виводити КА з точністю до 5 км;
  • Нові системи безпеки та вимірювань;
  • Вдосконалений головний обтікач зі збільшеним об'ємом корисного навантаження на основі обтікача РН «Аріан-4»;
  • Покращена екологічність. Оскільки «Циклон-4» використовує високотоксичні компоненти палива (N2O4+UDMH), з'явилася необхідність мінімізувати екологічні ризики. У розроблюваній новій системі заправки паливо для всіх ступенів надходить в ракету-носій з нижнього торця 1-го ступеня на стартовому столі, що допомагає нейтралізувати токсичні пари ракетного палива.
  • можливість термостатування відсіку корисного навантаження повітрям високого тиску у разі скасування пуску ракети-носія.

Економічна складова[ред.ред. код]

Проект Циклон-4 передбачає кооперацією між Бразилією й Україною на умовах, які вигідні обом сторонам. Для Бразилії, яка не має власних космічних технологій, важливий доступ до українських розробок. Україна ж, крім доступу до дешевого екваторіального космодрому, отримує шанс закріпитися на бразильському космічному ринку й завантажити виробничі потужності «Південмашу». Учасники проекту розраховують на 6-10 пусків «Циклону-4» щороку.

СП, що формується на основі рівних (50:50) внесків кожної з двох сторін названо "Бінаціональне підприємство «Алкантара-Циклон Спейс». Підприємство є виключно комерційним проектом і основний вид його діяльності — запуск ракет з корисним вантажем на навколоземну орбіту. На початок 2011 року Україна ще не внесла свою частку в статутний фонд "Бінаціонального підприємства «Алкантара-Циклон Спейс». Як альтернатива грошового внеску пропонується технічного внесок у проект. Проте бразильська сторона з цим не погоджується.

Україна вкладає в спільне підприємство свої передові розробки, технології та вироблену на українських заводах високотехнологічну продукцію. Підприємства галузі отримують замовлення на низку високотехнологічних продуктів, що в свою чергу тягне за собою реанімацію окремих напрямків металургійної, хімічної та електротехнічної промисловості. Самі ракети-носії та деякі космічні апарати будуть вироблятися на українських підприємствах.

Вартість побудови наземного комплексу на космодромі в Алкантарі становить $ 487 млн. Загальна фінансова результативність проекту: ціна фрахту — $ 35,6 млн, загальний обсяг інвестицій — $ 180 млн, вартість пуску — $ 23 млн, обсяг доходів — $ 1650 млн, чистий прибуток до сплати податків — $ 650 млн, період окупності зовнішніх інвестицій з початку розробки — до 6 років, внутрішня ставка повернення (IRR) інвестицій — 25 %, чиста приведена вартість (NPV) — $ 131 млн при одноразових витрат у $ 180 млн. (з них розробка модернізованої ракети-носія — $ 90 млн, розробка авіоніки — $ 20 млн.). Левова частка цих коштів — замовлення українським підприємствам на виробництво високотехнологічної продукції космічного призначення.

Стартовий комплекс[ред.ред. код]

Циклон-4 розроблявся в кооперації з Бразилією. Він розташований в районі з координатами 2°22′12″ пд. ш. 44°24′00″ зх. д. / 2.37000° пд. ш. 44.40000° зх. д. / -2.37000; -44.40000. За угодою, українські підприємства повинні були побудувати ракету-носій і стартовий стіл, а Бразилія зі свого боку повинна була надати космодром «Алкантара», який розташований поблизу екватора, що дозволяло б на 1800 кг збільшити вагу, яка виводиться на Геоперехідну орбіту.

Наземний комплекс АЦС[ред.ред. код]

Наземний комплекс АЦС мав складатися з технічного та стартового комплексів.

Основні будівлі технічного комплексу:

  • 1. Монтажно-випробувальний корпус ракети-носія (МВК РН);
  • 2. Монтажно-випробувальний корпус космічного апарату (МВК КА);
  • 3. Будівля підготовки ТВА;
  • 4. Будівля зберігання РН;
  • 5. Будівля зберігання транспортних засобів.

МВК РН являє собою промислову будівлю довжиною 75 м, шириною 30 м і висотою 18 м. У цій будівлі здійснюються всі роботи з прийому, збирання, інтеграції та тестування компонентів РН. Із двох боків до зали будівлі прилягають лабораторії. Зала обладнана двома мостовими кранами з мікрошвидкостями та трьома залізничними коліями. Одна з колій поєднується з пусковим центром, а інша — із МВК КА.

Приймання, тестування, заправка та інтеграція з ГБ здійснюється у МВК КА. У приміщеннях складання КА контролюється температура, вологість і чистота повітря. Температура підтримується між 20 і 25 °C, відносна вологість — у діапазоні між 30 і 60 %, чистота відповідає стандартові ISO 8 14644-1 (100,000). МВК КА з'єднується з МВК РН залізничною колією. ГБ із КА усередині транспортується із МВК КА до МВК РН, де складається з ракетою-носієм. Під час інтеграції до РН, транспортування до НК і на стартовій споруді температура, вологість і чистота всередині ГБ підтримуються на тому самому рівні, що й у МВК КА.

Споруда підготовки ТВА — це довга будівля на залізничній колії, що поєднує технічний і стартовий комплекси. Підготовка й обслуговування ТВА здійснюється у цій будівлі. ТВА забезпечує горизонтальне транспортування РН із МВК РН до стартового комплексу. На стартовому комплексі підйомно-встановлюючий агрегат встановлює ТВА разом з РН у вертикальне положення на стартовій споруді.

У технічному комплексі розташована будівля для зберігання РН, що будуть використовуватися у майбутніх запусках, а також будівля для зберігання й обслуговування автомобільної техніки.

Головні будівлі стартового комплексу:

  • 1. Стартовий майданчик.
  • 2. Будівля для зберігання палива.
  • 3. Будівля для зберігання окислювача.

Стартовий майданчик складається з пускового стола, де РН розміщується для запуску, каналу для виведення газів високого тиску й температури з двигунів РН, а також з підземних приміщень, де встановлено системи охолодження палива й ГБ та системи постачання палива.

Споруди для зберігання пального й окислювача мають достатньо палива для одного запуску. Паливо перекачується до стартової споруди, де воно охолоджується й потім закачується до ракети-носія. Ця операція є автоматизованою й не потребує участі наземного персоналу. Якщо запуск скасовується, то паливо під дією гравітації повертається назад до споруд зберігання.

Кооперація[ред.ред. код]

Наразі в реалізації проекту брали участь 16 підприємств України на основі договірних відносин з Національним Космічним Агентством України (НКАУ) і спільною компанією «Алкантара-Циклон Спейс». Основним розробником було Державне конструкторське бюро «Південне» ім. М. К. Янгеля, а основним виробником ракети-носія може бути державне підприємство Виробниче об'єднання "Південний машинобудівний завод «ім. О. М. Макарова» (м. Дніпро). Крім того в роботах за цим проектом були задіяні харківські ВАТ «Хартрон» та НДІ радіотехнічних вимірювань (системи управління), київське ЦКБ «Арсенал» (система прицілювання) і ще кілька організацій космічної галузі, а також ряд машинобудівних заводів. Так Азовмаш відповідає за систему заправки РН на стартовому майданчику, який в свою чергу побудує Дніпроважмаш. Науково-виробниче підприємство «АНТЕКС-автоматика» м. Сєвєродонецьк розробляє системи газового контролю. Кременчуцький завод дорожніх машин «Кредмаш» в березні 2011 року залучено для того, щоб створити для Державне конструкторське бюро «Південне» ім. М. К. Янгеля дві установки з нейтралізації токсичного ракетного палива. Установки з нейтралізації ракетного палива будуть працювати на космодромі в Бразилії.

Підготовка до експлуатації[ред.ред. код]

У цей час як корисне навантаження для першого пуску розглядається японський супутник «Nano-JASMINE» та український «Мікросат» або ж іспанський супутник, але поки імовірнішим представляється перший варіант[4][5]. На 2-й-3-й квартал 2015 року планується запуск апарату «QB50».

З метою забезпечення успішного результату, в Дніпрі побудували установку для імітації підготовки до запуску ракети-носія. На 3 квартал 2013 року тривали роботи зі спорудження наземного комплексу «Циклон-4» на пусковому центрі Алкантара, штат Мараньяо. Перший пуск планували здійснити у першій половині 2015 року. Проте, проект зупинено за ініціативою бразильської сторони. Бразилія вийшла з партнерства з Україною в 2015 році, посилаючись на побоювання з приводу бюджету проекту, поточна фінансова ситуація в обох країнах не найкраща, і майбутнє ринку комерційного запуску нечітке[6]

Станом на 2016 р. Україна відпрацьовує плани розміщення стартового комплексу ракетно-космічного комплексу (РКК) «Циклон-4», що будувався раніше спільно з Бразилією на космодромі Алкантара (Бразилія), в Південній Америці. Як повідомляє американський спеціалізований ресурс SpaceRef, українське "Конструкторське бюро «Південне» (КБП, Дніпро) за дорученням Державного космічного агентства України (ДКАУ) веде в Північній Америці пошук ділових та інвестиційних партнерів для розвитку пусковий інфраструктури «Циклон-4», а також організації продажів, маркетингу та управління проекту. Опрацьовуються варіанти розміщення стартового комплексу в США і Канаді.[7]

Конкуренти[ред.ред. код]

Головним конкурентом Циклону-4 є російсько-українська конверсійна ракета-носій Дніпро, близька за вартістю і вагою корисного вантажу.

Російські конкуренти[ред.ред. код]

Крім того, потенційно українсько-бразильський проект змагається з російськими проектами «Морський старт» (хоча в цьому проекті також беруть участь українські ракети-носії), і «Союз в Куру», тому, основним конкурентом проекту є Роскосмос і російські підприємства. Крім того, Росія активно розробляє власну ракету-носій «Ангара», здатну повністю замінити українські[8]. У Росії в даний час йде так само створення нової ракети-носія легкого класу Союз-2.1В, вантажопідйомністю до 3 т на низьку навколоземну орбіту і до 1,5 т на сонячносинхронну. Перший політ заплановано на 2013 рік[9].

Нові американські носії[ред.ред. код]

Крім зазначених вище ракет-носіїв, конкурентом Циклону-4 буде РН Антарес, створювана компанією Orbital в рамках програми NASA з розробки дешевих комерційних засобів доставки в космос (COTS). Перший запуск Антареса відбувся 21 квітня 2013 року о 21:00 GMT і виявився успішним. Корисне навантаження на низькій навколоземні орбіті — від 5,4 до 7,6 т, а також від 1,3 до 1,8 т на геоперехідну орбіту, залежно від модифікацій другого ступеня. Завдання даної РН — заміна морально застарілої й порівняно дорогої РН Delta-2, виробництва компанії Боїнг. Втім українські ракетобудівельники так само беруть участь у створенні Антареса — за контрактом з Орбітал на Південному машинобудівному заводі виготовляється перший ступінь ракети-носія.

Певну конкуренцію можна чекати й від ракети-носія Falcon 9. Хоча його вантажопідйомність і очікувана вартість трохи вища, ніж обіцяно для Циклону-4, він «ближче» до американського ринку комерційних запусків і буде користуватися підтримкою американської влади.

Нові європейські носії[ред.ред. код]

З боку Європи конкуренцію може створити ракета-носій легкого класу Vega, яка здатна виводити на низькі орбіти до 2,3 т. Перший політ здійснений 13 лютого 2012.

Порівняння характеристик РН легкого класу
Ракета-носій Країна Перший політ кількість запусків в рік (всього) Широта СК Старт. маса, т Маса КН, т Успішних. пусків, % Вартість пуску, млн $
НОО¹ ГПО ССО²
«Дніпро»[10] Україна Україна 21.04.1999 1-3 (17) 46° / 51° 211 3,7 2,3 94% 30,7[11]
«Рокот»[12] Росія Росія 20.11.1990 1-2 (18) 46° / 62° 107,5 2,1 1,6 89% 22,5 (€15)[13]
«Вега»[14] Європейський Союз Європейський Союз 13.02.2012 2(2) 137 2,3 1,6 100% (2 пуски) 42[15]
«Циклон-4М» [16] Україна Україна ~2020[17] 0 45° 193 5,685 1,6 3,91 23³
«Союз-2.1в»[18] Росія Росія 28.02 2013 1 62° 160 2,8 1,4⁴ 100% (1 пуск)
«Ангара 1.2»[19] Росія Росія 2015 0 62° 171 3.8
«Антарес»[20] Flag of the United States.svg США 21.04.2013[21] 1-2 (6) 38° 240 5,6 4,4 83,3% (6 запусків)
¹ — висота 300 км, нахил відповідає космодрому; ² — висота 300 км, нахил 98°; ³ — оцінка, 2007; ⁴ — висота 835 км

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. http://www.alcantaracyclonespace.com/en/for-customers/project-status
  2. 10 квітня 2013 року в Кабінеті Міністрів України відбувся брифінг Голови ДКАУ Ю.С. Алексєєва, присвячений Дню працівників ракетно-космічної галузі України. Архів оригіналу за 2013-04-18. 
  3. Nova Scotia rocket launch site would be only commercial spaceport in Canada. CBC News (en). Процитовано 2017-03-15. 
  4. http://ugmk.info/news/goskosmos-zaplaniroval-zapusk-ciklona-4-na-konec-2013-g-.html
  5. http://tbu.com.ua/news/ukraina_investirovala_v_proekt_po_zapusku_raket_tsiklon_4_s_kosmodroma_v_brazilii_bolee_130.html
  6. de Selding, Peter B. (16 April 2015). Brazil Pulling Out of Ukrainian Cyclone-4 Launcher Project. Space News.  Проігноровано невідомий параметр |access-date= (можливо, |accessdate=?) (довідка)
  7. http://interfax.com.ua/news/economic/367943.html
  8. http://www.defense-ua.com/rus/hotnews/?id=19815
  9. http://www.samspace.ru/RN/souz_1.htm
  10. Днепр. Конструкторское Бюро “Южное”. Процитовано 07.04.2012. 
  11. Iridium Reports Double-digit Revenue Growth in First Half of 2011 (англійською). Space News. 8.08.2011. Процитовано 08.04.2012. 
  12. Rockot User's Guide, EHB0003, Issue 5, Revision 0. EUROCKOT Launch Services GmbH. Август 2011. Процитовано 07.04.2012. 
  13. European SMOS and Proba-2 Successfully Launched by Rockot (англійською). Space News. 9.11.2009. Процитовано 08.04.2012. 
  14. Vega User’s Manual Issue 3, Revision 0, стр. 2-7 (англійською). ARIANESPACE. 03.2006. Процитовано 08.04.2012. 
  15. Vega Expected to be Price-competitive With Russian Rockets (англійською). Space News. 23.01.2012. Процитовано 07.04.2012. 
  16. CYCLONE-4 Launch Vehicle User's Guide Issue 1 – October 2010, стр. 53-56 (англійською). Alcantara Cyclone Space. 10.2010. Процитовано 07.04.2012. 
  17. Maritime Launch Services Selects Nova Scotia Site for Spaceport Over 13 Other Locations. SpaseQ. 20173-04-16. Процитовано 2017-04-16. 
  18. Союз-2 этапа 1в. ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс. Процитовано 07.04.2012. 
  19. Семейство ракет-носителей «Ангара». ФГУП «Государственный космический научно-производственный центр имени М.В.Хруничева». Процитовано 07.04.2012. 
  20. Antares Medium-Class Launch Vehicle (англійською). Orbital Sciences Corporation. Процитовано 07.04.2012. 
  21. Orbital Successfully Launches First Antares Rocket (англійською). http://www.orbital.com/. Процитовано 2013-04-22. 

Посилання[ред.ред. код]

Відео[ред.ред. код]