08-06-2023
Вега | |
Общие сведения
|
|
---|---|
Страна | Европа |
Назначение | ракета-носитель лёгкого класса |
Разработчик | ЕКА/ASI/Avio |
Основные характеристики
|
|
Количество ступеней | 4 |
Длина | 30 м |
Диаметр | 3 м |
Стартовая масса | 137 000 кг |
История запусков
|
|
Состояние | действующая |
Места запуска | Куру, площадка ELV |
Число запусков | 1 |
Первый запуск | 13 февраля 2012 |
Последний запуск | 13 февраля 2012 |
Первая ступень — P80
|
|
Длина | 10,5 м |
Диаметр | 3 м |
Маршевый двигатель | РДТТ |
Тяга | 3040 кН |
Время работы | 107 с |
Горючее | Твердое ракетное топливо |
Вторая ступень — Zefiro 23
|
|
Длина | 7,5 м |
Диаметр | 1,9 м |
Маршевый двигатель | РДТТ |
Тяга | 1200 кН |
Время работы | 71,6 с |
Горючее | Твердое ракетное топливо |
Третья ступень — Zefiro 9
|
|
Длина | 3,85 м |
Диаметр | 1,9 м |
Маршевый двигатель | РДТТ |
Тяга | 214 кН |
Время работы | 117 с |
Горючее | Твердое ракетное топливо |
Четвертая ступень — AVUM
|
|
Длина | 1,74 м |
Диаметр | 1,9 м |
Маршевый двигатель | ЖРД AVUM |
Тяга | 2.45 кН |
Время работы | 315.2 с |
Горючее | НДМГ |
Окислитель | АТ |
Вега (англ. Vega; итал. Vettore Europeo di Generazione Avanzata) — лёгкая ракета-носитель, совместно разрабатываемая с 1998 года Европейским космическим агентством (ESA) и Итальянским космическим агентством (ASI). Ракета названа в честь второй ярчайшей звезды северного полушария.
Изначально проект «Вега» разрабатывался с начала 1990-х ASI, как замена РН «Скаут» производства НАСА. 27-28 ноября 2000-го года проект «Вега» принят в программу ракеты-носителя (РН) «Ариан».
Италия является ведущим разработчиком проекта и отвечает за 65 % бюджета, другие участвующие страны — Франция (15 %), Испания (6 %), Бельгия (5,63 %), Нидерланды (3,5 %), Швейцария (1,34 %) и Швеция (0,8 %)[1].
Первый запуск четырёхступенчатой РН состоялся 13 февраля 2012 года с космодрома Куру (Французская Гвиана)[2].
Содержание |
В последнее время наметилась необходимость вывода на полярные круговые низкие орбиты от 300 до 2 000 кг спутников. Как правило, это низкобюджетные проекты исследовательских организаций и университетов по наблюдению земли в научных миссиях, а также разведывательных спутников, научных спутников и любительских спутников. РН такого класса присутствуют в линейке космических носителей разных стран, например, индийская «PSLV», российские «Днепр» и «Рокот», американские «Таурус» и «Фэлкон», китайская «Великий поход-2C»[3].
Планируемая полезная нагрузка РН «Вега» составит 1 500 кг на полярную орбиту высотой ~700 км. РН разработана для вывода полезной нагрузки на Низкую опорную орбиту и Солнечно-синхронную орбиту. В первом полёте РН лёгкого класса, должна вывести основную полезную нагрузку — спутник «ЛАРЕС» весом 400 кг, на высоту 1 450 км с наклоном орбиты 71,5o. В отличие от большинства одноклассных РН, «Вега» способна выводить сразу несколько космических аппаратов. Основные типы аппаратов, являющиеся потенциальной загрузкой:
Так как в настоящее время проект находится в стадии тестирования, ЕКА объявит о стоимости запуска исходя из результатов первого запуска. Однако сообщается, что удельная стоимость вывода каждого килограмма будет ниже конкурирующих носителей, так как «Вега» использует недорогие технологии, в частности полимерные материалы для корпуса ступеней, снижающих их стоимость и вес, и твёрдое топливо для первых трёх ступеней, снижающее стоимость хранения топлива, заправки и двигателя ступени[4]. Стоимость проекта составила 450 млн €[5].
Единственным оператором РН выступает Европейское космическое агентство.
С появлением РН «Вега» ЕКА получает в свою линейку носитель лёгкого класса и закрывает всю линейку РН всех классов[6]. К этой линейке относятся тяжелый «Ариан-5» и появившийся в распоряжении ЕКА средний российский носитель «Союз-СТ»[7]:
Вега | Союз-СТБ | Ариан-5 | |
---|---|---|---|
Класс | Лёгкий | Средний | Тяжелый |
Масса, т | 137 | 313 | 777 |
Длина, м | 30 | 51,1 | 59 |
Число ступеней | 4 | 3 | 2 |
Топливо | РДТТ / НДМГ + АТ | керосин + кислород | водород + кислород |
Полезная нагрузка на НОО, кг | 1 500 — 2 000 | 9 000 — 9 200 | 16 000 — 21 000 |
Полезная нагрузка на ССО, кг | — | 4 900 | 6 200 — 10 500 |
Потребовалось 25 лет разработки, нескольких отсрочек и более 700 млн €, чтобы европейская бюджетная РН «Вега» была окончательно готова к первому своему полёту.
РН «Вега» — самый маленький из 3 носителей ЕКА. Космическое агентство рассчитывает что новая ракета сможет удовлетворить запросы рынка по запуску небольших научно-исследовательских спутников и сделает космические исследования доступными для университетской науки.[9] РН будет использоваться в основном для спутников, ведущих наблюдение за поверхностью Земли.
В дальнейшей перспективе выполнить 5 запусков до 2016 года. Их оплатит ЕКА, спутники которого и будут основными грузами РН «Вега» в ближайшие годы. В космос отправятся «Sentinel-2,-3», «Proba-V» и «Aeolus», а также научный спутник для изучения гравитационных волн «LISA-Pathfinder». После 2016-го года ESA будет самостоятельно искать коммерческую нагрузку на рынке. В качестве потенциальных клиентов рассматриваются национальные космические агентства, университеты и коммерческие компании.
После удачного завершения первого запуска, РН «Вега» будет выполнять 3 — 5 миссий в год, а ориентировочная стоимость запуска составит 4 — 5 миллионов долларов США[10][11].
В апреле 2012 года в США планируется запуск схожего носителя подобного класса — РН «Антарес». «Антарес» (англ. Antares) — одноразовая ракета-носитель, разрабатываемая Orbital Sciences Corporation для запуска полезных грузов весом до 7 000 кг на низкую опорную орбиту[12]. До 12 декабря 2011 года проектируемая двухступенчатая ракета носила название «Таурус 2» (англ. Taurus II).[13] Первый пуск был запланирован на третий квартал 2011 года, позже был перенесен на февраль 2012, а затем на апрель 2012.[14][13]
Сравнение носителей «Вега» и «Антарес»:
Вега | Антарес | |
---|---|---|
Масса, т | 137 | 240 |
Длина, м | 30 | 40 |
Число ступеней | 4 | 2 — 3 |
Топливо | РДТТ / НДМГ + АТ | керосин + кислород |
Полезная нагрузка на НОО, кг | 1500 — 2000 | 7000 |
Сравнение «Вега» и схожих действующих носителей:
Вега | Таурус | Falcon-1e | Великий поход-2С | Стрела | Рокот | |
---|---|---|---|---|---|---|
Класс | Лёгкий | Лёгкий | Лёгкий | Лёгкий | Лёгкий | Лёгкий |
Масса, т | 137 | 73 | 38,555 | 233 | 104 | 107,5 |
Длина, м | 30 | 27,9 | 21,3 | 42 | 24,3 | 29,15 |
Число ступеней | 4 | 4 | 2 | 2 | 2 | 3 |
Топливо | РДТТ / НДМГ + АТ | РДТТ | керосин + кислород | НДМГ + АТ | НДМГ + АТ | НДМГ + АТ |
Полезная нагрузка на НОО, кг | 1500 — 2000 | 1320 | 670 | 3850 | 1700 | 1950 — 2300 |
В настоящий момент запуск ракеты планируется осуществлять с площадки ELV космодрома Куру (Французская Гвинея). ELV — Encemble de lancement Vega (фр. Площадка для запуска Веги) была переоборудована из ELA-1 — старой площадки для запуска РН «Европа», Ариан — 2,3. После постройки площадка называлась CECLES и использовалась для запуска РН «Европа-2». Первый запуск с площадки был осуществлен 5 ноября 1971 года. Запуск закончился неудачно. Стартовая площадка была разрушена. В 1979 году площадку восстановили для запуска РН Ариан-1, а 24 декабря 1979 года был осуществлен первый запуск, который прошёл успешно. Площадку назвали ELA-1, сокращение от Encemble de lancement Ariane (фр. Площадка для запуска Ариан). 31 мая 1986 года был успешно произведен запуск РН Ариан-2, а 4 августа 1984 года был успешно произведен запуск РН Ариан-3. В 1988 году площадку переименовали в ELA-1, так как была введена в строй ELA-2 для Ариан-4. Эксплуатация Ариан-1 была прекращена 22 февраля 1986, Ариан-2 — 2 апреля 1989 года, Ариан-3 — 12 июля 1989 года. Площадка ELA-1 была разрушена. В 2011 году площадка была восстановлена для проекта «Вега»[15][16][17].
Состоит из 4 ступеней, 3 из которых Zefiro-23, Zefiro-9, P80 оснащены твердотопливными двигателями, а AVUM — ЖРД, топливом для которого служит Несимметричный диметилгидразин с окислителем азотный тетраоксид. Технологии, используемые в Р80 в дальнейшем будут использованы для разработок РН «Ариан».
Первые три ступени и твёрдое топливо разработаны итальянской компанией «Avio». Каждый из трёх двигателей был дважды протестирован: для оценки дизайна и в окончательной полётной конфигурации. В будущем планируется использование Р80 в качестве второй ступени носителя РН «Ариан-5». В дальнейшем планируется увеличение полезной нагрузки на полярной орбите до 2 000 кг.[18][19][20]
Первая ступень | Вторая ступень | Третья ступень | Четвёртая ступень | |
---|---|---|---|---|
Наименование | P80 | Zefiro 23 | Zefiro 9 | AVUM |
Высота | 10.5 м | 7.5 м | 3.85 м | 1.74 м |
Диаметр | 3 м | 1.9 м | 1.9 м | 1.9 м |
Масса топлива | 88 т | 23.9 т | 10.1 т | 0.55 т |
Тяга (макс) | 3,040 кН | 1,200 кН | 213 кН | 2.45 кН |
Коэффициент расширения сопла | 16 | 25 | 56 | - |
Время работы | 107 с | 71.6 с | 117 с | 315.2 с |
Представляет собой одноразовую четырёхступенчатую ракету-носитель легкого класса для беспилотных запусков. 3 из 4 ступеней оснащены твёрдотопливным ракетным двигателем, а четвёртая — некриогенным ЖРД закрытого цикла.
Первая ступень РН имеет длину 10,5 м, диаметр 3 м, масса топлива — 88 т, двигатель РДТТ, тяга 3040 кН, коэффициент расширения сопла 16, Время работы 107 с. Изготовлена из поливолокна, сопло двигателя оснащено электроприводом отклонения. 30 ноября 2006 года было успешно завершено первое испытание. 4 декабря 2007 года успешно прошло второе испытание, в результате которого была достигнута тяга 190 тс при длительности работы 111 с, параметры работы двигателя находились в пределах заявленных.[21][22]
Развитие двигателя Zefiro было инициировано компанией «Avio» и профинансировано как «Avio», так и ISA. Является второй ступенью РН «Вега». Изготовлена из углеродно-эпоксидного волокна, а сопло из углеродно-фенольного волокна с углеродно-волоконными вставками. Использование этих материалов обусловлено уменьшением веса конструкции, так и увеличения её прочности. Длина — 7,5 м, диаметр — 1,9 м, масса топлива — 23,9 т, тяга — 1 200 кН, коэффициент расширения сопла — 25, время работы 71,6 с. Первый успешный запуск был осуществлен 26 июня 2006 года в Сальто-ди-Квиро, Сардиния, Италия. Второй запуск 27 марта 2008 года был успешно завершен присвоением квалификации ступени ракеты-носителя.[23][24]
Вторая ступень РН имеет длину — 3,85 м, диаметр — 1,9 м, масса топлива — 10,1 т, тяга — 213 кН, коэффициент расширения сопла — 56, время работы 117 с. Первые испытания успешно были проведены 20 декабря 2005 года на полигоне Сальто-ди-Квиро, на юго-восточном побережье Сардинии, Италия. Второе испытание состоялось 28 марта 2007 года в Сальто-ди-Квиро. Однако, на 35-й секунде работы двигателя произошло резкое падение внутреннего давления, приведшее к потере тяги. Это было вызвано конструкционными недостатками. 23 октября 2008 года были проведены успешные повторные испытания с модифицированным соплом, зарегистрированном, как Zefiro-9A. 28 апреля 2009 года на полигоне Сальто-ди-Квиро были проведены окончательные огневые испытания с присвоением квалификации ступени РН Вега.[25][26][27][28][29]
AVUM (англ. Altitude Vernier Upper Module) — четвёртая ступень РН «Вега». Длина — 1,74 м, диаметр — 1,9 м, масса топлива — 550 кг, тяга — 2,45 кН, Время работы — 315,2 с. Оборудована некриогенным ЖРД закрытого цикла с многократным включением. Горючее — несимметричный диметилгидразин, Окислитель — азотный тетраоксид. Ступень оборудована двигателем и авионикой. Содержит основные компоненты авионики РН.[30] Маршевый двигатель RD-868P[31] был разработан КБ «Южное» и изготовленный ПО «Южмаш».[32][33][31]
Номер | Дата запуска | Космодром | Миссия |
---|---|---|---|
1 | 13 февраля 2012 | Куру | Успех |
2 |
13 февраля 2012 года состоялся первый запуск с площадки ELV космодрома Куру.
Все выводимые КА имеют форм-фактор «CubeSat», за исключением «LARES» и «AlmaSAT-1». Первые венгерский, польский и румынский спутники. После этого полёта ЕКА планирует с небольшим перерывом второй полёт, а затем ещё четыре полёта по программе «VERTA».
Хронология запуска[37]:
Действие | Время после запуска, мин: с | Высота, км | Скорость, м/с |
---|---|---|---|
Все системы запущены, начало синхронизированных операций | −03:30 | 0 | 0 |
Зажигание Р80 | 00:00 | 0 | 0 |
Отрыв от стартового стола | 00:00,3 | 0 | 0 |
Достижение скорости звука | 00:30,7 | 4,7 | 332 |
Максимальное динамическое давление | 00:53 | 13 | 586 |
Выключение и отстыковка Р80 | 01:54,8 | 60 | 1700 |
Зажигание Zefiro-23 | 01:55,6 | 61 | 1700 |
Выключение и отстыковка Zefiro-23 | 03:22,3 | 127 | 3800 |
Зажигание Zefiro-9 | 03:38,5 | 135 | 3800 |
Отделение головного обтекателя | 03:43,5 | 138 | 3900 |
Выключение и отстыковка Zefiro-9 | 05:47,1 | 182 | 3800 |
1-ое зажигание AVUM | 03:54,1 | 185 | 7700 |
AVUM выключен, выход на переходную орбиту | 08:45 | 260 | 7800 |
2-ое зажигание AVUM | 48:07,3 | 1447 | 6600 |
AVUM выключен, выход на основную орбиту | 52:10,5 | 1450 | 6900 |
Отделение LARES | 55:05,5 | 1450 | 6900 |
3-е зажигание AVUM | 01:06:10,5 | 1457 | 6900 |
AVUM выключен | 01:10:34,3 | 1458 | 6600 |
Отделение AlmaSat-1 и спутников CubeSat | 01:10:35,3 | 1458 | 6600 |
Окончание миссии | 01:21:00,3 | 1344 | 6700 |
Вега (ракета-носитель).