Одноразовая пусковая система (или одноразовая пусковая установка/ELV ) — это пусковая установка , которая может быть запущена только один раз, после чего ее компоненты либо уничтожаются при входе в атмосферу , либо сбрасываются в космосе. ELV обычно состоят из нескольких ступеней ракеты , которые последовательно сбрасываются по мере исчерпания топлива и набора высоты и скорости. По состоянию на 2024 год все меньше и меньше спутников и пилотируемых космических аппаратов запускаются на ELV в пользу многоразовых пусковых установок . [1] Однако есть много случаев, когда ELV все еще может иметь убедительный вариант использования по сравнению с многоразовым транспортным средством. ELV проще по конструкции, чем многоразовые пусковые установки , и поэтому могут иметь более низкую себестоимость производства. Кроме того, ELV может использовать весь свой запас топлива для ускорения своей полезной нагрузки, предлагая большую полезную нагрузку. ELV — это проверенная технология, широко используемая в течение многих десятилетий. [2]
Arianespace SA — французская компания, основанная в марте 1980 года как первый в мире поставщик услуг коммерческого запуска . Она эксплуатирует две ракеты-носители : Vega C , ракету малой грузоподъемности , и Ariane 6 , ракету средней и большой грузоподъемности . Arianespace является дочерней компанией ArianeGroup , совместного предприятия Airbus и Safran .
Европейские космические запуски осуществляются в результате совместных усилий частных компаний и государственных учреждений. Роль Arianespace заключается в маркетинге услуг по запуску Ariane 6, подготовке миссий и управлении отношениями с клиентами. В Гвианском космическом центре (CSG) во Французской Гвиане компания курирует команду, отвечающую за интеграцию и подготовку ракет-носителей.
Сами ракеты разрабатываются и производятся другими компаниями: ArianeGroup для Ariane 6 и Avio для Vega. Инфраструктура запуска на CSG принадлежит Европейскому космическому агентству , а сама земля принадлежит и управляется CNES , французским национальным космическим агентством.
По состоянию на май 2021 года [обновлять]Arianespace запустила более 850 спутников в 287 миссиях за 41 год. Первым коммерческим запуском компании был Spacenet 1 , который состоялся 23 мая 1984 года. Помимо своих объектов в CSG, главные офисы компании находятся в Эври-Куркуроне , пригороде Парижа .
В 1960-х и 1970-х годах Индия инициировала собственную программу ракет-носителей в соответствии со своими геополитическими и экономическими соображениями. В 1960-х и 1970-х годах Индия начала с зондирующей ракеты в 1960-х и 1970-х годах и продвинула свои исследования для поставки Satellite Launch Vehicle-3 и более продвинутой Augmented Satellite Launch Vehicle (ASLV), полностью укомплектованной эксплуатационной вспомогательной инфраструктурой к 1990-м годам. [9]
Япония запустила свой первый спутник, Ohsumi , в 1970 году, используя ракету ISAS L-4S . До слияния ISAS использовала небольшое семейство ракет Mu для твердотопливных ракет-носителей, в то время как NASDA разрабатывала более крупные жидкотопливные пусковые установки. В начале NASDA использовала лицензионные американские модели. [10]
Первой моделью жидкотопливной ракеты-носителя, разработанной в Японии, была H-II , представленная в 1994 году. NASDA разработала H-II, преследуя две цели: иметь возможность запускать спутники, используя только свои собственные технологии, такие как ISAS, и значительно улучшить свои пусковые возможности по сравнению с предыдущими лицензированными моделями. Для достижения этих двух целей для двигателя первой ступени LE-7 был принят цикл ступенчатого сгорания . Сочетание двухступенчатого цикла сгорания жидкого водорода первой ступени и твердотопливных ракетных ускорителей было перенесено на его преемника, H-IIA и H-IIB, и стало базовой конфигурацией японских жидкотопливных ракет-носителей на 30 лет, с 1994 по 2024 год. [10]
В 2003 году JAXA было образовано путем слияния трех космических агентств Японии для оптимизации космической программы Японии, и JAXA взяло на себя управление жидкотопливной ракетой-носителем H-IIA , твердотопливной ракетой-носителем MV и несколькими наблюдательными ракетами от каждого агентства. H-IIA — это ракета-носитель, которая повысила надежность, одновременно снизив затраты за счет внесения существенных усовершенствований в H-II, а MV была крупнейшей в мире твердотопливной ракетой-носителем на тот момент. [10]
В ноябре 2003 года первый запуск JAXA после его инаугурации, H-IIA № 6, потерпел неудачу, но все остальные запуски H-IIA были успешными, и по состоянию на февраль 2024 года H-IIA успешно осуществила 47 из своих 48 запусков. JAXA планирует завершить операции H-IIA с помощью H-IIA Flight № 50 и вывести его из эксплуатации к марту 2025 года. [11]
JAXA эксплуатировала H-IIB , модернизированную версию H-IIA, с сентября 2009 года по май 2020 года и успешно запустила транспортный корабль H-II шесть раз. Этот грузовой космический корабль отвечал за пополнение японского экспериментального модуля Kibo на Международной космической станции . [12]
Для запуска более мелких миссий JAXA разработало новую твердотопливную ракету Epsilon в качестве замены снятой с производства MV . Первый успешный полет состоялся в 2013 году. До сих пор ракета летала шесть раз, один запуск был неудачным.
В январе 2017 года JAXA попыталось, но не смогло вывести на орбиту миниатюрный спутник с помощью одной из своих ракет серии SS520. [13] Вторая попытка 2 февраля 2018 года оказалась успешной, выведя на околоземную орбиту четырехкилограммовый CubeSat. Ракета, известная как SS-520-5, является самой маленькой в мире орбитальной пусковой установкой. [14]
В 2023 году JAXA начала эксплуатацию H3 , которая заменит H-IIA и H-IIIB; H3 — это жидкотопливная ракета-носитель, разработанная на основе совершенно новой конструкции, как H-II, а не улучшенной разработки, как H-IIA и H-IIB, которые были основаны на H-II. Целью проектирования H3 является увеличение возможностей запуска при меньших затратах, чем у H-IIA и H-IIB. Для достижения этого впервые в мире для первой ступени двигателя был использован цикл отбора через расширитель . [15] [16] [17]Роскосмос использует семейство из нескольких ракет-носителей, самая известная из которых — Р-7 , широко известная как ракета «Союз» , которая способна выводить около 7,5 тонн на низкую околоземную орбиту (НОО). Ракета «Протон» (или УР-500К) имеет грузоподъемность более 20 тонн на НОО. Меньшие ракеты включают «Рокот» и другие станции.
В настоящее время разработка ракеты охватывает как новую ракетную систему «Ангара» , так и усовершенствования ракеты «Союз» — «Союз-2» и «Союз-2-3». Две модификации «Союза» — «Союз-2.1а» и «Союз-2.1б» — уже успешно прошли испытания, увеличив грузоподъемность до 8,5 тонн на низкую околоземную орбиту.Несколько правительственных агентств США покупают запуски ELV. NASA является крупным заказчиком программ Commercial Resupply Services и Commercial Crew Development , также запуская научные космические аппараты. Подавляющее большинство ракет-носителей для его миссий, от ракеты Redstone до семейств ракет Delta , Atlas , Titan и Saturn , были расходными. Будучи флагманской заменой пилотируемого исследовательского корабля для частично многоразового космического челнока , новейшего ELV NASA, Space Launch System успешно совершила полет в ноябре 2022 года после задержек более чем в шесть лет. Планируется, что она будет играть важную роль в программах пилотируемых исследовательских полетов в будущем. [18] [19]
Военно-воздушные силы США также являются заказчиком ELV, разработав семейства Titan, Atlas и Delta. Atlas V из программы Evolved ELV (EELV) 1994 года остается в активной эксплуатации, эксплуатируется United Launch Alliance . [20] Конкурс National Security Space Launch (NSSL) выбрал два преемника EELV, одноразовый Vulcan Centaur и частично многоразовый Falcon 9 , чтобы обеспечить гарантированный доступ в космос. [21]
Иран разработал одноразовую ракету-носитель для запуска спутников под названием Safir SLV . Высота ракеты составляет 22 м, диаметр ядра — 1,25 м, она имеет две ступени на жидком топливе, первую ступень с одной камерой тяги и вторую ступень с двумя камерами тяги и ступенчатым дросселированием. SLV имеет стартовую массу, превышающую 26 тонн. Первая ступень состоит из удлиненного модернизированного Shahab-3C . Согласно технической документации, представленной на ежегодном заседании Управления ООН по вопросам космического пространства , это двухступенчатая ракета со всеми жидкостными двигателями. Первая ступень способна выводить полезную нагрузку на максимальную высоту 68 километров. [22]
Safir-1B — второе поколение SLV Safir, способное выводить спутник массой 60 кг на эллиптическую орбиту высотой от 300 до 450 км. Тяга ракетного двигателя Safir-1B увеличена с 32 до 37 тонн.
Израильское космическое агентство является одной из семи стран, которые и строят свои собственные спутники, и запускают свои собственные пусковые установки. Shavit — это космическая ракета-носитель, способная отправлять полезную нагрузку на низкую околоземную орбиту . [30] Ракета-носитель Shavit использовалась для отправки каждого спутника Ofeq на сегодняшний день.
Разработка Shavit началась в 1983 году, и ее эксплуатационные возможности были доказаны тремя успешными запусками спутников Ofek 19 сентября 1988 года, 3 апреля 1990 года и 5 апреля 1995 года. Пусковые установки Shavit позволяют осуществлять малозатратный и высоконадежный запуск микро/мини-спутников на низкую околоземную орбиту . Пусковая установка Shavit разработана на заводе Malam, одном из четырех заводов в IAI Electronics Group. Завод имеет большой опыт в разработке, сборке, тестировании и эксплуатации систем для использования в космосе.
Shavit — это трехступенчатая пусковая твердотопливная ракета-носитель на базе двухступенчатой баллистической ракеты Jericho-II . Двигатели первой и второй ступени производятся компанией Ta'as и используют твердое топливо. [31] Двигатели третьей ступени производятся компанией Rafael Advanced Defense Systems . Разрабатываются ракеты Shavit следующего поколения, которые теперь называются Shavit-2. Говорят, что Shavit-2 будет доступна для коммерческих запусков в ближайшем будущем.