«Союз» ( русский : Союз , что означает «союз», индекс ГРАУ 11А511 ) — семейство одноразовых российских и советских ракет-носителей, разработанных ОКБ-1 и производимых Ракетно-космическим центром «Прогресс» в Самаре , Россия. Совершив более 1900 полетов с момента своего дебюта в 1966 году, «Союз» является ракетой, осуществившей наибольшее количество запусков в истории космических полетов.
В течение почти десятилетия, между последним полетом программы «Спейс Шаттл » в 2011 году и первым пилотируемым полетом ракеты Falcon 9 компании SpaceX в 2020 году , ракеты «Союз» были единственными ракетами-носителями, способными и одобренными для перевозки астронавтов на Международную космическую станцию .
Корабли "Союз" используются в качестве ракеты-носителя пилотируемых космических кораблей "Союз" в рамках программы "Союз" , а также для запуска беспилотных кораблей снабжения "Прогресс" к Международной космической станции и для коммерческих запусков, реализуемых и эксплуатируемых компаниями Starsem и Arianespace . Все ракеты «Союз» используют топливо РП-1 и жидкий кислород (LOX), за исключением « Союза-У2» , который использовал «Синтин» , вариант РП-1, с LOX. Семейство «Союз» является подклассом семейства Р-7 .
Ракета-носитель «Союз» была представлена в 1966 году на базе ракеты-носителя «Восток» , которая, в свою очередь, была основана на межконтинентальной баллистической ракете 8К74 или Р-7а . Первоначально это была трехступенчатая ракета с разгонным блоком Block I. Первые четыре испытательных запуска оказались неудачными, но в итоге все сработало. [1] Позже был создан вариант «Молнии» с добавлением четвертой ступени, позволившей ей достичь высокоэллиптической орбиты «Молнии» . Более поздним вариантом стал «Союз-У» . [2] Хотя точная модель и обозначения вариантов держались в секрете от Запада, ракета-носитель «Союз» упоминалась либо под обозначением SL-4 Министерства обороны США , либо под обозначением Шелдона А-2 (разработанным Чарльзом С. Шелдон, аналитик Библиотеки Конгресса США ). Обе системы наименования советских ракет перестали использоваться по мере появления более точной информации. [3]
Производство ракет-носителей «Союз» достигло пика в 60 штук в год в начале 1980-х годов. Она стала самой часто используемой космической ракетой-носителем в мире: она совершила более 1700 полетов, что намного больше, чем любая другая ракета. Несмотря на свой возраст и, возможно, благодаря своей простоте, это семейство ракет отличалось невысокой стоимостью и высокой надежностью. [4]
В начале 1990-х годов планировалось построить модернизированный «Союз» с разгонным блоком «Фрегат» . Двигатель «Фрегат» разработан НПО Лавочкина на основе двигательного модуля межпланетных станций «Фобос» . Несмотря на то, что этот план был одобрен Роскосмосом и Министерством обороны России в 1993 году и обозначен как «Русь» как русификация и модернизация «Союза», а затем переименован в «Союз-2», нехватка финансирования помешала реализации этого плана. Создание «Старсема» в июле 1996 года обеспечило новое финансирование для создания менее амбициозного варианта — «Союз-Фрегат» или «Союз-У/Фрегат». Он представлял собой слегка модифицированный «Союз-У» в сочетании с разгонным блоком «Фрегат» грузоподъемностью до 1350 кг на геостационарную переходную орбиту . В апреле 1997 года Starsem получила контракт от Европейского космического агентства (ЕКА) на запуск двух пар плазменных научных спутников Cluster II с использованием корабля «Союз-Фрегат». До внедрения этой новой модели компания Starsem запустила 24 спутника группировки Globalstar в 6 запусках с перезапускаемым разгонным блоком «Икар» в период с 22 сентября 1999 г. по 22 ноября 1999 г. После успешных испытательных полетов корабля «Союз-Фрегат» 9 февраля 2000 г. и 20 марта. В 2000 году спутники Cluster II были запущены 16 июля 2000 года и 9 августа 2000 года. Еще один «Союз-Фрегат» запустил зонд ЕКА « Марс-Экспресс» с Байконура в июне 2003 года. Сейчас ракета-носитель «Союз-Фрегат» используется Starsem для коммерческих полезных нагрузок.
В период с 1 февраля 2003 г. по 26 июля 2005 г., после остановки флота космических кораблей США , «Союз» был единственным средством передвижения на Международную космическую станцию и обратно. Это включало передачу припасов через космический корабль «Прогресс» и смену экипажей. После вывода из эксплуатации флота космических шаттлов в 2011 году космическая программа США лишилась каких-либо средств для вывода астронавтов на орбиту, и НАСА зависело от «Союза» в отправке экипажа в космос до 2020 года. [5] НАСА возобновило полеты с экипажем с космического корабля США в 2020 году по программе развития коммерческого экипажа .
Длинная череда успешных запусков «Союзов» прервалась 15 октября 2002 года, когда беспилотный запуск спутника «Союз-У» «Фотон-М» из Плесецка упал возле стартовой площадки и взорвался через 29 секунд после старта. Один человек из наземной команды погиб, восемь получили ранения.
Еще одна авария произошла 21 июня 2005 года во время запуска военного спутника связи « Молния» с космодрома Плесецк, на котором использовалась четырехступенчатая версия ракеты под названием « Молния-М ». Полет завершился через шесть минут после старта из-за отказа двигателя третьей ступени или невыполнения приказа на разделение второй и третьей ступеней. Вторая и третья ступени ракеты, идентичные «Союзу», и ее полезная нагрузка (спутник «Молния-3К») разбились в Уватском районе Тюмени ( Сибирь ). [ нужна цитата ]
24 августа 2011 года беспилотный корабль «Союз-У», перевозивший груз на Международную космическую станцию, разбился, не сумев выйти на орбиту. 23 декабря 2011 года корабль «Союз-2.1б», запускавший военный спутник связи «Меридиан-5», потерпел неудачу на 7-й минуте запуска из-за аномалии на третьей ступени. [6]
11 октября 2018 года корабль «Союз МС-10» к Международной космической станции не смог выйти на орбиту из-за неисправности основного ракеты-носителя. Система аварийного спуска использовалась для отвода космического корабля «Союз» от неисправной ракеты. Два экипажа, Алексей Овчинин и Ник Хейг , следовали по баллистической траектории и благополучно приземлились на расстоянии более 400 км от космодрома Байконур .
Почтенная ракета-носитель «Союз» постепенно была заменена новой версией, названной «Союз-2» или «Союз/СТ» , которая имеет новую цифровую систему наведения и сильно модифицированную третью ступень с новым двигателем. Первая опытно-конструкторская версия корабля «Союз-2» под названием « Союз-2-1а» , оснащенная цифровой системой наведения, но по-прежнему приводящая в движение старым двигателем третьей ступени, стартовала 4 ноября 2004 года из Плесецка в суборбитальном испытательном полете, за которым последовал орбитальный полет 23 октября 2006 г. с космодрома Байконур. Полностью модифицированная ракета-носитель (версия «Союз-2-1б» ) совершила первый полет 27 декабря 2006 года со спутником CoRoT с космодрома Байконур .
19 января 2005 года Европейское космическое агентство (ЕКА) и Роскосмос договорились о запуске ракеты «Союз/СТ» с Гвианского космического центра . [7] Экваториальная стартовая площадка позволяет «Союзу» доставлять на солнечно-синхронную орбиту от 2,7 до 4,9 тонны в зависимости от используемого двигателя третьей ступени. [8] Строительство новой площадки началось в 2005 году и было завершено в апреле 2011 года. На площадке использовалась вертикальная нагрузка, распространенная во Французской Гвиане , в отличие от горизонтальной нагрузки, используемой на космодроме Байконур . [9] Моделирование запуска было проведено в начале мая 2011 года. [10] Первый оперативный запуск произошел 21 октября 2011 года с первыми двумя спутниками в системе глобального позиционирования Галилео .
Ракеты «Союз-У» и «Союз-ФГ» постепенно заменялись на «Союз-2» с 2014 по 2019 год. «Союз-У» был выведен из эксплуатации в 2017 году, [11] а «Союз-ФГ» доставлял экипажи космонавтов на МКС до сентября 2019 года (последний полет «Союза») . МС-15 , 25 сентября 2019 г.).
« Молния-М » (1964–2010 гг.) также была производной от семейства «Союз».
Ракета собирается горизонтально в монтажно-испытательном корпусе. Собранную ракету доставляют на стартовую площадку в горизонтальном состоянии, а затем поднимают. Это отличается от вертикальной сборки, например, « Сатурна-5» , и является одной из особенностей, удешевляющих подготовку «Союза» к запуску. Сборка горизонтально расположенной ракеты относительно проста, поскольку все модули легко доступны. Для сборки ракеты в вертикальном положении потребовался бы ветрозащитный высотный ангар, что на момент проектирования ракеты считалось нецелесообразным с финансовой точки зрения из-за упадка экономики Советского Союза .
Вся ракета подвешивается в стартовой системе за счет силовых механизмов на навесных ускорителях, где они крепятся к центральной активной зоне. Последний опирается на носовые секции накладных ускорителей. Эта схема напоминает условия полета, когда навесные ускорители толкают центральную часть вперед. Концепция подвески ракеты была одной из новинок, представленных в Р-7/Союзе.
Поскольку стартовая площадка убрана, нижняя часть ракеты опущена. Фермы пусковой системы воспринимают ветровые нагрузки. Устойчивость к сильному ветру — важная особенность стартовой системы, поскольку казахстанские степи , где расположен космодром Байконур, известны штормовыми ветрами .
Зажигание двигателей осуществляется с помощью пиротехнических ракет с электрическим запуском, установленных на березовых шестах, которые зажигаются примерно через Т-20 секунд, за несколько секунд до введения компонентов топлива в камеру сгорания. [12] Эта последовательность редко дает сбой из-за своей простоты. [13] Во время запуска опорные стрелы отслеживают движение ракеты. После выхода головок опорных стрел из специальной опорной выемки в носовых частях страпонов опорные стрелы и фермы отсоединяются от планера ракеты, поворачиваясь на опорных осях и освобождая ракете путь для взлета. При запуске ракета и стартовое средство образуют единую динамическую систему.
Когда страпонные ускорительные двигатели останавливаются, ускорители падают, обеспечивая безударное разделение. Если небо ясное, наземные наблюдатели могут увидеть королевский крест , образованный падающими ускорителями.
Ракета- носитель «Союз» используется для различных российских беспилотных миссий, а также продается компанией Starsem для запуска коммерческих спутников. В настоящее время используются следующие типы обтекателей:
«Прогресс» — грузовой космический корабль для беспилотных полетов на МКС, а ранее — на «Мир» . Космический корабль использует специальную платформу и обтекатель и может быть запущен с помощью кораблей «Союз-У», «Союз-ФГ» или «Союз-2».
Обтекатель типа А используется для коммерческих запусков.
Обтекатель S-типа используется компанией Starsem для коммерческих запусков. Обтекатель имеет внешний диаметр 3,7 м и длину 7,7 м. Разгонный блок «Фрегат» заключен в обтекатель с полезной нагрузкой и адаптером-распределителем полезной нагрузки. [14] Обтекатель S-типа вместе с разгонным блоком «Фрегат» использовались для запуска следующих космических аппаратов: Galaxy 14 , GIOVE A , Mars Express , AMOS-2 , Venus Express , Cluster . [15]
Обтекатель типа SL используется компанией Starsem для коммерческих запусков. Обтекатель имеет внешний диаметр 3,7 м и длину 8,45 м. Разгонный блок «Фрегат» заключен в обтекатель с полезной нагрузкой и адаптером-распределителем полезной нагрузки. [16] Обтекатель типа SL вместе с разгонным блоком «Фрегат» использовался для запуска следующих космических аппаратов: CoRoT .
Обтекатель типа ST используется компанией Starsem для коммерческих запусков. Его внешний диаметр составляет 4,1 м, а длина – 11,4 м. Его можно использовать только с «Союзом-2», поскольку старая аналоговая система управления не может справиться с аэродинамической нестабильностью, вызванной таким большим обтекателем. Этот обтекатель из углеродного пластика основан на проверенной конфигурации, используемой в транспортных средствах Ariane 4 компании Arianespace , при этом его длина увеличена примерно на один дополнительный метр. [17] Обтекатель разработан и изготавливается ЦСКБ-Прогресс в соответствии с требованиями заказчика ( Старсэм ). Это единственный тип обтекателя, предлагаемый Starsem/Arianespace для запусков с Куру. [18] «Прогресс М-УМ» — единственный космический корабль «Прогресс», запущенный в обтекателе СТ.
Первая ступень ракеты «Союз» состоит из четырех одинаковых конических жидкостных ракет-носителей, прикрепленных к активной зоне второй ступени. Каждый ускоритель имеет один ракетный двигатель с четырьмя камерами сгорания, двумя нониусными камерами сгорания и одним комплектом турбонасосов.
Статистика (каждый из 4-х бустеров)
Вторая ступень ракеты-носителя «Союз» представляет собой одну, как правило, цилиндрическую ступень с одним двигателем в основании и активируется вместе с первой ступенью. Как и каждая из ракет первой ступени, она также имеет четыре камеры сгорания и один комплект турбонасосов, но четыре (вместо двух) нониусных камер сгорания. Вторая ступень сужается к низу, чтобы четыре ракеты первой ступени могли более плотно прилегать друг к другу.
_spacecraft.jpg/1280px-Soyuz_19_(Apollo_Soyuz_Test_Project)_spacecraft.jpg)
Используются два варианта верхних ступеней: Блок I и Улучшенный Блок-I (используется в Союзе-2-1б ).
{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )