Полку ракет воздушного старта прибыло

17 января, после аварии в мае и восьмимесячного перерыва на устранение проблемы, стартовала ракета-носитель воздушного старта LauncherOne от компании Virgin Orbit. Десять кубсатов образовательной программы NASA ELaNa успешно выведены на орбиту, а в мире теперь есть две ракеты-носителя, стартующие с самолета.


Фото Virgin Orbit

Комплекс

Фото Virgin Orbit

LauncherOne состоит из одноименной ракеты и самолета-носителя «Космическая девушка». Ракета длиной 21 метр, весит в районе 30 тонн, состоит из двух жидкостных ступеней и может вывести на орбиту до 500 кг. Двигатели обеих ступеней работают на топливной паре «керосин-жидкий кислород». Двигатель первой ступени, NewtonThree (N3), развивает тягу 33 тонны, двигатель второй ступени, NewtonFour (N4) — 2,2 тонны. Носителем выступает модифицированный «Боинг-747», который был построен в 2001 году и долгое время эксплуатировался компанией Virgin Atlantic, входящей в конгломерат Virgin вместе с Virgin Orbit и Virgin Galactic (суборбитальный космоплан SpaceShipTwo), на линии Лондон — Нью-Йорк, где перевез более 2,5 миллионов пассажиров. Для транспортировки и пуска ракеты у корня левого крыла на месте штатного пилона для перевозки двигателей, который есть у обычного семьсот сорок седьмого, установили пусковую направляющую.

Типовая циклограмма пуска состоит из следующих этапов: Самолет с ракетой взлетает примерно за час до пуска, набирает высоту 10 км и выходит в район над морем, где начинает описывать прямоугольник, одна из сторон которого совпадает с азимутом старта, набирая готовность. Для пущей безопасности сразу после сброса ракеты самолет уходит вверх. На третьей секунде свободного падения ракеты включается зажигание первой ступени, а на пятой секунде включается ее двигатель. Двигатель работает три минуты и, убавив тягу на сто восьмидесятой секунде, выключается на сто восемьдесят седьмой. После отделения первой ступени на сто девяностой секунде, двигатель второй ступени запускается на сто девяносто четвертой. Головной обтекатель сбрасывается на двести девятнадцатой секунде. На пятьсот пятидесятой секунде двигатель второй ступени выключается, и ступень начинает медленное вращение, готовясь к апогейному маневру. Спустя 49 минут ступень включает двигатели ориентации, чтобы занять правильное положение в пространстве. В конце пятьдесят пятой минуты полета двигатель второй ступени включается во второй раз, чтобы проработать чуть меньше пяти секунд. После чего, в конце пятьдесят седьмой минуты, начинает отделяться полезная нагрузка.

Разработка системы началась в 2007. Первоначально в качестве носителя рассматривался WhiteKnightTwo, который используется с космопланом SpaceShipTwo, но желание поднять грузоподъемность ракеты сделало ее слишком тяжелой для «Белого рыцаря». Так в проекте в 2015 появился модифицированный «семьсот сорок седьмой». Первый пуск хотели провести в 2017, но из-за обычного в таких случаях переноса сроков первая попытка состоялась весной 2020.

Майская авария

Видео Virgin Orbit

Первый запуск, 25 мая 2020 года, окончился неудачей. На гифке, при некотором старании, можно увидеть, что на девятой секунде двигатель первой ступени банально отключился. Причину нашли быстро — разрушился трубопровод высокого давления, подающий окислитель в двигатель. Решение проблемы также оказалось простым — проблемное место сделали более прочным. Несмотря на неудачу, разработчики сумели получить данные с очень важных начальных этапов отделения, стабилизации, включения двигателя и разворота носом вверх, которые подтвердили правильность расчетов и предварительных испытаний.

Пуск 17 января

Видео Virgin Orbit

Вторая попытка, 17 января 2021, прошла успешно. Десять кубсатов образовательной программы NASA ELaNa благополучно оказались на орбите, а LauncherOne стала первой ракетой воздушного старта с только жидкостными ракетными двигателями. Разработанные в стенах университетов спутники призваны решать самые разные задачи от проверки возможности улавливания космического мусора аэрогелем и испытания тормозного устройства для быстрого схода с орбиты до возможности управления спутником любым желающим через приложение в смартфоне и съемки 360° панорам.


Фото с бортовой камеры ракеты

Заключение

На 2021 год запланированы как минимум три пуска LauncherOne. Посмотрим, какую производительность сумеет обеспечить Virgin Orbit. У ракеты-носителя воздушного старта Pegasus с 1990 года 44 пуска, из которых 39 успешных. Но нужно понимать, что концепция кубсата появилась только в 1999, а распространились они минимум десятилетие спустя. В целом же, несмотря на разные двигатели, LauncherOne получился во многом похожим на Pegasus — и там и там в качестве носителей используются переделанные серийные пассажирские самолеты — Pegasus сбрасывают с L-1011 с личным именем Stargazer. Удивительно близкой оказалась грузоподъемность — у Pegasus 450 кг, у LauncherOne до 500 кг. Вполне возможно, что мы не увидим конкуренции двух ракет — несмотря на формальное отсутствие объявления о завершении карьеры «Пегаса», последний пуск состоялся в 2019, и новых в ближайшее время не ожидается. Pegasus называют первой частной ракетой-носителем, но компания-разработчик давно поглощена огромной Northrop Grumman. Возможно, в исторической перспективе ниша небольших ракет воздушного старта перейдет к более мелким частникам. А в глобальном смысле, несмотря на привлекательность воздушного старта тем, что ракета стартует в более разреженном воздухе и чуть ближе к космосу, без появления высотных и скоростных самолетов-носителей серьезных преимуществ он не имеет.