Сообщество - Космическая движуха

Космическая движуха

2 240 постов 1 502 подписчика

Популярные теги в сообществе:

36

Запуск JWST является только началом рискованного процесса развертывания телескопа. Space News

Джефф Фоаст -23 декабря 2021 г.

Первоисточник:

Запуск JWST является только началом рискованного процесса развертывания телескопа. Space News

После запуска JWST требуется две недели на крупномасштабное развертывание солнцезащитного экрана и телескопа — процесс с множеством потенциальных отказов. Предоставлено: NASA GSFC / CIL / Адриана Манрике Гутьеррес

ВАШИНГТОН. Грядущий запуск космического телескопа «Джеймса Уэбба» волнует и восхищает астрономов, но этот запуск знаменует только начало самой рискованной части миссии.

NASA и другие партнеры миссии заявили 22 декабря, что они изменили график запуска на 25 декабря JWST на Ariane 5 из Французской Гвианы после того, как 21 декабря из-за погодных условий произошел однодневный перенос.


Старт запланирован на 7:20 и 7:52 утра по восточному времени 25 декабря. Если все пойдет по плану, JWST отделится от верхней ступени ракеты через 27 минут после старта.


Хотя запуск обычно является самой рискованной частью полета космического корабля, он бледнеет по сравнению с тем, что предстоит испытать JWST. В то время как космический аппарат стартует на ракете, которая находится в эксплуатации более двух десятилетий, с ее последним катастрофическим отказом при запуске в 2002 году, JWST должна будет завершить серию первых в своем роде сложнейших развертываний и маневров после отделения от верхней ступени ракеты.


Первое развертывание происходит через 33 минуты после старта, когда разворачиваются солнечные батареи. За этим последует первая коррекция в середине курса, названная MCC-1a, которая состоится через 12,5 часов после старта.


Эти два события являются наиболее чувствительными ко времени для космического корабля, сказал Грег Робинсон, директор программы JWST в штаб-квартире NASA, во время разговора с журналистами 21 декабря. «Все остальное относительно гибкое по срокам, но на этих операциях планируем конкретные сроки», — сказал он.


Номинальный предварительный график предусматривает начало развертывания солнцезащитного экрана через три дня после запуска. Два поддона по бокам космического аппарата будут опускаться вниз со сложенным в них элементами солнцезащитного экрана. Два дня спустя откроются крышки, закрывающие материал солнцезащитного экрана, а через день произойдет развертывание двух штанг для развертывания солнцезащитного экрана до его полных размеров. Пять слоев Kapton с алюминиевым покрытием для солнцезащитного экрана натягиваются до рабочего состояния в течение следующих двух дней, завершая развертывание солнцезащитного экрана через восемь дней после запуска.


Развертывание зеркала телескопа начинается через 10 дней после старта, когда штатив, удерживающий небольшое вторичное зеркало, выдвигается на рабочее место. Два крыла, каждое из которых удерживает три из 18 сегментов главного зеркала, затем фиксируются на месте, завершая развертывание телескопа через 13 дней после запуска.


Впереди месяцы работы по выравниванию зеркал телескопа и пуско-наладке инструментов по мере их охлаждения до рабочих температур — процесс, который завершится не раньше, чем через шесть месяцев после запуска. Маневр через 29 дней после запуска выведет JWST на свою последнюю гало-орбиту вокруг точки Лагранжа Земля-Солнце L-2, в 1,5 миллиона километров от Земли.


Однако эти первоначальные развертывания являются одними из самых важных и самых рискованных. На ноябрьском брифинге Майк Мензел, ведущий системный инженер JWST в Центре космических полетов имени Годдарда NASA, сказал, что в космическом корабле (по анализу конструкции) возможны 344 одноточечных мест отказа, 80% из которых связаны с механизмами развертывания. «Когда у вас есть такой механизм, трудно обеспечить его полную избыточность», — сказал он.


«Солнцезащитный экран, например, включает в себя 140 спусковых механизмов, 70 шарнирных узлов, восемь двигателей развертывания, около 400 шкивов и 90 тросов, общая длина которых составляет 400 метров», — сказала Кристал Пуга, системный инженер JWST в Northrop Grumman, во время того ноябрьского брифинга.


«Я думаю о развертывании солнцезащитного экрана аналогично машине Руба Голдберга, поскольку он использует серию реакций, которые работают последовательно, вызывая одно событие за другим, пока не будет полностью развернут весь солнцезащитный экран», — сказала она, но добавила, что уверена в правильности работы.


«В течение нескольких лет мы проводили тестирование нескольких развертываний как на малых, так и на полноразмерных моделях», — сказала она. «Это вселяет в нас уверенность в том, что Webb будет успешно развернут».


«То, на чем мы сосредоточились при развертывании, — это определенно солнцезащитный экран, — сказал Мензель. «Солнцезащитный экран — одна из тех вещей, которые по своей природе почти недетерминированы».


Если что-то пойдет не так во время процесса развертывания, существуют различные планы действий на случай непредвиденных обстоятельств, чтобы попытаться исправить проблему. Альфонсо Стюарт, руководитель систем развертывания JWST в Goddard, сказал, что простейшие исправления включают повторную отправку команд развертывания и проверку телеметрии на наличие ошибочных сигналов.


По его словам, более сложные шаги включают в себя «шимми», когда космический корабль раскачивают вперед и назад, или «вращение», чтобы вращать космический корабль на одной оси, чтобы высвободить застрявший элемент. Еще одна процедура, получившая название «огонь и лед», — переориентировать космический корабль, чтобы солнечный свет попадал в определенные области для нагрева компонентов. «Это конкретное мероприятие, это непредвиденное обстоятельство, вероятно, является последним шагом», — сказал он. «У нас довольно много альтернативных непредвиденных обстоятельств в системе».


Если проблема с развертыванием не может быть решена, это не обязательно означает конец миссии. «Не думаю, что я бы в день, если бы половина из них не развернулась, у нас не было бы проблем. Они, конечно, будут, — сказал Мензель о солнцезащитном козырьке. «Если бы его части развернулись не так, как мы хотели, это во многом зависело бы от того, где было рассогласование».


У телескопа есть «криогенные поля», которые могут устранить некоторые проблемы с развертыванием солнцезащитного козырька. «У нас могут быть неизвестные тепловые нагрузки, например, та, которая может возникнуть из-за соприкосновения слоев [солнцезащитного экрана]», — сказал он, особенно если этот контракт был локализован в одной области солнцезащитного экрана.


Билл Окс, менеджер проекта JWST в Goddard, сказал, что команды готовы к любому количеству потенциальных проблем во время развертывания. «Мы не говорим о том, что будем делать, если потерпим неудачу. Мы говорим о том, как мы исправляем проблемы, которые видим на орбите, и как двигаться дальше», — сказал он.


Хотя установка солнцезащитного козырька и телескопа — одни из самых рискованных этапов полета, он сказал, что не будет расслабляться после того, как они будут выполнены. «Как руководитель проекта, я не вздохну с облегчением, пока мы не объявим, что мы работаем через 180 дней после запуска».


Первоисточник:

Показать полностью
13

James Webb Space Telescope | Ariane 5 ECA | Everyday Astronaut

15 декабря 2021 г., 11 минут на чтение

Первоисточник:

NASA / Дезире Стовер

Время старта (может быть изменено)
25 декабря 2021 - 12:20 UTC | 9:20 GFT
Название миссии
James Webb Space Telescope (JWST)
Поставщик запуска (какая ракетная компания запускает?)
Arianespace
Клиент (Кто за это платит?)
Под руководством НАСА в сотрудничестве с European Space Agency, Canadian Space Agency и Space Telescope Science Institute.
Ракета-носитель
Ariane 5 ECA
Место запуска
ELA-3, Космический центр Гвианы, Французская Гвиана, Франция
Масса полезной нагрузки
~ 6500 кг (14300 фунтов)
Куда летит космический аппарат?
Точка Лагранжа L2 системы Земля-Солнце
Будут ли они пытаться восстановить первую ступень?
Нет, с Ariane 5 это невозможно.
Где приземлится первая ступень?
Она рухнет в Атлантический океан
Будут ли они пытаться вернуть обтекатели?
Нет, с Ariane 5 это невозможно.
Эти обтекатели новые?
Да
Как сейчас погода?
Требуется уточнение
Это будет:
— 138-я попытка орбитального запуска в 2021 году
— 289-я миссия Arianespace
— 112- я миссия Ariane 5
Где смотреть
Официальная прямая трансляция НАСА

Что все это значит?


Космический телескоп «Джеймса Уэбба» будет запущен на ракете Ariane 5 из стартового комплекса Arianespace ELA-3 на Европейском космодроме во Французской Гвиане. После развертывания космический аппарат направится к точке Лагранжа L2 системы Земля-Солнце.

Космическая обсерватория является продуктом сотрудничества между NASA, ЕSА и CSA и придет на смену космическому телескопу «Хаббл» в качестве флагманской астрофизической миссии NASA. Ожидается, что он будет работать не менее 5 с половиной лет, но мы надеемся, что время работы продлится до 10 лет.


Что такое космический телескоп «Джеймса Уэбба»?


Космический телескоп «Джеймса Уэбба» (James Webb Space Telescope или JWST), является крупнейшей из когда-либо построенных космических обсерваторий. Он будет в 100 раз мощнее своего предшественника, Hubble, и будет опираться на 30-летние новаторские исследования. JWST оптимизирован для диапазона инфракрасных волн и предоставит беспрецедентные изображения и исследования, которые помогут расширить наше понимание Вселенной.


Обсерватория ставит четыре основные цели:


Изучить первый свет во Вселенной и объекты, образовавшиеся вскоре после Большого взрыва.
Изучить, как образуются и развиваются галактики.
Наблюдать за образованием звезд и планетных систем.
Чтобы посмотреть на физические и химические свойства планетных систем и исследовать потенциал жизни в этих системах.

Телескоп и разработка миссии


Ранняя проработка нового телескопа началась в 1989 году, но официальная разработка JWST началась в 1996 году. Первоначально он назывался Next Generation Space Telescope (NGST) и не переименовывался в James Webb Space Telescope до 2002 года. Планировался телескоп с апертурой 8 м, расположенный в точке L2 со стоимостью около 500 миллионов долларов. На тот момент телескоп изначально планировалось запустить в 2007 году, но с тех пор проект был подвержен 16 переносам с запуском, перерасходу средств и серьезным изменениям конструкции.


В 2004 году началось строительство JWST, а в 2005 году ракетой-носителем и стартовой площадкой были выбраны ракеты-носители Ariane 5 и Гвианский космический центр. В течение следующего десятилетия отдельные части космического телескопа были построены и испытаны перед общей сборкой. К ноябрю 2016 года окончательная конструкция телескопа была завершена, и можно было начинать комплексные испытания.


Запуск был отложен в марте 2018 года после того, как космический аппарат порвал огромный солнцезащитный экран во время тестового развертывания. В обзоре после инцидента было обнаружено, что JWST имел 344 потенциальных отказа в одной точке, любой из которых остановил бы работу всего проекта.


После завершения строительства последние испытания телескопа были проведены на заводе Northrop Grumman в Редондо-Бич, Калифорния. Затем телескоп был отправлен в Куру, Французская Гвиана, на борту грузового корабля MN Colibri, прибывшим 12 октября на место, где его затем начали интегрировать с ракетой. 22 ноября NASA объявило, что произошел инцидент, когда хомут, который крепил полезную нагрузку к адаптеру, был случайно освобожден, что вызвало вибрацию телескопа. К счастью, в результате инцидента ничего не пострадало, и подготовку можно было продолжить. JWST в данный момент установлен на Ariane 5, и его запуск запланирован на 25 декабря.


Кем был Джеймс Уэбб?


Джеймс Уэбб был вторым администратором NASA, наиболее известным как руководитель программы «Аполлон». Бывший администратор NASA Шон О'Киф сказал о Уэббе: «Благодаря его усилиям мы получили первые проблески драматического ландшафта космического пространства ... Он провел нашу страну в ее первые исследовательские экспедиции, превратив наше воображение в реальность».


Название телескопа было предметом большой критики из-за обвинений Уэбба в дискриминации ЛГБТК. За несколько месяцев до запуска многие призывали NASA переименовать телескоп, однако в сентябре 2021 года было объявлено, что телескоп не будет переименован, а также осудили обвинения в дискриминации.


Как работает телескоп?


JWST состоит из четырех основных элементов: Платформа космического аппарата; Cолнцезащитный экран; Интегрированный модуль научных приборов (ISIM); и элементы оптического телескопа (OTE).

Схема телескопа (Источник: NASA)

Спутниковая платформа космического телескопа


Платформа JWST Spacecraft Bus — это базовый вспомогательный компонент обсерватории, содержащий многие из основных систем, которые позволяют телескопу функционировать, например, вычислительные, коммуникационные и двигательные системы. Платформа весит 350 кг (770 фунтов) и изготовлена преимущественно из графитового композитного материала. Из-за гало-орбиты космического телескопа одна сторона обсерватории будет постоянно освещена солнечным светом. Платформа расположена на обращенной к Солнцу стороне космического аппарата и работает при температуре около 300 кельвинов (80°F, 27°C).


Платформа также имеет шесть гироскопов, два звездных трекера и силовую установку. Есть десять пар подруливающих устройств, каждая пара имеет одно основное и одно резервное подруливающие устройства. В двигателях используется гидразин в качестве топлива и четырехокись азота в качестве окислителя.


Солнечный щит


Чтобы проводить наблюдения в инфракрасном спектре, телескоп необходимо держать в охлажденном состоянии, ниже 50°К (-223,2°C; -369,7°F). Если температура будет выше, собственное инфракрасное излучение телескопа нарушит правильную работу инструментов. Чтобы бороться с этим, обсерватория имеет огромный пятислойный солнцезащитный экран размером 22 на 12 м, примерно такого же размера, как теннисный корт, и в два раза больше, чем «Хаббл». Каждый из пяти слоев представляет собой тонкую прядь волос и изготовлен из Kapton E. Обе стороны каждого слоя покрыты алюминием, а обращенная к солнцу сторона двух внешних слоев дополнительно покрыта легированным кремнием, который будет отражать тепло от Солнца и возвращать его в космос. Этот солнцезащитный экран является ключом к блокированию всего света и тепла от Солнца, Земли и Луны,

Полноразмерный образец солнцезащитного козырька (Источник: NASA / Крис Ганн)

Элементы оптического телескопа


Главное зеркало телескопа, оптические элементы телескопа, состоят из 18 шестиугольных сегментов зеркала, изготовленных из позолоченного бериллия. Золотое покрытие имеет толщину всего 1000 атомов и оптимизирует отражательную способность в инфракрасном диапазоне. Сегменты объединены в зеркало диаметром 6,5 метра, которое собирает свет от далеких объектов. Затем вторичное зеркало будет отражать этот свет на приемные сенсоры на борту обсерватории.

Главное зеркало JWST (NASA / Крис Ганн)

Интегрированный модуль научных инструментов (ISIM)


ISIM находится в центре JWST. Он содержит основную научную полезную нагрузку, которая имеет четыре научных инструмента и центр точного наведения. Масса ISIM составляет 1 400 кг (3086 фунтов), что составляет около 23% от общей массы JWST. Обсерватория имеет на борту 4 основных прибора:


NIRCAM


NIRCam, или камера ближнего инфракрасного диапазона, представляет собой инфракрасный формирователь изображения. Его спектральный охват будет варьироваться от края видимого до ближнего инфракрасного диапазона, или от 0,6 микрометра до 5 микрометров. В тепловизоре будет 10 сенсоров по 4 мегапикселя каждый. Этот инструмент также будет датчиком волнового фронта обсерватории.


NIRSPEC


NIRSpec, или спектрограф в ближнем инфракрасном диапазоне, будет выполнять спектроскопию в том же диапазоне длин волн, что и NIRCam. В конструкции NIRSpec предусмотрено три режима наблюдения. Первый режим - это режим с низким разрешением, в котором используется призма. Во втором, многообъектном режиме R ~ 1000, используется механизм микро-затвора, который позволяет одновременно наблюдать сотни отдельных объектов в любом месте поля зрения прибора. Последний режим представляет собой интегральную единицу поля R ~ 2700 или режим спектроскопии с длинной щелью. В приборе два сенсора по 4 мегапикселя каждый.


MIRI


MIRI, или прибор Mid-InfraRed, будет измерять диапазон длин волн от среднего до длинного инфракрасного излучения, составляющий от 5 до 27 микрометров. В приборе есть камера среднего инфракрасного диапазона, а также спектрометр изображения


FGS / NIRISS


FGS / NIRISS, или датчик точного наведения, формирователь изображения ближнего инфракрасного диапазона и бесщелевой спектрограф, стабилизируют линию обзора обсерватории во время научных наблюдений. Хотя FGS и NIRISS монтируются вместе, на самом деле они выполняют две очень разные функции. FGS проведет измерения, которые используются для контроля ориентации космического корабля и зеркала точного управления. С другой стороны, NIRISS — это модуль для построения астрономических изображений и спектроскопии, который работает в диапазоне длин волн от 0,8 до 5 микрометров.

Схема ISIM (Источник: NASA)

График развертывания


После запуска Webb начнет шестимесячный период ввода в эксплуатацию, который будет включать в себя развертывание солнцезащитного козырька и зеркала, охлаждение телескопа до криогенных рабочих температур, юстировку зеркал и калибровку научных инструментов. После этого мы начнем получать первые изображения телескопов! Вы можете узнать больше о последовательности развертывания здесь.

Последовательность запуска и развертывания JWST (Источник: NASA)

Орбита


JWST будет работать во второй точке Лагранжа (L2) системы Земля-Солнце, вокруг которой будет вращаться по гало-орбите. Точки Лагранжа — это точки в пространстве, где сила тяжести двух больших вращающихся тел, например. Солнце и Земля уравновешивают центростремительную силу, необходимую для того, чтобы космический корабль, такой как JWST, мог двигаться вместе с ними. Это означает, что для удержания космического корабля на желаемой орбите требуется очень мало топлива.


В системе Земля-Солнце пять точек Лагранжа. L2 находится примерно в 1 500 000 км (930 000 миль) от Земли и находится позади Земли от положения Солнца. L2 был местом для предыдущих астрономических миссий, включая WMAP, Planck и Herschel. Гало-орбита обсерватории вокруг L2 имеет радиус ~ 800 000 км (500 000 миль), на создание которого у космического корабля уйдет полгода.

Точка Лагранжа L2 ( Источник: NASA / Научная группа WMAP)

Почему космический телескоп «Джеймса Уэбба» инфракрасный?


«Хаббл» наблюдал ближний ультрафиолетовый, видимый и ближний инфракрасный спектры, но JWST будет наблюдать в более низком частотном диапазоне, от длинноволнового видимого света до среднего инфракрасного. Это означает, что он сможет наблюдать объекты в широком инфракрасном диапазоне, которые были слишком старыми и находились слишком далеко, чтобы «Хаббл» мог их увидеть. JWST сможет исследовать объекты на расстоянии 13,6 миллиарда световых лет, а из-за того, что свет проходит через Вселенную, это означает, что телескоп сможет смотреть на объекты до 13,6 миллиарда лет назад. Чем дальше находится космический объект, тем моложе он кажется, потому что свету потребовалось больше времени, чтобы достичь Земли. Ожидается, что он сможет увидеть первые галактики, образовавшиеся всего через сто миллионов лет после Большого взрыва. Это самое далекое прошлое, которое мы когда-либо наблюдали!


Наблюдения в инфракрасном спектре также являются ключом к тому, чтобы видеть дальше, чем в предыдущие телескопы, из-за космологического красного смещения. Красное смещение — это когда свет смещается в более красные длины волн, например, в ближнюю и среднюю инфракрасную части светового спектра, когда он распространяется долгое время. Поскольку

Вселенная расширяется, при движении свет приобретает красное смещение. Чем дальше от нас находится объект, тем быстрее распространяется свет и тем больше красное смещение. Это означает, что если мы хотим видеть объекты дальше и старше, чем мы видели в оптические телескопы раньше, нам нужно рассматривать их с помощью высокочувствительных инфракрасных телескопов, таких как JWST, который был разработан, чтобы видеть ультрафиолетовый свет с красным смещением в инфракрасный. .


Наземная астрономия ограничена в том, что касается инфракрасного излучения, потому что водяной пар и углекислый газ, присутствующие в атмосфере Земли, поглощают большую часть инфракрасного излучения. Наша атмосфера также излучает в инфракрасном спектре, который еще больше затемняет объекты, которые мы хотим наблюдать.


Другие телескопы космического базирования, такие как Хаббл, не могут видеть эти инфракрасные диапазоны, потому что их зеркала недостаточно холодны (Хаббл поддерживается при температуре 15°C), поэтому сам телескоп излучает в инфракрасных диапазонах. Большой солнцезащитный экран JWST изготовлен из силикона и алюминия Kaption, который помогает поддерживать температуру зеркала и его инструментов при температуре ниже -223,2°C. Таким образом, JWST будет выполнять работу, которую могут выполнять немногие другие наземные и космические телескопы, и делать это на совершенно новом уровне.


Инфракрасные наблюдения также позволяют легче видеть сквозь области космической пыли, которая рассеивает видимый свет. Это означает, что телескоп сможет изучать объекты, обычно скрытые газом и пылью в видимом спектре света, такие как активные ядра галактик и молекулярные облака, в которых рождаются звезды.


На изображении ниже вы можете увидеть туманность Киля в видимом и инфракрасном свете. На изображении в видимом свете вы можете увидеть, что у туманности есть большой столб из газа и пыли, который освещен массивными близлежащими звездами. Излучение и поток заряженных частиц от этих звезд означает, что внутри столба рождаются новые звезды, однако их нельзя увидеть, потому что газ блокирует их свет. Однако мы можем видеть все эти новообразованные звезды на инфракрасном изображении, поскольку столб из газа и пыли не виден.

Туманность Карина (Источник: NASA, ЕSА и команда космического телескопа Hubble SM4 ERO)

Ariane 5 ECA


Ariane 5 ECA — это европейская ракета-носитель большой грузоподъемности, разработанная Arianespace для Европейского космического агентства. Считающаяся одной из самых надежных ракет-носителей в мире, с 1996 года Ariane 5 запускалась 109 раз с вероятностью успеха 95,4%. Ракета выполнила 82 последовательных старта без сбоев, прежде чем потерпела частичный отказ в январе 2018 года. Ariane 5 запускается с европейского космодрома во Французской Гвиане, космодрома недалеко от экватора, что позволяет ракете воспользоваться преимуществами экваториальной скорости вращения Земли и повысить грузоподъемность запуска.


Версия ECA Ariane 5 способна запускать два больших спутника, один над другим, с помощью адаптера, известного как Système de Lancement Double Ariane (SYLDA). Адаптер покрывает нижний сателлит, так как поддерживает более высокий сателлит. Когда приходит время для развертывания спутников, сначала высвобождается верхний спутник, затем сбрасывается адаптер SYLDA, а последним высвобождается нижний спутник.


JWST не может поместиться ни в одну из существующих ракет-носителей в полностью развернутом виде, поэтому он был сложен, чтобы поместиться внутри обтекателей Ariane 5. Он будет разворачиваться, сегмент за сегментом, в течение двухнедельного периода по мере продвижения к конечному пункту назначения.

Запуск Ariane 5 (Источник: ESA / CNES / Arianespace)

Ускорители


По бокам основной ступени ракеты прикреплены два твердотопливных ускорителя (РРД) Р241. Они заправлены смесью перхлората аммония (AP) (68%), алюминиевого топлива (18%) и полибутадиена с концевыми гидроксильными группами (HTPB) (14%). Каждый ускоритель обеспечивает около 7080 кН (1590000 фунтов ф ) тяги, работу в течение 130 секунд , прежде чем упасть в океан. Их обычно оставляют погружаться на дно океана, но, как и в случае с космическими шаттлами SRB, их можно восстановить с помощью парашютов. Когда это будет сделано, это будет полезно для анализа после полета, но ускорители не могут использоваться повторно.


Основная ступень


Ariane 5 имеет криогенную основную ступень H173, называемую EPC ( Étage Principal Cryotechnique - Cryotechnic Main Stage), которая работает в течение 540 секунд. Она состоит из основного резервуара высотой 30,5 м и имеет два отсека: один для жидкого водорода (LH2), а другой — для жидкого кислорода (LOx). Двигатель Vulcain 2 находится по центру основания ступени и обеспечивает вакуумный тягу 1390 кН (310000 фунтов).

Основная криогенная ступень (Источник: Arianespace)

Вторая ступень


ECA имеет верхнюю ступень, называемую ESC-A (Étage Supérieur Cryotechnique - Cryogenic Upper Stage), которая использует двигатель HM7B, работающий на жидком водороде (LH2) и жидком кислороде (LOx). Ступень создает 67 кН (15000 фунтов ф ) тяги в вакууме, имеет ISP=446 секунд, и будет работать в течение 945 секунд.

Криогенная разгонная ступень (Источник: Arianespace)

Первоисточник:

Показать полностью 11
6

Инфографика и эмблемы миссии Ангара А5  - Персей - ГВМ

Вячеслав Ермолин, 24 декабря 2021 года.

Предварительная инфографика миссии Ангара А5 - Персей - ГВМ

В высоком разрешении

Инфографика от Homem do Espaço

Инфографика от Анатолия Зака

Из американского каталога FAA

Показать полностью 6
20

Россия готовится к третьей и последней демонстрационной миссии «Ангара А5». NSF

Джастин Муни, 23 декабря 2021 г.

Первоисточник:

Ангара А5 на площадке в Плесцке перед второй демонстрационной миссией в декабре 2020 года. Фото: Роскосмос

Россия должна была запустить третий и последний демонстрационный полет ракеты «Ангара А5» в пятницу, 24 декабря. Ограничения в воздушном пространстве теперь указывают на то, что запуск отложен до понедельника, 27 декабря, 14:50 UTC.


«Ангара» разрабатывается и строится Государственным космическим научно-производственным центром имени Хруничева и призвана заменить несколько существующих ракет-носителей. «Ангара» попытается вывести свой макет полезной нагрузки массой 2400 кг на околоземную геостационарную орбиту (GEO), используя новую разгонную ступень «Персей». Через несколько часов разгонный блок «Персей» произведет два включения двигателя, чтобы вывести полезную нагрузку на орбиту захоронения, в нескольких сотнях километров над GEO.


История развития


Чтобы обеспечить возможность России осуществлять орбитальные запуски, не полагаясь на космодром Байконур, в 1992 году началась разработка новой ракеты. В результате была создана и запущена полностью российская ракета «Ангара», запуск которой должен был осуществляться с космодрома Плесецк.


Несколько компаний претендовали на получение контракта на создание новой ракеты, и в 1994 году был выбран Государственный космический научно-производственный центр имени Хруничева, который также разработал российскую ракету «Протон».


Первоначально «Ангара» использовала модифицированный двигатель РД-170 на первой ступени и разгонную ступень, работающую на жидком водороде и жидком кислороде. В 1997 году разгонный блок на водороде был заменен на разгонный блок с керосиновым двигателем, а РД-170 был заменен новым РД-191. Позже в том же году Хруничев получил одобрение правительства России на проектирование.


В 2008 году НПО «Энергомаш» объявило, что РД-191 завершил разработку и огневые испытания, готов к изготовлению и поставке «Хруничеву». В 2009 году «Хруничев» принял поставку первой полной первой ступени Ангары, а в 2010 году генеральный директор Хруничева объявил, что Ангара готовится к своим первым летным испытаниям в 2013 году.


В 2014 году, через 22 года после решения о создании «Ангары», первый запуск состоялся 9 июля, когда «Ангара» 1.2ПП была запущена со стартовой площадки 35/1 на космодроме Плесецк.

Позднее в том же году из Плесецка был запущен первый полет тяжелого варианта «Ангара А5», который доставил на геостационарную орбиту (GEO) симулятор массы MGM №1. Следующий запуск «Ангары А5» состоится 6 лет спустя 14 декабря 2020 года.

Рендер Ангара А5. (Источник: Мак Кроуфорд для NSF / L2)

Сценарий


«Ангара» имеет несколько различных конфигураций, которые могут варьироваться от 2 до 3 ступеней, в зависимости от требований миссии.


Центральным элементом любой ракеты «Ангара» является «Универсальный Ракетный Модуль» или «УРМ-1». «Ангара 1.2» использует один «УРМ-1», в то время как «Ангара А5» использует пять, с четырьмя УРМ-1, прикрепленными к центральному в качестве ускорителей. «УРМ-1» оснащен одним двигателем РД-191, работающего на жидком кислороде и керосине.


Вторая ступень Ангары — «УРМ-2», в ней используется двигатель РД-0124А, который является производным от РД-0124, который в настоящее время используется на второй ступени ракеты «Союз-2». Диаметр «УРМ-2» варьируется в зависимости от того, на какой ракете он летит; Ожидается, что «Ангара 1.2» будет использовать «УРМ-2» диаметром 2,9 метра для поддержания постоянного диаметра по всей ракете, а «Ангара А5» будет использовать УРМ-2 диаметром 3,6 метра.


«Ангара 1.2» не будет использовать третью ступень, а «Ангара А5» не будет использовать ее при доставке полезных нагрузок на низкую околоземную орбиту (LEO), но будет использовать одну при доставке полезных нагрузок на более высокоэнергетические орбиты.

ссылка на твит

«Ангара А5» может использовать либо «Персей», модифицированный разгонный блок «Блок ДМ-03», либо новый криогенный разгонный блок КВТК. КВТК будет использовать двигатель РД-0146Д с LH2/LOX и позволит «A5» поднять две дополнительные тонны на GTO, что составит в общей сложности 7500 кг.


Созданный на базе четырехкамерного РД-170, разработанного для ракеты «Энергия», РД-191, использованный на первой ступени, находится в разработке с 2001 года. Двигатель работает на керосине и жидком кислороде, создавая тягу 2,09 МН в вакууме и 1,92 МН тягу. на уровне моря с удельным импульсом 337 секунд в вакууме и 310,7 секунды на уровне моря. Двигатель второй ступени, РД-0124А, потребляет смесь керосина и жидкого кислорода, развивает тягу 294,3 кН в вакууме и имеет удельный импульс 359 секунд.


Предыдущие запуски


Первый полет семейства «Ангара» явился суборбитальным испытанием конфигурации «Ангара 1,2пп». Первый полет был уникальной конфигурацией, использовавшейся для испытаний «УРМ-1» и 3,6-метрового «УРМ-2» перед первым полетом «Ангары А5». Испытание завершилось преднамеренным падением на полигон «Кура» на востоке России.


Второй полет «Ангары» был первым полетом «Ангары А5», на нем был установлен массовый макет, представляющий российский геостационарный спутник связи, весом 2400 кг. После полного успеха миссии полезная нагрузка, не предназначенная для разделения, была выведена на орбиту захоронения в результате двух включений разгонного блока «Бриз-М».

Ангара А5 стартует с Плесецка во время второй демонстрационной миссии в декабре 2020 г. (Фото: Роскосмос)

Третий полет «Ангары» был идентичен второму, с другим массовым макетами, выведенным на геостационарную орбиту, а затем выведенным на орбиту захоронения.


Профиль запуска


На Т-0 «Ангара А5» зажжет пять двигателей РД-191 и полетит на восток от Плесецка. За 47 секунд полета основной ускоритель УРМ-1 будет дросселировать двигатель РД-191 до 30% от его номинальной тяги, уменьшая нагрузку на машину и позволяя основной ступени работать дольше, чем подвесные ускорители. Четыре боковых ускорителя будут продолжать работать на полной тяге до трех минут и 34 секунд полета, когда они отключатся и разделятся. В этот момент основная ступень будет дросселироваться до полной мощности еще на 111 секунд, прежде чем отключится и отделяется от второй ступени.


После отделения ступени вторая ступень зажжет свой двигатель РД-0124А и будет работать в течение 14 секунд перед развертыванием обтекателей полезной нагрузки. Примерно через семь минут вторая ступень будет остановлена и отделится от третьей ступени «Персей».


После отделения второй ступени «Персей» включит двигатели, чтобы вывести полезную нагрузку на начальную парковочную орбиту на высоте от 180 до 250 километров. В течение нескольких часов «Персей» несколько раз включит свои двигатели, чтобы вывести полезную нагрузку на геопереходную орбиту, а затем сделать круговую орбиту на высоте примерно 36000 км.

Разгонный блок «Персей» и имитатор заключены в обтекатель полезной нагрузки «Ангары». (Источник: Министерство обороны России)

После того, как полезная нагрузка достигнет GEO, ступень «Персей» включится в последний раз, чтобы поместить себя и симулятор массы на орбиту захоронения, в нескольких сотнях километров над GEO. На этом этапе ступень сбросит давление в резервуарах, чтобы избежать возможного взрыва в космосе.


Будущее «Ангары»


После подтверждения успеха миссии «Ангара» завершит три демонстрационных полета, необходимых для перехода в оперативный режим. В 2022 году на Ангару запланировано три запуска — два запуска «Ангара 1.2» и один запуск «Ангара А5».


Следующий полет намечен на январь с «Ангарой 1.2» для ВКС России с запуском радиолокационного спутника на солнечно-синхронную орбиту.


После этого «Angara A5 / Персей» снова стартует в марте, выведя на геостационарную орбиту российский спутник связи «Экспресс-АМУ».


Последний запуск в этом году запланирован на июль, когда еще одна «Ангара 1.2» запустит южнокорейский спутник наблюдения Земли. KOMPSAT-6, также называемый Arirang-6, представляет собой радарный спутник с синтезированной апертурой и может обеспечивать изображения с разрешением от 0,5 до 20 метров.


Первоисточник:

Показать полностью 5
10

Персей | MGM №3 | Ангара A5 | Everyday Astronaut

18 декабря 2021 г., 4 минуты чтения

Первоисточник

Изображение предоставлено Роскосмосом.

Время старта (может быть изменено)
24 декабря 2021 г. - 15:00:00 UTC | 18:00 мск
Название миссии
Персей MGM #3 , испытательный полет
Поставщик запуска (какая ракетная компания запускает?)
Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева
Клиент (Кто за это платит?)
Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева
Ракета-носитель
«Ангара А5» / «Персей»
Место запуска
LC-35/1, Космодром Плесецк, Российская Федерация
Масса полезной нагрузки
Макет, массой до 2600 кг
Куда идет выводится полезная нагрузка?
Прямой вывод на геостационарную околоземную орбиту (GEO).
Будут ли они пытаться восстановить первую ступень?
Нет, это не возможно для «Ангары»
Где приземлится первая ступень?
Она упадет в Карское/Баренцево море, на севере России.
Будут ли они пытаться вернуть обтекатели?
Нет, это не возможно для «Ангары»
Эти обтекатели новые?
Да
Как сейчас погода?
Требуется уточнение
Это будет:
— 1-й полет разгонного блока ДМ-03 «Персей» на ракете «Ангара»
— 4-й пуск ракеты-носителя «Ангара»
— 3-й запуск ракеты-носителя А5 «Ангара»
— 137-я попытка запуска в 2021 году.
Где смотреть
Если доступно, официальная прямая трансляция будет указана здесь.

Что все это значит?


Россия запускает новую версию своего разгонного блока ДМ-03 в испытательный полет на ракете «Ангара А5». Этот испытательный полет отправит макет полезной нагрузки на геостационарную околоземную орбиту. Запуск осуществляется с космодрома Плесецк на северо-западе России.


Что такое верхняя ступень «Персей»?


Это существенно модернизированный вариант разгонного блока «Блок ДМ-03», который уже летает на ракете «Протон». Этот вариант был разработан специально для полетов на «Ангаре А5».

Рендер двигателя РД-58М. (Источник: Каспар Стэнли)

Этот вариант (формально 14С48) оснащен двигателем РД-58М и должен быть заменен аналогичным вариантом (формально 14С49), который в настоящее время находится в разработке. Этот будущий вариант будет использовать двигатель РД-58МФ, для которого в настоящее время нет достоверных значений характеристик (по крайней мере, на английском языке) на момент написания этой статьи.


Двигатель РД-58М представляет собой модернизированный вариант двигателя РД-58, который был разработан для использования на ракете Н1 «Луна».

Двигатели РД-58 на «Протоне» и на лунной ступени торможения «Н1». (Источник: Everyday Astronaut)

Что такое «Ангара А5»?


Семейство ракет «Ангара» строится с 1992 года и представляет собой полностью российскую ракету-носитель. Предыдущие российские ракеты-носители использовали детали или оборудование из других стран бывшего Советского Союза. «Ангара» призвана заменить ветерана «Протон».


В частности, ракета «Союз» чаще всего запускается из Казахстана, который с начала 1990-х годов стал отдельной суверенной страной. Мы привыкли слышать о российских запусках с Байконура, но, возможно, забываем, что Байконур находится не в России. Модуль автоматической стыковки КУРС, используемый для кораблей «Союз» и «Прогресс», был разработан Украиной.


«Ангара А5» — это тяжелая ракета-носитель с центральной ступенькой диаметром 3,6 метра. Полезная нагрузка составляет ~ 25 тонн на низкую околоземную орбиту высотой 200 км. С помощью третьей ступени «Бриз-М» она может доставить 5,4 тонны на геопереходную орбиту (GTO). При использовании будущего разгонного блока КВТК он может доставить на GTO до 7,5 тонн.

Российская ракета «Ангара А5» может в конечном итоге заменить российскую рабочую лошадку «Протон» благодаря более высокой надежности и использованию более экологически чистого топлива. (Источник: Министерство обороны России)

Ускорители «Ангара»


Ракета изначально оснащена четырьмя боковыми ускорителями «УРМ-1». «УРМ» расшифровывается как «Универсальный Ракетный Модуль». Каждый из них имеет по одному двигателю РД-191. Этот двигатель имеет только одну камеру сгорания и выхлопное сопло, в отличие от других двигателей, эксплуатируемых в России.


Несмотря на то, что РД-191 был разработан для ракеты «Ангара», в будущем он также будет использоваться с ракетой Northrop Grumman Antares. Это модернизация ранее существовавшего РД-181. Он также был модифицирован под названием РД-151 для использования на южнокорейской ракете KSLV-1.


Боковые ускорители используют в качестве топлива керосин и жидкий кислород. Керосин находится в нижнем резервуаре, а жидкий кислород - в верхнем резервуаре. Удельный импульс (ISP) РД-191 составляет 311 секунд. Время работы боковых ускорителей составляет 214 секунд.

Центральная ступень (зажигается при запуске)


Вторая ступень состоит из одного «УРМ-1». Естественно, у него один двигатель РД-191, как и у боковых ускорителей. После старта двигатель снижает тягу до 30% от полной тяги.

Опять же, компоненты топлива — керосин и жидкий кислород. Двигатель, конечно же, имеет такой же (ISP) 311 секунд. Однако из-за разного размера топливного бака время горения увеличивается до 325 секунд.

Макет ракеты-носителя "Ангара" на космодроме Плесецк. (Источник: Михаил Джапаридзе / ТАСС)

Третья ступень


Третья ступень, «УРМ-2» (опять же «Универсальный Ракетный Модуль»), имеет диаметр 3,6 м и длину 6,9 м. Оснащена одним двигателем РД-0124А. Этот двигатель имеет четыре камеры сгорания и выхлопные сопла, но только один силовой агрегат.


В качестве ракетного топлива снова используются керосин и жидкий кислород. ISP двигателя составляет впечатляющие 359 секунд. На этой ступени он работает 424 секунды.


Четвертая ступень «Персей»


Эта ступень, также известная как «Блок-ДМ-03» версии 14С48, летает впервые и является предметом настоящего испытательного полета. Серия разгонных ступеней «Блок Д» восходит к ракете Н1 «Луна». С тех пор версии «Блок Д» использовались в качестве четвертой ступени ракеты «Протон». Варианты «Блок ДМ-03» летают с 2010 года, хотя его первый и второй полеты не увенчались успехом. Его первая успешная миссия была в 2015 году.


Эта ступень работает на керосине и жидком кислороде, как и все ступени этой ракеты. Испытуемый вариант получил официальное обозначение 14С48 №1Л. Его доставили в Плесецк в ноябре 2019 года.

Имитатор полезной нагрузки / массы для полета «Персея» во время прикрепления обтекателя полезной нагрузки. (Предоставлено: YouTube / Новости на Первом Канале - Новости Первого канала)

Первоисточник:

Показать полностью 5
6

КД: 24 декабря. Доброе утро

■ Успешный старт CZ-7A в Китае. Два экспериментальных спутника. Опять первые в зачете запусков.

■ Ангара 5 сегодня с Плесецка. Стартовое окно до 27 декабря.

■ Ariane 5 с "Джеймс Уэбб" вывезли на старт. Осталось чуть-чуть.

■ "Союз" с OneWeb вывезли на старт. С Байконура.

Статистика орбитальных запусков на 23 декабря 2021 года.

Люди на орбите сегодня.

Показать полностью 1
0

Space Force рассматривает недорогие датчики для наблюдения за геостационарной орбитой. Space News

Сандре Эрвин -22 декабря 2021 г.

Первоисточник:

Space Force рассматривает недорогие датчики для наблюдения за геостационарной орбитой. Space News

Визуализация геостационарной околоземной орбиты. Предоставлено: Европейское космическое агентство.

Space Force хочет разместить свои датчики на геостационарной орбите (GEO) и спрашивает подрядчиков, могут ли они произвести полезную нагрузку за 10 миллионов долларов или меньше.


ВАШИНГТОН - GEOST, небольшая компания, базирующаяся в Тусоне, штат Аризона, выиграла два контракта с U.S. Space Force на сумму 38 миллионов долларов на разработку полезной нагрузки оптического датчика, которая может быть размещена на правительственных или коммерческих спутниках для сканирования геостационарной орбиты на высоте более 22 000 миль над Землей.


Присужденные компании контракты — 6 миллионов долларов в ноябре 2020 года и 32 миллиона долларов в декабре 2021 года — включают проектирование и разработку датчика, наземной инфраструктуры, техническую поддержку и интеграцию с базовой платформой и ракетой-носителем. Но фактическая стоимость полезной нагрузки составляет менее 10 миллионов долларов, что, по мнению Space Force, позволит развернуть их в больших количествах, — сказал вице-президент и генеральный менеджер GEOST Джошуа Хартман.


Хартман сказал, что полезная нагрузка компании будет готова к запуску в 2023 году. Space Force еще не определили хост-спутник, но вся идея этой программы заключается в создании сенсоров, которые могли бы быть установлены практически на любом американском (союзном) коммерческом спутнике и получать информацию об осведомленности о космической сфере на этой орбите.


По словам Хартмана, Space Force хотят распространить эти датчики на геостационарной орбите, поэтому целевая цена в 10 миллионов долларов является ключом к реализации этого предложения.


«Частые посещения»


Командование Space Force в запросе от 21 октября заявило, что Space Force рассматривают возможность покупки большого количества «датчиков космической осведомленности для улучшения существующих и планируемых систем». Потребуется несколько датчиков для «частого обзора значительных участков геостационарного пояса».


Согласно информационному запросу Space Force, «цель состоит в том, чтобы продемонстрировать полезные в военном отношении концепции датчиков, размещенных в космосе, со значительно более низкими текущими инженерными затратами». Цена в 10 миллионов долларов — это часть той стоимости, которую военные платили в прошлом за космические датчики, сказал Хартман, и это будет намного дешевле, чем развертывание специальных спутников для наблюдения за геостационарным поясом.


По словам Хартмана, Командование Space Force пытается оценить способность отрасли производить по крайней мере три-четыре или, возможно, больше датчиков в год. Он добавил, что после того, как полезная нагрузка GEOST будет запущена в 2023 году и продемонстрирует свои возможности, компания надеется получить контракт на производство.


Space Force работают над соглашениями с международными партнерами о размещении американских полезных нагрузок на спутниках партнеров. Планируется запустить две полезные нагрузки космической информации (SDA) на японских навигационных спутниках Quasi Zenith Satellite System (QZSS). «Основная цель программы — продемонстрировать успешное космическое партнерство между США и Японией при достижении полезности SDA», — написали официальные лица программы в официальном документе. «Эта программа заложит основу для будущего сотрудничества между другими международными и/или коммерческими партнерами в будущем».


Эти полезные нагрузки SDA обеспечат «автономные оптические датчики космического базирования для своевременного и обзора пересмотра критически важных объектов на геостационарной орбите».


Размещенные полезные нагрузки дополнят существующую сеть космического наблюдения, которая включает в себя сочетание обычных радаров, радаров с фазированной антенной решеткой и наземных телескопов; а также два спутника с электрооптическими датчиками в рамках программы геосинхронной космической ситуационной осведомленности (GSSAP), работающие на почти геостационарной орбите. Еще два спутника GSSAP планируется запустить в январе в рамках миссии USSF-8 на ракете United Launch Alliance Atlas 5.


Первоисточник:

Показать полностью
2

Утечка топлива на буксире Sherpa меняет космическую миссию SpaceX. Space News

Джеффа Фоаст -23 декабря 2021 г.

Первоисточник:

Утечка топлива на буксире Sherpa меняет космическую миссию SpaceX. Space News

Иллюстрация буксира Sherpa-LTC компании Spaceflight, который был снят с предстоящей миссии SpaceX Transporter-3 после того, как в его двигательной установке обнаружилась утечка. Предоставлено: Spaceflight

ВАШИНГТОН — Буксир Sherpa был исключен из предстоящей миссии SpaceX по совместному запуску после того, как в его двигательной установке возникла утечка, из-за чего Spaceflight вынужден был искать новые возможности для 10 CubSat.


21 декабря компания Spaceflight сообщила, что после интеграции своего аппарата Sherpa-LTC с оборудованием SpaceX для миссии Transporter-3, запуск которой запланирован на середину января, технические специалисты обнаружили утечку в двигательной установке Sherpa. Эта двигательная установка, предоставленная Benchmark Space Systems, была установлена и заправлена топливом перед интеграцией.


«На данный момент мы полагаем, что никаких повреждений космических аппаратов заказчиков или общих проблем безопасности нет, но это значительный шаг вперед», — заявили в компании. «Из осторожности мы решили не использовать Sherpa-LTC1 в нашей миссии SXRS-6».


Джоди Соренсен, пресс-секретарь Spaceflight, заявила, что утечка была обнаружена 21 декабря. Sherpa был снят с пускового оборудования SpaceX и будет отправлен обратно на объект Spaceflight в Оберне, штат Вашингтон, для анализа. «Мы продолжим тесно сотрудничать с Benchmark, чтобы выяснить основную причину утечки, но на данный момент нет ничего определенного», — сказала она.


Утечка была обнаружена в тот же день, когда Benchmark объявил, что его двигатели были установлены на Sherpa и заправлены топливом. По словам представителей компании, в двигателях Halcyon Avant используются пероксидные и углеводородные компоненты топлива, прошедшие высокие испытания, которые предлагают характеристики, аналогичные характеристикам систем, использующих гидразин и смешанные оксиды азота, но без проблем с безопасности с этими токсичными компонентами топлива.


Двигатели Halcyon Avant, установленные на Sherpa-LTC1, станут первыми, которые выйдут в космос после завершения наземных испытаний. Представитель компании передал вопросы об утечке в Spaceflight.


Удаление Sherpa с ракеты-носителя Transporter-3 влияет на 10 CubSat, которые должны были быть развернуты с него. Три больших радиолокационных спутника с синтезированной апертурой, два от Capella Space и один от Umbra, подключены к разным портам адаптера полезной нагрузки Falcon 9 и по-прежнему будут летать в миссии SXRS-6, сообщает Spaceflight.

Затронутые спутники включают четыре куба-спутника Kleos Space, названные компанией Patrol Mission. Этот набор CubSat, его третий кластер CubSat, предназначен для радиочастотной геолокации. Lynk Global разместила свой первый коммерческий спутник, Lynk Tower 1, на Sherpa, когда компания начала развертывать свои услуги спутниковой телефонии.


Миссия NASA Low-Latitude Ionosphere/Thermosphere Enhancements in Density, или LLITED, включает в себя два CubSat форматом 1,5 Unit, разработанные Aerospace Corporation для изучения аспектов ночной атмосферы в верхних слоях атмосферы. Эта миссия предполагала использовать двигательную установку Sherpa, маневрируя на более низкую орбиту, чтобы выпустить эти CubSat.


Чешский центр аэрокосмических исследований и производитель малых спутников Spacemanic запускали трехкомпонентный CubSat VZLUSAT-2, чтобы продемонстрировать технологии для будущей группировки чешских спутников. Немецкая компания Space Products and Innovation располагала однокамерным демонстрационным спутником SPiN-1. У Portland State Aerospace Society has OreSat0, однокомпонентный куб-спутник, созданный студентами университетов с использованием технологий с открытым исходным кодом.


Spaceflight заявляет, что работает над выведением этих спутников на других запусках. «Не оставляя ни минуты без внимания, мы делаем все возможное, чтобы найти для них запуски как можно быстрее», — сказал Соренсен. Позже она сказала, что Spaceflight работал с другим интегратором полезной нагрузки, чтобы повторно разместить одного клиента на Transporter-3.


Первоисточник:

Показать полностью
Отличная работа, все прочитано!