Вторичная полезная нагрузка, также известная как полезная нагрузка совместного использования [1] , представляет собой меньшую по размеру полезную нагрузку, транспортируемую на орбиту на ракете-носителе , которая в основном оплачивается — и с указанием даты и времени запуска, а также орбитальной траектории — организацией, которая заключает контракт и оплачивает основной запуск. [2] [3] В результате вторичная полезная нагрузка обычно получает существенно сниженную цену за транспортные услуги на орбиту, принимая компромисс в виде потери контроля после подписания контракта и доставки полезной нагрузки поставщику ракеты-носителя для интеграции в ракету-носитель . Эти компромиссы обычно включают в себя небольшой или нулевой контроль над датой/временем запуска, окончательными параметрами орбиты или возможностью остановить запуск и удалить полезную нагрузку в случае отказа полезной нагрузки во время наземной подготовки перед запуском, поскольку основная полезная нагрузка обычно приобретает все эти права собственности на запуск по контракту с поставщиком услуг запуска.
Первоначально это был вариант, ориентированный на правительство США для государственных запусков, где вторичные слоты полезной нагрузки часто предоставлялись любыми способами распределения, которые могло выбрать государственное агентство, но со временем появился целый рынок , позволяющий воспользоваться преимуществами более низкой стоимости доступа в космос с помощью возможностей вторичной полезной нагрузки. [4]
Сегмент малых спутников в индустрии запуска спутников быстро растет в последние годы. Активность разработки была особенно высока в диапазоне размеров 1–50 кг. Только в диапазоне 1–50 кг было запущено менее 15 спутников в год в 2000–2005 годах, 34 в 2006 году, затем менее 30 запусков в год в период с 2007 по 2011 год. Это число возросло до 34 запусков в 2012 году и 92 запусков малых спутников в 2013 году. [4]
Предложение услуг вторичного запуска различается в зависимости от поставщика услуг запуска. Американская коммерческая пусковая установка United Launch Alliance (ULA) практически не предлагает коммерческого доступа к вторичным полезным нагрузкам, хотя американские военные предлагают несколько слотов для вторичных полезных нагрузок на пусковых установках ULA Atlas V и Delta IV , которые затем контролируются государственными процессами распределения слотов запуска.
Rocket Lab предлагает возможности совместного использования в своей существующей ракете Electron . Благодаря способности Kick Stage к повторному запуску, транспортное средство может переключаться между различными орбитами для развертывания различных полезных нагрузок. [5]
Photon — это спутниковая платформа, разработанная Rocket Lab, которая является крупным усовершенствованием Kick Stage. Она способна запускать несколько спутников на низкую околоземную орбиту (LEO), среднюю околоземную орбиту ( MEO ), геостационарную орбиту (GEO), лунные и планетарные пункты назначения. [6]
SpaceX предлагала платный набор вторичных полезных нагрузок, запускаемых на своей ракете Falcon 9, начиная с 2011 года, с ценами от 200 000 до 325 000 долларов США за вторичные полезные нагрузки, доставляемые на низкую околоземную орбиту (НОО). [7] По состоянию на март 2014 года [обновлять]SpaceX заявила, что продолжит запускать некоторые вторичные полезные нагрузки, но не будет делать этого в больших количествах, поскольку «на рынке вторичных полезных нагрузок все еще не так много денег». [8]
В начале августа 2019 года SpaceX объявила о программе совместных поездок для запуска малых спутников на орбиту, когда их рынок крупных спутников начал сокращаться после 2018 года. Хотя ранее SpaceX уже запускала специальную миссию по доставке вторичной полезной нагрузки, программа заставляла клиентов покупать порты напрямую у SpaceX. Первоначально SpaceX предлагала запускать вторичные полезные нагрузки весом до 150 кг (330 фунтов) на солнечно-синхронную орбиту за 2,25 миллиона долларов США , если клиенты регистрировались не менее чем за 12 месяцев до запуска. Если от 6 до 12 месяцев, цены увеличивались до 3 миллионов долларов США . Для вторичных полезных нагрузок весом до 300 кг (660 фунтов), если клиенты регистрировались за 12 месяцев вперед, SpaceX предлагала базовую цену в размере 4,5 миллиона долларов США , а если за 6 месяцев вперед, то 6 миллионов долларов США . Планировалось, что полеты будут запускаться с SLC-4E на авиабазе Ванденберг , начиная с ноября 2020 года на ракете Falcon 9. [9] [10]
Однако после ответа на раннее августовское объявление; позднее в том же месяце SpaceX пересмотрела планы, снизив цены, так что полезные нагрузки до 200 кг (440 фунтов) за 1 миллион долларов США . Кроме того, SpaceX объявила о дополнительных возможностях запуска, которые изначально планировалось начать с марта 2020 года. Они будут включать вторичные полезные нагрузки в миссиях Starlink и других. [11] Первый полет этой программы состоялся 13 июня 2020 года, когда Starlink 8 был запущен с 3 SkySat , произведенными Planet Labs . [12] [13]
Клиенты могут выбрать порты ESPA диаметром 15 или 24 дюйма (38 или 61 см) . Для специальных миссий совместного использования кольца диаметром 15 и 24 дюйма будут иметь 6 или 4 порта соответственно. При запусках Starlink вторичные полезные нагрузки монтируются на верхней части стека Starlink. Механический интерфейс для этих запусков будет иметь два порта ESPA диаметром 15 дюймов или один порт ESPA диаметром 24 дюйма. [14] [15] Для этих миссий SpaceX удалила несколько спутников из своей обычной конфигурации из 60 спутников. [16] SpaceX также предлагает индивидуальную конфигурацию по запросу клиента. [14] [15]
Arianespace запустила первую специализированную миссию совместного использования на ракете Vega во время VV16 , которая вывела 53 спутника на солнечно-синхронную орбиту в сентябре 2023 года . [17] Полет был частью Службы миссий малых космических аппаратов. [18]
В августе 2019 года Arianespace объявила о совместных миссиях непосредственно на геостационарную орбиту в ответ на рост числа малых спутников, которым необходимо находиться на этой орбите. Клиенты смогут покупать полеты за 6–12 месяцев до запуска. Вывод полезных грузов непосредственно на геостационарную орбиту позволяет клиентам не поднимать орбиты своих космических аппаратов после сброса на геостационарную переходную орбиту. Полезная нагрузка будет развернута через шесть часов после запуска. Ожидается, что первый запуск под названием «GO-1» будет выполнен в первом или втором квартале 2022 года на ракете Ariane 6 (конфигурация 64). Запуск будет осуществляться из Гвианского космического центра . Подобные полеты могут выполняться ежегодно. [19] В отличие от традиционных совместных миссий клиентам не нужно ждать, пока основная полезная нагрузка будет готова к запуску, вместо этого им нужно будет дождаться, пока будет достигнута грузоподъемность. [20]
International Launch Services (ILS), американская компания, которая занимается запуском российской ракеты «Протон» , не запускает и не планирует запускать коммерческие вторичные полезные нагрузки малых спутников или CubeSats . [21] Sea Launch , базирующийся в США консорциум американской компании Boeing и российской компании РКК «Энергия» (RSCE) (в настоящее время контрольный пакет акций принадлежит RSCE), также в настоящее время не запускает коммерческие вторичные полезные нагрузки. [21]
Адаптер вторичной полезной нагрузки EELV (ESPA) — это межступенчатая переходная втулка, которая изначально была разработана для запуска вторичной полезной нагрузки в космических миссиях Министерства обороны США , использующих Atlas V и Delta IV . Впервые использованная в 2000-х годах, цель ESPA состояла в том, чтобы снизить стоимость запуска для основного клиента и обеспечить вторичные и даже третичные миссии с минимальным влиянием на основную миссию. [2] Конструкция кольца ESPA стала фактическим стандартом и теперь используется гораздо шире, чем первоначальная цель и ракеты.
ESPA был разработан для поддержки до 6800 кг (15 000 фунтов) основной полезной нагрузки и до шести вторичных полезных нагрузок весом не более 180 кг (400 фунтов) каждая. Каждый вторичный космический аппарат установлен радиально на порт диаметром 38 см (15 дюймов) и занимает объем 61 см (24 дюйма) x 71 см (28 дюймов) x 97 см (38 дюймов). [3]
К 2011 году компания SpaceX заключила контракт на запуск дополнительных полезных нагрузок на своей ракете Falcon 9 с использованием стандартного кольцевого интерфейса ESPA. [7]
Разрабатываются коммерческие производные кольца ESPA Grande. Названная Spaceflight Secondary Payload System (SSPS), система разрабатывается и производится Andrews Space по контракту с Spaceflight Services . Она включает в себя пять портов диаметром 61 см (24 дюйма), каждый из которых способен нести полезную нагрузку весом до 300 килограммов (660 фунтов). «SSPS работает очень похоже на автономный космический корабль с бортовым компьютером, электрической системой питания, возможностью определения орбиты и переключением питания полезной нагрузки ». [22]
SpaceX ... разработала цены на запуск этих вторичных полезных нагрузок ... P-POD будет стоить от 200 000 до 325 000 долларов для миссий на НОО или от 350 000 до 575 000 долларов для миссий на геосинхронную переходную орбиту (GTO). Спутник класса ESPA весом до 180 килограммов будет стоить 4–5 миллионов долларов для миссий на НОО и 7–9 миллионов долларов для миссий на ГТО, сказал он.
[В: Вы много делаете вторичных полезных нагрузок?]
не много, мы делаем несколько. На вторичном рынке полезных нагрузок все еще не так много денег.