Системы подводного старта: как попасть из-под воды на орбиту или в космос?
Сокращение объемов оборонной тематики поставило перед коллективом ГРЦ «КБ им. академика В.П. Макеева» задачу усиленного поиска новых «гражданских» наукоемких направлений, позволивших бы сохранить высококвалифицированный персонал, материально-технологическую базу, по сути, дать возможность «выжить».
В июне 1992 г., после долгих мытарств и перипетий, вышло уже новое постановление «нового» правительства (российского), разрешившее предприятию развертывание работ по созданию на основе переоборудованных БРПЛ ракетно-космических систем гражданского назначения с использованием наземного, воздушного и морского стартов.
Быстрая адаптивность к новым траекториям, энергомассовое совершенство БРПЛ в сочетании с высокими показателями надежности и безопасности дают возможность при проведении учебно-практических стрельб и пусков в подтверждение и продление сроков службы использовать их в качестве средств доставки в ближний космос полезных нагрузок различного назначения.
В интересах проведения новых экспериментов в условиях невесомости был создан баллистический биотехнологический блок «Эфир» с научной аппаратурой «Медуза», предназначенный для скоростной очистки в процессе полета специальных медицинских препаратов в искусственно созданном электростатическом поле. 9 декабря 1992 года у берегов Камчатки с атомной подводной лодки Тихоокеанского флота был осуществлен успешный пуск ракеты-носителя «Зыбь», оснащенный аппаратурой «Медуза», а в 1993 году был проведен еще один аналогичный пуск. В ходе этих экспериментов была продемонстрирована возможность получения высококачественных лекарственных препаратов, в том числе противоопухолевого интерферона «Альфа-2» в условиях кратковременной невесомости.
В 1991–1993 гг. с подводной лодки проекта 667БДР были проведены три пуска ракет-носителей «Зыбь» с научно-технологическими блоками «Спринт» и «Эфир», разработанными совместно с НПО «Композит» и Центром космической биотехнологии.
Блок «Спринт» предназначался для отработки процессов получения полупроводниковых материалов с улучшенной кристаллической структурой, сверхпроводящих сплавов и других материалов в условиях невесомости. Блок «Эфир» с биотехнологической аппаратурой «Медуза» использован для исследований технологии очистки биологических материалов и получения методом электрофореза особо чистых биологических и медицинских препаратов.
Были получены уникальные образцы монокристаллов кремния и некоторых сплавов («Спринт»), а в экспериментах «Медуза», по результатам исследований противовирусного и противоопухолевого интерферона «Альфа-2», удалось подтвердить возможность космической очистки биологических препаратов в условиях кратковременной невесомости. На практике было доказано, что в России разработана эффективная технология проведения экспериментов в условиях кратковременной невесомости с использованием морских баллистических ракет.
Логическим продолжением этих работ стал запуск РН «Волна» в 1995 году.
Началом коммерческого использования БРПЛ можно считать пуск в 1995 году РН «Волна» с подводной лодки «Кальмар» проекта 667 БДРМ. Пуск был произведен по баллистической трассе Баренцево море — полуостров Камчатка на дальность 7500 км. Полезной нагрузкой для этого международного эксперимента стал термоконвекционный модуль Бременского университета (Германия).
Для запуска исследовательской аппаратуры увеличенной массы (до 400 кг) служит усовершенствованный вариант спасаемого летательного аппарата «Волан-М». Кроме размеров и массы этот вариант отличается оригинальной аэродинамической компоновкой.
В спасаемом аппарате кроме научных приборов массой 105 кг размещен бортовой измерительный комплекс. Он обеспечивает управление экспериментом и контроль полетных параметров. СЛА «Волан» снабжен трехкаскадной парашютной системой приземления и аппаратурой оперативного (не более 2 часов) поиска аппарата после приземления. С целью снижения стоимости и сроков разработки в максимальной степени заимствованы технические решения, узлы и приборы серийных ракетных комплексов.
В процессе проведенного в 1995 году пуска уровень микрогравитации составил 10-4...10 -5g при времени невесомости 20.5 минут. Начаты исследования, которые показывают принципиальную возможность создания спасаемого летательного аппарата с научной аппаратурой массой до 300 кг, запускаемого ракетой-носителем «Волна» по траектории с временем невесомости 30 минут при уровне микрогравитации 10-5...10-6 g.
Ракета «Волна» может быть использована для запуска на суборбитальные траектории аппаратуры для исследования геофизических процессов в верхних слоях атмосферы и в ближнем космосе, мониторинга поверхности Земли, проведения различных, в том числе активных, экспериментов.
Зона размещения полезной нагрузки представляет собой усеченный конус высотой 1670 мм, диаметром основания 1350 мм и радиусом притупления вершины конуса 405 мм. Ракета обеспечивает выведение полезных нагрузок массой 600...700 кг на траектории с максимальной высотой 1200...1300 км, а с массой 100 кг — с максимальной высотой до 3000 км. Имеется возможность установки на ракете нескольких элементов полезной нагрузки и их последовательное отделение.
Весной 2012 г. с подводной лодки в Тихом океане произведен запуск капсулы ЕХРЕRТ с помощью конверсионного российского ракетно-космического комплекса «Волна» по заказу германского авиакосмического центра (DLR).
Проект ЕХРЕRТ реализуется под руководством Европейского космического агентства.
Штутгартский институт по исследованию технологии конструкции и проектирования и Германский авиакосмический центр разработал и изготовил для капсулы ЕХРЕRТ носовую часть из керамического волокна.
В носовой части, состоящей из керамического волокна, расположены сенсоры, регистрирующие данные внешней среды во время возвращения капсулы в атмосферу, такие как температура поверхности, тепловой поток и аэродинамическое давление. Помимо этого, в носовой части находится окно, через которое спектрометром регистрируются химические процессы, происходящие во фронте ударной волны при входе в атмосферу.
Больший из спутников Tubsat-N — имеет габаритные размеры 320х320х104 мм и массу 8.5 кг. Меньший из аппаратов Tubsat-Nl установлен при запуске на верхней части КА Tubsat-N. Его габаритные размеры составляют 320х320х34 мм, масса — около 3 кг.
Спутники были выведены на близкую к расчетной орбиту. Параметры орбиты третьей ступени РН после увода от КА составили:
— наклонение орбиты 78.96°;
— минимальное расстояние от поверхности Земли 405.7 км;
— максимальное расстояние от поверхности Земли 832.2 км;
— период обращения 96.83 мин.
Это один из семи кораблей, построенных по проекту 667БДРМ «Дельфин» (Delta IV по классификации НАТО).
РН «Штиль-1» позволяет вывести на круговую орбиту высотой 400 км и наклонением 79 градусов полезный груз массой 70 кг.
Конструкция верхней ступени прототипа рассчитана на размещение четырех компактных боеголовок в изолированных малогабаритных объемах. В связи с тем, что современные коммерческие КА отличаются низкой плотностью компоновки и требуют относительно большого цельного пространства, полное использование энергетических возможностей РН невозможно. То есть, конструкция РН накладывает ограничение на объём, занимаемый КА, составляющий 0.183 м3. Энергетика РН позволяет выводить КА большей массы.
Переоборудование ракеты типа Р-29РМ в ракету-носитель «Штиль» производится с минимальными доработками, космический аппарат помещается на посадочном месте одного из боевых блоков в специальной капсуле, которая обеспечивает защиту от внешних воздействий. Запуск ракеты проводится из подводного или надводного положений подводной лодки. Полет осуществляется в инерциальном режиме.
Отличительной особенностью этого комплекса является использование существующей инфраструктуры полигона «Нёнокса», в том числе наземных стартовых сооружений, а также серийных баллистических ракет Р-29РМ, снимаемых с боевого дежурства. Минимальные доработки по ракете обеспечат высокую надежность и точность выведения полезной нагрузки на орбиту при низкой стоимости пуска ($4...5 млн.).
РН «Штиль-2» разрабатывалась в результате второго этапа модернизации баллистической ракеты Р-29РМ. На этом этапе для размещения полезной нагрузки создается отсек полезной нагрузки, состоящий из аэродинамического обтекателя, сбрасываемого в полете, и переходника, на котором размещается полезная нагрузка. Переходник обеспечивает стыковку отсека полезной нагрузки с носителем. Объём отсека для размещения полезной нагрузки составляет 1.87 м3.
Комплекс создавался на базе баллистических ракет подводных лодок Р-29РМ (РСМ-54, SS-N-23) и существующей инфраструктуры Северного полигона «Нёнокса», расположенного в Архангельской области.
В состав инфраструктуры полигона входят:
Ракетно-космический комплекс «Штиль-2».
Наземный стартовый комплекс.
Последний включает в себя техническую и стартовую позиции, оснащенные аппаратурой для хранения, проведения предпусковых операций и пуска ракеты.
Комплекс систем управления обеспечивает централизованное автоматическое управление системами комплекса во всех эксплуатационных режимах, управление предпусковой подготовкой и пуском ракеты, подготовку технической информации и полетного задания, ввод полетного задания и управление ракетой по выводу полезной нагрузки на заданную орбиту.
Информационно-измерительный комплекс — обеспечивает прием и регистрацию телеметрической информации во время полета, обработку и выдачу результатов измерений заказчику пуска.
Многочисленные пуски с наземного испытательного стенда и подводных лодок показали высокую надежность серийной ракеты-прототипа Р-29РМ (достигнута вероятность успешного пуска и полета не менее 0.96).
Наземный стартовый комплекс позволяет:
Осуществлять до 10 пусков в год.
Запускать серию космических аппаратов с минимальным интервалом до 15 суток.
Обеспечить на протяжении длительного времени дежурный режим с высокой готовностью ракеты к пуску.
Получать в ходе полета ракеты телеметрическую информацию с борта с помощью информационных средств испытательного полигона и выносных измерительных пунктов.
Пуски с наземного стартового комплекса обеспечивают формирование орбит в диапазоне наклонений орбит от 77° до 60°, что ограничивает область использования комплекса.
При пусках из шахты подводной лодки возможен старт в диапазоне широт от 0° до 77°. Диапазон возможных наклонений определяется координатами точки старта.
При этом сохраняется возможность использования подводной лодки по целевому назначению.
Для улучшения условий размещения полезной нагрузки был разработан вариант ракеты-носителя «Штиль-2.1» с головным обтекателем.
При оснащении ракеты головным обтекателем большего объема и малоразмерным разгонным блоком («Штиль-2Р») масса полезной нагрузки возрастала до 200 кг, существенно увеличивается объём для размещения полезной нагрузки.
Использование подводной лодки в качестве стартового комплекса позволяет осуществлять пуски ракет-носителей «Штиль» практически на любые наклонения орбит
Аэродинамический обтекатель был выполнен герметизированным для обеспечения пыле- и влагозащиты полезной нагрузки. Конструкция аэродинамического обтекателя допускала выполнение люков на боковой поверхности для подвода дополнительных связей полезной нагрузки с аппаратурой наземного стартового комплекса.
Пуски могли проводиться с наземного стартового комплекса или из шахты подводной лодки в надводном состоянии.
Основные характеристики комплекса РН «Штиль-2» приведены в табл.
Ракета «Штиль-3А» (РСМ-54 с новой третьей ступенью и двигателем доразгона в случае старта с самолета Ан-124 (по проекту «Аэрокосмос»)) способна доставить на экваториальную орбиту высотой 200—700 км полезную нагрузку массой 950 — 730 кг.
По настойчивым просьбам трудящихся (voyaka uh &Co) я прерываюсь, дабы не замутить мозг читающего. Однако вы не отключайтесь, я еще не рассказал о системах «Прибой» и «Рикша», а также о том, как можно быстро опять "Орала перековать на мечи".
Окончание следует...
Первоисточники и цитаты:
[1]Рок-н-ролл под Кремлем. Книга 4. Еще один шпион / Корецкий Д.А.
[2]Внешняя политика СССР во второй половине 1980-х гг. / Волошина В. Ю., Быкова А. Г. Советский период российской истории (1917—1993 гг.)
[3]Библия. Ветхий Завет, Книга пророка Исайи (гл. 2, ст. 4)
*Я ничего нового не написали не исследовал, лишь собрал воедино и добавил фотографии и видео. В основном всё позаимствовано у:
ГРЦ «КБ им. академика В.П. Макеева» И.И. Величко, Н.А. Обухов, Г.Г. Сытый, А.П. Шальнев «МОРСКАЯ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА»
Пресс-служба ГРЦ «КБ им. академика В.П. Макеева»
«Ракеты-носители на базе баллистических ракет подводных лодок» © Иван Тихий 2002 год
*перековеркивать технические термины и хороший текст- смысла не вижу.
Фотографии видео, графика и ссылки:
Телеканал ЗВЕЗДА
www.miasskiy.ru
www.navsource.org
www.makeyev.msk.ru
www.img-fotki.yandex.ru
www.niskgd.ru
www.cableman.ru
www.habrastorage.org
www.studfiles.ru
www.ntpo.com
www.rosatomflot.ru
www.navsource.narod.ru
www.arms-expo.ru
www.fishki.net
www.makeyev.ru
www.topwar.ru
www.zonwar.ru
www.igordiksa.com
www.sovtime.ru
www.yaplakal.com
www.militaryrussia.ru
www.fas.org/nuke/guide/russia/slbm
www.directory.eoportal.org
Автор: opus