Модульная ракета — это разновидность многоступенчатой ракеты , компоненты которой можно заменять для разных задач. В нескольких таких ракетах используются схожие концепции, такие как унифицированные модули, для минимизации затрат на производство, транспортировку и оптимизации вспомогательной инфраструктуры для подготовки к полету.
В исследовании Национальной системы запуска (1991–1992 годы) будущие ракеты-носители рассматривались модульным (кластерным) способом. Эта концепция существует с момента создания НАСА .
Правительственная комиссия, «Комитет по оценке транспортных средств Сатурна» (более известный как Комитет Сильверстайна ), собралась в 1959 году, чтобы рекомендовать конкретные направления, которые НАСА могло бы предпринять в отношении существующей армейской ракетной программы (Юпитер, Редстоун, Сержант). Совету программы космических исследований НАСА (1959-1963) было поручено разработать архитектуру запуска для новой серии ракет «Сатурн », получившей название «Сатурн C». Архитектура «Сатурн C» состояла из пяти различных ступеней ( SI , S-II , S-III , S- IV и SV/ Centaur ), которые можно было складывать вертикально для конкретных ракет, чтобы удовлетворить различные требования НАСА к полезной нагрузке и миссиям.
Эта работа привела к разработке ракет Сатурн I , Сатурн IB и Сатурн V.
Одноразовая система запуска Atlas V использует в качестве первой ступени жидкостный ускоритель Common Core . В большинстве конфигураций с навесными твердотопливными ракетными ускорителями используется один CCB . Предлагаемая конфигурация для более тяжелых грузов объединяет три CCB для первой ступени. В ракете-носителе с общим сердечником используется российский РД-180, сжигающий топливо РП-1 с жидким кислородом и обеспечивающий тягу 3,8 МН . В баках с жидким топливом для обеспечения прочности используется изорешетчатая конструкция, заменяющая предыдущие конструкции баков Atlas, которые были стабилизированы по давлению. [1]
Длина ракеты-носителя с общей активной зоной составляет 89 футов (27 м), а диаметр - 12,5 футов (3,8 м). [2]
В семействе пусковых установок Delta IV использовалось жидкое топливо Common Booster Core в качестве первой ступени различных конфигураций ракет. В качестве первого этапа можно использовать один или три модуля. В большинстве конфигураций используется один CBC с накладными SRB или без них. Три CBC вместе образовали первую ступень тяжелой конфигурации. CBC использовал двигатель Rocketdyne RS-68 и сжигал жидкий водород с жидким кислородом, создавая тягу 2,9 меганьютонов (650 000 фунтов силы ). [ нужна цитата ]
Универсальный ракетный модуль (УРМ) — модульная первая ступень одноразовой стартовой системы «Ангара» , работающая на жидком топливе . В зависимости от конфигурации первый этап может состоять из 1, 3, 5 или 8 URM. В каждом УРМ используется двигатель РД-191 российского производства, работающий на топливе РП-1 с жидким кислородом и обеспечивающий тягу 1,92 МН . [3]
Ракета-носитель Falcon Heavy состоит из усиленного центрального ядра Falcon 9 Block 5 и двух обычных основных ступеней Falcon 9 Block 5 с аэродинамическими носовыми обтекателями, установленными поверх обеих, которые действуют как накладные ускорители на жидком топливе. Каждое ядро приводится в движение девятью двигателями Merlin 1D, сжигающими ракетное керосиновое топливо с жидким кислородом и производящими тягу почти 7,7 меганьютонов (1 700 000 фунтов силы ), а все три ядра вместе производят тягу более 22 МН. Первая конструкция Falcon Heavy включала в себя уникальную возможность перекрестной подачи топлива, при которой топливо и окислитель для питания большинства двигателей центрального ядра будут подаваться из двух боковых ядер до тех пор, пока боковые ядра не станут почти пустыми и готовыми к запуску. первое событие разлуки . [4] Однако из-за своей чрезвычайной сложности эта функция была отменена в 2015 году, оставив каждому из трех ядер сжигать собственное топливо. Более поздние оценки показали, что количество топлива, необходимое для приземления (повторного использования) каждого бокового ускорителя, уже близко к пределу, поэтому перекрестная подача действительно не дает никаких преимуществ.
Как и однорычажный Falcon 9, каждое ядро ракеты-носителя Falcon Heavy можно использовать повторно . [5] Испытательный полет Falcon Heavy продемонстрировал одновременное приземление двух боковых ускорителей возле стартовой площадки, в то время как центральный ускоритель попытался приземлиться на беспилотный корабль автономного космодрома SpaceX , что привело к жесткой посадке рядом с кораблем. Во время второй миссии все три ускорителя мягко приземлились. [6] Запуск Falcon Heavy, при котором удается восстановить все три основных ускорителя, требует тех же материальных затрат, что и Falcon 9, то есть верхняя ступень и, возможно, обтекатель полезной нагрузки . Таким образом, разница в стоимости между запуском Falcon 9 и Falcon Heavy ограничена, в основном за счет дополнительного топлива и ремонта трех, а не одного ускорителя.