Фрегат ( рус . Фрегат , досл. « фрегат ») — разгонный блок, разработанный НПО Лавочкина в 1990-х годах, который используется в некоторых ракетах-носителях «Союз» и «Зенит» , но является универсальным и может использоваться в составе ракет-носителей среднего и тяжелого классов. «Фрегат» был введен в эксплуатацию в феврале 2000 года. [3] Его жидкостный ракетный двигатель использует НДМГ и N 2 O 4 . Процент успешности «Фрегата» составляет 97,3% (с двумя отказами и одним частичным отказом), что делает его одним из самых надежных разгонных блоков в мире. «Фрегат» успешно доставил более 300 полезных грузов на различные орбиты. Он остается единственным разгонным блоком в мире, который может вывести свой полезный груз на три и более различных орбит за один запуск. [4]
Верхняя ступень «Фрегат» предназначена для выведения больших грузов на низкую, среднюю или высокую геосинхронную орбиту. «Фрегат» — универсальная верхняя ступень; помимо вывода на орбиту, она может использоваться в качестве ступени эвакуации для отправки современных космических зондов на межпланетные траектории (например, «Венера-Экспресс» и «Марс-Экспресс» ). В настоящее время ступени «Фрегат» используются в качестве четвертой ступени некоторых ракет-носителей «Союз». Ступень может быть перезапущена до 7 раз. [5]
НПО Лавочкина построило много межпланетных зондов, и ступень «Фрегат» следует их традициям проектирования. Основная часть ступени — это шесть пересекающихся сфер, размещенных на одной плоскости, четыре из которых содержат топливо. Оставшиеся две содержат аппаратуру управления. Главный двигатель размещен между сферами, поэтому «Фрегат» представляет собой плотно упакованную ступень с диаметром, значительно превышающим его высоту. Набор из восьми стоек через баки обеспечивает точку крепления полезной нагрузки, а также передает тяговые нагрузки на пусковую установку. Ступень «Фрегат» независима от нижних ступеней, поскольку имеет собственные системы наведения, навигации, ориентации, слежения и телеметрии. «Фрегат» использует хранимое топливо (НДМГ/ НТО ) и может быть перезапущен до 7 раз в полете, что позволяет ему выполнять сложные профили миссии. Он может обеспечивать трехосную или спиновую стабилизацию полезной нагрузки космического корабля. [6]
• Автономный – осуществляет весь процесс доставки полезной нагрузки самостоятельно, без помощи с Земли
• Умный – ИИ верхней ступени запрограммирован на избежание различных нештатных ситуаций по собственному алгоритму
• Точный – обеспечивает практически абсолютную точность доставки прямо на целевую орбиту, благодаря навигационному оборудованию на базе ГЛОНАСС и GPS
• Многозапускность – двигатель может перезапускаться до 7 раз, что позволяет обеспечить оптимальную доставку или доставлять несколько полезных грузов на разные целевые орбиты
• Универсальный – загрузка топливных баков производится перед установкой на стартовом комплексе, что делает «Фрегат» совместимым с любой ракетой-носителем
• Срок активного существования до 2 суток
• Возможность запуска с четырех космодромов: Байконур , Восточный , Плесецк и Центр космической Гайаны
Полет Фрегата МТ, осуществляемый Arianespace, закончился неудачей 22 августа 2014 года после того, как ракета вывела два навигационных спутника ЕС / ЕКА Galileo на неправильную орбиту. Старт в 12:27:11 UTC с космодрома Синнамари около Куру , Французская Гвиана , казалось, прошел успешно. Однако неудача стала очевидной только позже, когда после второго запуска верхней ступени Фрегата МТ спутники были обнаружены на неправильной орбите. [7]
Независимая комиссия по расследованию, созданная для анализа причин «аномалии», объявила о своих окончательных выводах 7 октября 2014 года после встречи в штаб-квартире Arianespace в Эври , недалеко от Парижа . [8] Отказ произошел во время полета четвертой ступени «Фрегата». Он произошел примерно через 35 минут после старта, в начале баллистической фазы, предшествующей второму зажиганию этой ступени. Сценарий, который привел к ошибке при выводе спутников на орбиту, был точно реконструирован следующим образом:
Таким образом, первопричиной неудачи полета VS09 является недостаток термического анализа системы, выполненного во время проектирования ступени, а не ошибка оператора во время сборки ступени. [9]
С 22 августа 2014 года ракеты-носители «Союз СТ-Б» с разгонными блоками «Фрегат-МТ» осуществили три успешных запуска, в рамках продолжающейся программы ЕКА «Союз» в Гвианском космическом центре на целевые орбиты выведены шесть навигационных спутников «Галилео» . [10] [11] [12]
В июле 2017 года российский совместный полет верхней ступени ракеты «Фрегат» завершился гибелью 9 из 72 малых спутников на орбите. [13]
Российский полет верхней ступени «Фрегат» закончился неудачей после того, как транспортное средство сбросило верхнюю ступень, метеорологический спутник «Метеор МС-1» и 18 вторичных кубсатов обратно в атмосферу Земли из-за того, что первый запуск двигателя «Фрегата» был произведен при неправильной ориентации ступени. [14] Компьютер управления верхней ступени «Фрегат» ракеты «Союз» был неправильно запрограммирован, в результате чего она начала ненужный поворот, который оставил ее в неправильной ориентации для критического запуска двигателя, необходимого для выхода на орбиту. [15]
У «Фрегатов» не было достаточной импульсной мощности, чтобы самостоятельно сойти с орбиты после вывода на нее полезной нагрузки, поэтому несколько из них остались на орбите в виде космического мусора .
Разгонный блок ракеты «Фрегат-СБ», использовавшийся для вывода на орбиту российского спутника «Спектр-Р» в 2011 году, 8 мая 2020 года развалился на несколько частей, создав еще больше мусора, чем обычно. [16]
Баки «Фрегат-М»/«Фрегат-МТ» имеют шарообразные надстройки на верхней части баков. Эти надстройки увеличивают грузоподъемность топлива с 5350 кг (11790 фунтов) до 6640 кг (14640 фунтов), не вызывая никаких других изменений в физических размерах транспортного средства. [2]
Версия под названием «Фрегат-СБ» может использоваться с ракетой-носителем «Зенит-2СБ» . Эта версия представляет собой вариант «Фрегат-М» с блоком сбрасываемых баков («СББ» или Сбрасываемый Блок Баков на русском языке), что позволяет увеличить грузоподъемность. СББ в форме тора весит 360 кг (790 фунтов) и содержит до 3050 кг (6720 фунтов) топлива. Общий сухой вес «Фрегата-СБ» (включая СББ) составляет 1410 кг (3110 фунтов), а максимальная грузоподъемность — 10150 кг (22380 фунтов). [17]
Первый запуск ракеты-носителя «Фрегат-СБ» состоялся 20 января 2011 года, когда она вывела на геостационарную орбиту метеорологический спутник «Электро-Л» . [18]
