Za 2-3 lata rosyjski kompleks rakiet lotniczych do celów kosmicznych, opracowywany w ramach projektu Air Launch, może przeprowadzić pierwsze testy. Najnowsza wersja ARKK Air Launch została zaprezentowana na pokazach lotniczych MAKS-2013, które odbyły się w Żukowskim pod Moskwą. Realizację tego projektu prowadzi Państwowe Centrum Rakietowe (GRT) im. V. I. Makeev, który rozwija go wspólnie z prywatną firmą Polet. Czołowy specjalista SRC Sergey Egorov w wywiadzie dla serwisu Rosinformburo zauważył, że za 2-3 lata wszyscy będą o nas wiedzieć. Według Jegorowa firma Polet jest gotowa dostarczyć swój samolot An-124-100 Ruslan do testów praktycznych. Na początkowym etapie testów zrzucanie ładunku z samolotu i początkowe etapy startu będą ćwiczone za pomocą makiet.
Siergiej Jegorow zauważył, że zainteresowanie tym innowacyjnym projektem wzrosło, m.in. ze strony rosyjskiego Ministerstwa Obrony, iw związku z tym wyraził nadzieję na osiągnięcie dobrych wyników. Specjalista uważa, że ten projekt można wykorzystać do wystrzelenia satelitów wojskowych w kosmos. Air Launch to projekt, który jest systemem zdolnym do wystrzelenia statku kosmicznego na orbitę Ziemi za pomocą przyjaznej dla środowiska rakiety paliwowej wystrzelonej z dużego samolotu transportowego A-124-100.
„Rusłan” z rakietą na pokładzie, która znajduje się w pojemniku wielokrotnego użytku, w danym obszarze na wysokości około 10 000 metrów robi „ślizg”. W tym momencie rakieta zostaje wyrzucona z kontenera za pomocą wytwornicy parowo-gazowej w odległości 200-250 metrów od samolotu, włącza się jej silnik główny i rozpoczyna się kontrolowany lot na daną trajektorię orbity. Specjalista GRT im. Makeeva podkreślił szereg głównych zalet kompleksu przy takiej metodzie startu. Przede wszystkim jest to brak potrzeby budowy drogich kompleksów startowych, wykorzystanie różnych obszarów startowych, wcześniejsze planowanie stref wykluczenia na wypadek upadku odłączanego stopnia rakietowego, a także możliwość zwiększenia ładowności.
Obecnie prace nad podobnym projektem są aktywnie prowadzone w Stanach Zjednoczonych. W Ameryce przeprowadzono już kilka udanych testów zrzucania dużych ładunków z samolotu za pomocą spadochronu. Jednocześnie Siergiej Jegorow uważa, że rosyjski sposób opuszczania samolotu z ładunkiem wielkogabarytowym jest bezpieczniejszy i bardziej niezawodny. Przedstawiciel GRT im. Makeeva uważa, że w naszym przypadku osiągnięto bezstresowe i kontrolowane wypuszczenie pocisku Polet (masa 102 ton, długość ponad 30 metrów) z niezbędnymi przeciążeniami. Jednocześnie metoda spadochronowa jest mniej przewidywalna i nadaje się tylko do pocisków o mniejszej masie i gabarytach.
W Rosji wystrzeliwane z powietrza rakiety kosmiczne zaczęto projektować w połowie lat 90. ubiegłego wieku przez kilka organizacji jednocześnie. Najdalej posunął się rozwój, który został zainicjowany przez Biuro Projektowe Automatyki Chemicznej i linie lotnicze Polet (oba przedsiębiorstwa z Woroneża), które w maju 1999 roku założyły korporację Air Launch o tej samej nazwie. Udziałowcami tej firmy wkrótce stały się GNPRKTS TsSKB-Progress (Samara) i RSC Energia (Korolev, obwód moskiewski). Jednak przedsiębiorstwa te na początku lat 2000 opuściły korporację, a ich miejsce głównego dewelopera zajął SRC im. Makeeva (Miass, obwód czelabiński).
Celem projektu jest zapewnienie mobilności startów kosmicznych, ponieważ po wyjęciu rakiety z samolotu nie ma potrzeby budowania kosmodromu. Od samego początku projektu głównym elementem kompleksu miał być ciężki samolot transportowy An-124-100BC Ruslan. W centrum Rosji w Samarze, na bazie lotniska Polet, planowano zorganizować swego rodzaju „kosmodrom”.
W 2006 roku projekt ten stał się międzynarodowy: na szczeblu międzyrządowym osiągnięto porozumienie z Indonezją, która zobowiązała się zbudować na swojej wyspie Biak całą niezbędną infrastrukturę do bazowania samolotów Rusłan i ładowania na nie rakiet. We wrześniu 2007 roku pojawiła się informacja, że ambitny projekt dotarł do celu. Przygotowywali się do wystrzelenia pierwszego startu już w 2010 roku, a z jedną z firm zachodnioeuropejskich podpisano umowę na wystrzelenie 6 satelitów. Jednak od tego czasu Air Launch został zapomniany.
Wspominali o nim ponownie już w 2012 roku, kiedy Państwowy Ośrodek Badawczo-Rozwojowy im. Makeev zdołał pozyskać wsparcie Ministerstwa Przemysłu i Handlu, Ministerstwa Rozwoju Gospodarczego i Federalnej Agencji Kosmicznej. Jednocześnie pojawiły się informacje, że realizacja tego projektu wymagałaby inwestycji w wysokości 25 miliardów rubli. W tym samym czasie budowę „demonstratora” oszacowano na 4 mld rubli, natomiast łączne koszty opracowania systemu Air Launch oszacowano na 25 mld rubli (stworzenie demonstratora - do 3 lat, realizacja projektu - 5-6 lat).
System wystrzeliwania w powietrzu
Rosyjski system Air Launch wykorzystujący rakietę Polet, która należy do klasy lekkiej (waga około 100 ton), jest w stanie zapewnić wystrzelenie lekkich satelitów do niskich (do 2 tys. km), średnich (10-20 tys. km). km.), orbity geostacjonarne i geostacjonarne, a także trajektorie odlotów na Księżyc i planety naszego Układu Słonecznego. Projekt przewiduje wystrzelenie rakiety nośnej z satelitami na pokładzie z wysokości 10-11 tys. metrów z platformy startowej, która ma wykorzystać modyfikację najcięższego na świecie masowo produkowanego samolotu transportowego An-124-100 Rusłan, który został utworzony w 1983 roku przez ukraińskie przedsiębiorstwo państwowe ANTK im. OK. Antonow.
Częścią systemu jest również lekki pojazd nośny Polet, który jest tworzony przy użyciu najbardziej zaawansowanych technologii rakietowych, które powstały w Rosji w ramach prac nad programem załogowych pojazdów nośnych Sojuz i potwierdziły ich wysokie bezpieczeństwo i niezawodność. W takim przypadku pojazd nośny będzie działał na przyjaznym dla środowiska paliwie rakietowym (nafta + ciekły tlen).
W pierwszym etapie rakiety stosowane są zmodyfikowane silniki rakietowe na paliwo ciekłe NK-43 (NK-33-1), które powstały w ramach prac nad rakietą księżycową N-1 i dopracowane do niezawodności 0, 998. W drugim etapie rakiety Polet planuje się wykorzystanie trzeciego etapu seryjnie produkowanej rakiety Sojuz-2 z ulepszonym silnikiem rakietowym RD-0124.
W początkowej fazie eksploatacji rakiet Polet, w celu minimalizacji kosztów i skrócenia czasu jej opracowania, układ napędowy I stopnia rakiety może zostać zaadoptowany przez podobną instalację na I stopniu lekkiej rakiety nośnej „Sojuz-1” opracowany przez „TsSKB-Progress”: z już istniejącym silnikiem głównym NK-33A i sterowaniem 4-komorowym silnikiem RD 0110R.
Aby dostarczać satelity kosmiczne na orbity o różnych wysokościach i trajektoriach odlotu, pojazd nośny może być wyposażony w górny stopień, który jest ulepszoną modyfikacją górnego stopnia L rakiety nośnej Molniya, z silnikami rakietowymi tlenowo-naftowymi 11D58MF (5 tf ciąg) zainstalowany na nim …Prace nad tym silnikiem prowadzone są obecnie w RSC Energia im. S. P. Koroleva.
Wykorzystanie już istniejących rosyjskich technologii rakietowych w projekcie High Altitude Launch może mieć pozytywny wpływ na czas i koszt opracowania systemu, zapewniając mu najlepsze parametry ekonomiczne i techniczne. Budowany kosmodrom Wostoczny może stać się najlepszą opcją na umieszczenie systemu w budowie na terenie naszego kraju. Bliskość Oceanu Spokojnego zapewnia najlepsze warunki do wyboru optymalnych tras w aktywnej fazie lotu rakiety Polet.
Schemat funkcjonowania systemu
Po dostarczeniu rakiety Polet i górnego stopnia kosmicznego do rosyjskiego kosmodromu Wostocznyj lub do portu kosmicznego na indonezyjskiej wyspie, rakieta nośna i satelita zostają zintegrowane. Instalacja satelity na rakiecie może odbywać się w specjalnie wybudowanym w porcie kosmicznym kompleksie technicznym lub bezpośrednio w samym samolocie nośnym. Po zakończeniu procesu montażu kompleksu startowego i wszystkich niezbędnych kontroli, zatankowaniu samolotu przewoźnika, górnego stopnia kosmicznego i rakiety, samolot startuje do obliczonej strefy startowej.
Schemat lotu tego systemu pozwala na wystrzelenie satelitów na orbitę ziemską o niemal dowolnym nachyleniu. Osiąga się to dzięki temu, że samolot może wystrzelić rakietę na odległość 4-4,5 tys. km. z kosmodromu. W takim przypadku strefa startu rakiety przy planowaniu każdego konkretnego lotu będzie wybierana na podstawie warunku zapewnienia określonego nachylenia orbity satelity kosmicznego, położenia toru lotu oraz obszarów opadania odłączanych elementów rakiety. rakieta na krańcowych wodach Oceanu Światowego. Również przy wyborze trasy startu uwzględniona zostanie potrzeba lądowania Rusłana po wystrzeleniu rakiety nośnej na jednym z najbliższych lotnisk, które jest w stanie przyjąć samoloty tej klasy.
Aby stworzyć najbardziej komfortowe początkowe warunki lotu, samolot przewoźnika wykonuje figurę akrobacyjną zwaną „slajdem” z wyjściem na trajektorię paraboliczną w projektowanej strefie startowej rakiety, co pozwala na 6-10 sekund, aby zapewnić tryb lotu, który jest bliski zera grawitacji. W tym momencie normalne przeciążenie pocisku Polet nie przekroczy 0, 1-0, 3 jednostek. Takie rozwiązanie pozwala na 2-2,5-krotne zwiększenie masy pocisku w powietrzu w porównaniu ze zwykłym lądowaniem w powietrzu w locie poziomym, a tym samym zwiększenie jego nośności.
W momencie, gdy samolot-nośnik w trybie „Wzgórze” osiągnie maksymalny kąt nachylenia trajektorii do lokalnego horyzontu (kąt pochylenia około 20°), rakieta jest wyrzucana z samolotu za pomocą specjalnego pojemnika startowego za pomocą pneumatyczny system wyrzutu wyposażony w akumulator ciśnienia proszku. Wyjście pocisku Polet z Rusłana trwa około 3 sekund, przeciążenie podłużne w tym momencie nie przekracza 1,5 jednostki. Po zakończeniu procedury lądowania rakiety i późniejszej realizacji części lotu jej pierwszego i drugiego etapu oraz górnego etapu kosmicznego, satelita kosmiczny zostaje wydzielony i wprowadzony na daną orbitę.
Warto zauważyć, że technologia lądowania w powietrzu ciężkich ładunków, znacznie przekraczających masę ładunków zrzucanych w konwencjonalnym locie poziomym, została wdrożona jeszcze w ZSRR w latach 1987-1990 w ramach programu Energia-Buran. Technologia ta została przetestowana w ramach ratowania jednostek rakietowych wielokrotnego użytku pierwszego etapu rakiety Energia i przewidziana do lądowania ciężkich ładunków w trybach lotu samolotów zbliżonych do zera grawitacji.
Możliwości energetyczne
Zastosowanie rakiety Polet umożliwia wystrzelenie na orbitę satelitów o masie do 4,5 tony, gdy zostaną umieszczone na niskich orbitach równikowych, do 3,5 tony - na niskich orbitach polarnych, do 0,85 tony - na orbitach GLONASS systemy nawigacyjne lub „Galileo”, do 0,8 tony - na orbity geostacjonarne. Jeśli satelity geostacjonarne są wyposażone w układ napędowy apogeum, który zapewnia przeniesienie satelity z geostacjonarnej orbity transferowej na geostacjonarną, rakieta świetlna Polet może zapewnić wystrzelenie satelitów o masie do 1 tony na orbitę geostacjonarną. Na trajektoriach odlotu na inne planety Układu Słonecznego, a także na Księżyc, może dostarczyć statki kosmiczne o masie 1-1, 2 ton. Takie możliwości pod względem nośności Air Launch zapewnia start z wysokości około 10-11 tysięcy metrów.
