Готов к повторному использованию: запуск программы, в которой используются переработанные ракеты
Ракета Falcon 9 от SpaceX
Фотографии SpaceX
Космические силы достигли нового рубежа в июне, когда они впервые запустили в космос полезную нагрузку для обеспечения национальной безопасности на повторно используемой ракете.
Центр космических и ракетных систем Службы в партнерстве с Национальным разведывательным управлением управляет программой запуска космических запусков национальной безопасности, которая позволяет запускать услуги, предназначенные для обеспечения постоянного доступа к критически важным космическим объектам.
По словам полковника Дугласа Пентекоста, заместителя директора по запуску Enterprise Corps в SMC, в рамках программы служба выделила семь запусков космических объектов национальной безопасности для United Launch Alliance — совместного предприятия Lockheed Martin и Boeing — и SpaceX в рамках контрактов на закупку фазы II. .
В марте служба заключила с ULA и SpaceX четыре контракта на миссии, запланированные на 2023 год.
ULA получила примерно 224 миллиона долларов за две миссии, USSF-112 и USSF-87, а SpaceX получила 159 миллионов долларов за USSF-36 и NROL-69.
В августе 2020 года обе компании заключили контракты с фиксированной ценой и неопределенными требованиями к поставке по программе.
В рамках соглашений ULA получит контракт на выполнение примерно 60 процентов запросов на запуск, а SpaceX получит контракт на выполнение примерно 40 процентов запросов на запуск.
В связи с наградой за август 2020 года служба заказала первые три миссии, назначенные на этапе 2. ULA обозначены как USSF-51 и USSF-106, запуск которых запланирован на второй квартал 2022 финансового года и четвертый квартал. финансового года 2022, соответственно.
SpaceX получил обозначение USSF-67, запуск которого запланирован на четвертый квартал 2022 финансового года.
В июне 2021 года Космические силы успешно запустили пятый космический корабль GPS III на борту ранее запущенной ракеты-носителя SpaceX Falcon 9, что стало первым космическим запуском для целей национальной безопасности.
Пентекост сказал, что Космические силы «с 2016 года широко сотрудничают с промышленностью в разработке стандартов для повторного использования ракет-носителей». Национальная оборона в письме.
По его словам, в контракте на запуск нет ограничений на ранее переданное подкрепление. «USSF работал с SpaceX, чтобы ускорить использование ранее транспортируемых ускорителей».
В преддверии июньской миссии и последующей миссии GPS III-6, запуск которой был запланирован на третий квартал 2021 года, SMC рассмотрел более 440 изменений ускорителей и 380 шагов проверки, чтобы получить представление о модернизации ракет SpaceX, отметила Пентекост.
Кейтлин Джонсон, заместитель директора Проекта космической безопасности в Центре стратегии и международных отношений, сказала, что компания, основанная Илоном Маском, была в авангарде многоразовых ракет и помогла продемонстрировать жизнеспособность бизнеса, поскольку это разумное вложение. исследования.
По словам Джонсона, поскольку SpaceX продемонстрировала возможность создания многоразовых ракет, такие компании, как Rocket Lab, сейчас работают над изменением конструкции своих ракет-носителей, чтобы они были многоразовыми.
Rocket Lab, калифорнийский производитель космической техники и поставщик услуг по запуску малых спутников, объявил в марте о своих планах по наращиванию существующих возможностей для создания многоразовой ракеты-носителя, которая, как ожидается, будет введена в эксплуатацию в 2024 году, согласно компании.
Между тем, Джонсон отметил, что противники США, такие как Китай и Россия, также инвестируют в ракеты многоразового использования.
В конце 2014 года Китай отменил закон, запрещающий коммерческим компаниям разрабатывать космические ракеты-носители, что позволило ряду китайских коммерческих компаний начать разработку возможностей запуска.
Некоторые китайские компании, такие как Galactic Energy, уже разрабатывают многоразовые пусковые установки. Ракета-носитель Kerolox Pallas-1 будет частично многоразовой, а ее испытательный запуск запланирован на конец 2022 года.
Джонсон сказал, что преимущества переработанных ракет заключаются в более низкой стоимости за счет повторного использования и уменьшении космического мусора. Одним из ярких недавних примеров беспокоящего космического мусора стал неконтролируемый возврат китайской ракеты на Землю.
Long March 5B — вариант самой большой ракеты Китая — успешно запустил первый модуль новой китайской космической станции из Вэньчана в мае. Однако затем пусковая установка миссии начала бесконтрольно повторно входить в атмосферу Земли. Обломки ракеты в конечном итоге приземлились в Индийском океане.
«Все были начеку» по поводу этого события, — сказал Джонсон. Она отметила, что неконтролируемое возвращение опасно не только с точки зрения его способности повлиять на людей или имущество, но и существует риск выброса большого количества опасных химикатов.
Она добавила, что многоразовая ракета «более экологична, потому что вы не приносите ее на Землю и не выделяете химикаты, и вы не оставляете ее в космосе, чтобы превратить ее в большой кусок космического мусора».
«Очень отрадно видеть, что все больше компаний и стран изучают этот вопрос не только для технико-экономического обоснования, но и для аргументации устойчивости космоса», — сказала она.
Между тем, хотя программа космических запусков национальной безопасности успешно работает с многоразовыми ракетами SpaceX, у нее все еще есть препятствия, которые необходимо преодолеть с помощью ракеты ULA.
В рамках этих усилий ULA продемонстрировало и намеревалось запустить новую ракету Vulcan Centaur для космической миссии национальной безопасности USSF-51.
Однако ракета не может пройти сертификацию Воздушно-космических сил к концу 2022 года, поэтому в начале этого года служба согласилась использовать устаревшую модель Atlas V.
«Контракт на закупку услуг по запуску второго этапа был гибко заключен в течение первых двух лет, чтобы снизить риск выполнения требований миссии, и в контракте есть конкретный процесс замены утвержденной вторичной ракеты-носителя», — сказал Пентекост. «ULA определило, что лучшим решением для удовлетворения требований этой миссии является ракета-носитель Atlas V, и правительство согласилось на это».
Одна из проблем ракеты Vulcan — это двигатель BE-4, созданный компанией Blue Origin.
Согласно июньскому отчету Счетной палаты правительства под названием «Ежегодная оценка системы оружия: необходим обновленный подход к управлению программой», Vulcan «сталкивается с техническими проблемами, связанными с необходимыми возможностями зажигания и наддува».
В отчете говорится, что если ULA не сможет завершить квалификацию двигателя до получения летного сертификата 2021 года, оно может продолжать полагаться на Atlas V, в котором используются двигатели, произведенные в России, для поддержки своих запусков.
Закон о государственной обороне 2015 года запрещает присуждение или продление контрактов на космические запуски в целях национальной безопасности, которые включают использование ракетных двигателей, разработанных или произведенных в России.
Однако в отчете говорится: «Последующая поправка к уставу предусматривала исключение из контрактов, заключенных до 2022 года, на такие закупки, включающие использование в общей сложности 18 ракетных двигателей, разработанных или изготовленных в Российской Федерации».
По данным Pentecost, BE-4 для Blue Origin в настоящее время проходит предварительное квалификационное тестирование, а полное квалификационное тестирование, как ожидается, начнется в четвертом квартале 2021 года.
«Правительство продолжает тесно сотрудничать с ULA и Blue Origin для решения проблем, связанных с разработкой и полной квалификацией двигателя главной ступени BE-4», — сказал он. «График разработки и утверждения Vulcan поддерживает требования к миссии на раннем этапе». [fiscal year] 2023 г. и все последующие присвоения NSSL «.
Вы должны пилотировать Vulcan Centaur как минимум дважды, прежде чем получите сертификат Космических сил. Первый запуск Vulcan, запланированный на 2021 год, должен был нести Лунный посадочный модуль Astobotic Peregrine. Второй — запуск грузового космического корабля Dream Chaser из Sierra Space на Международную космическую станцию в 2021 году.
Президент и главный исполнительный директор ULA Тори Бруно заявил, что необходимость координации с этими компаниями является причиной задержек с сертификацией ракеты.
«С точки зрения ULA, мы с нетерпением ждем запуска в этом году», — сказал он Национальной обороне по электронной почте. «Однако выбор даты запуска — это гораздо больше, чем просто ULA. Мы работаем с двумя нашими клиентами над первыми двумя рейсами Vulcan — Astrobotic и Sierra Space — и в настоящее время похоже, что они не будут готов к запуску до 2022 года ».
В законе говорится, что Министерство обороны должно прекратить заказывать запуски с российскими двигателями РД-180 к концу 2022 года. «ULA уже получило поставку последних ожидаемых двигателей РД-180, и они надежно хранятся на нашем заводе в Декейтере. , Алабама, — сказал Бруно. Это не будет проблемой, поскольку мы переходим на новую ракету-носитель Vulcan ».
Тем временем Космические силы также стремятся воспользоваться программой NSSL для дальнейшей разработки новой технологии запуска посредством исследований, разработок, испытаний и оценок.
«В качестве первого шага в текущей долгосрочной программе RDT&E Конгресс санкционировал и ассигновал 15 миллионов долларов на испытания двигателя следующего поколения», — сказал Пентекост. «Эти опытные образцы будут способствовать развитию современных ракетных двигателей, включая новые технологии, обеспечивающие доступ в космос и мобильность».
Конгресс также выделил 75 миллионов долларов на повышение гибкости верхней ступени — пилотный проект, который позволит усовершенствовать ракетную технологию верхней ступени. По данным НАСА, верхняя ступень ракеты обеспечивает системе тягу в космосе, чтобы установить космический корабль на точные траектории.
«Эта разработка создаст национальные возможности космических запусков, которые обеспечат высокопроизводительные преимущества при перемещении по орбите, и позволят расширить возможности выхода на орбиту, увеличить грузоподъемность, обеспечить большую продолжительность полета, повысить маневренность и повысить живучесть полезных нагрузок национальной безопасности», Пятидесятница сказала.
Кроме того, служба инвестирует 37 миллионов долларов в проект прототипа орбитального транспортного средства, который улучшит возможности космического доступа для космических пусковых систем в интересах национальной безопасности.
Ожидаемые выгоды от инвестиций включают снижение затрат за счет возможности приобретения конфигураций ракет-носителей малой мощности и улучшенных возможностей выхода на орбиту, особенно для средней околоземной орбиты, геостационарной орбиты, тундровой орбиты и орбитальных траекторий на околоземной орбите.
«Эти усилия сосредоточены на возможностях доступа к космосу, где термин« доступ к космосу »относится к возможностям, связанным с запуском, которые транспортируют полезную нагрузку с поверхности Земли на назначенные им рабочие орбиты», — сказал он.
Джонсон отметил, что вложения военных и НАСА в космические запуски позволили коммерческому космическому сектору расшириться.
«Как надежный заказчик, правительство США действительно проявляет активность и позволяет компаниям, производящим запуски космических объектов, вкладывать частные деньги и собирать деньги» для создания новых возможностей, — сказала она.
«У этих компаний может быть действительно замечательный стабильный клиент в правительстве США, и это дало начало SpaceX и всем новым компаниям по запуску космических объектов», — добавила она.
Некоторые из этих компаний, например Blue Origin, занимаются запусками спутников, а также занимаются космическим туризмом. Она отметила, что это «открывает двери для дальнейшего экономического развития».
SpaceX не ответила на запросы об интервью.
Потоки: пространство