Ретроракета (сокращение от ретроградная ракета ) — это ракетный двигатель, создающий тягу , противодействующую движению транспортного средства, тем самым заставляя его замедляться. Они в основном использовались в космических кораблях , с более ограниченным использованием при посадке самолетов на короткие взлетно-посадочные полосы. С 2010 года появляются новые области применения для ретроракет в многоразовых пусковых системах .
Ракеты были установлены на носу некоторых моделей DFS 230 , немецкого военного планера времен Второй мировой войны . [1] Это позволяло самолету приземляться в более ограниченных пространствах, чем это было бы возможно во время воздушного десанта.
Еще одной разработкой Второй мировой войны был проект British Hajile , инициированный Управлением по разработке различных видов вооружения Британского Адмиралтейства . Первоначально заказ британской армии как метод сбрасывания тяжелого оборудования или транспортных средств с самолетов, летящих на больших скоростях и высотах, проект оказался катастрофой и был в значительной степени забыт после войны. Хотя некоторые из испытаний оказались успешными, Hajile был слишком непредсказуемым, чтобы его можно было использовать в обычных боевых действиях, и к тому времени, когда война подходила к концу, не имея возможности реализовать проект, он был отложен. Позднее советские эксперименты использовали эту технику, тормозя большие сбрасываемые с воздуха грузы после спуска на парашюте.
Когда космический корабль на орбите достаточно замедляется, его высота уменьшается до точки, в которой аэродинамические силы начинают быстро замедлять движение корабля, и он возвращается на землю. Без тормозных двигателей космические корабли оставались бы на орбите до тех пор, пока их орбиты естественным образом не замедлятся, и возвращались бы в атмосферу гораздо позже; в случае пилотируемых полетов, спустя долгое время после того, как системы жизнеобеспечения были бы израсходованы. Поэтому критически важно, чтобы космические корабли имели чрезвычайно надежные тормозные двигатели.
Из-за высокой надежности, требуемой для спускаемых с орбиты тормозных ракет, космический корабль Mercury использовал три твердотопливных тормозных ракеты с тягой 1000 фунтов силы (4,5 кН ), которые работали в течение 10 секунд каждая, прикрепленные к теплозащитному экрану в нижней части космического корабля. Одного было достаточно, чтобы вернуть космический корабль на Землю, если два других вышли из строя. [2]
Gemini использовал четыре ракеты, каждая 2500 фунтов-силы (11 кН), которые горели в течение 5,5 секунд последовательно, с небольшим перекрытием. Они были установлены в ретроградной секции модуля адаптера, расположенной сразу за тепловым экраном капсулы. [3] [4]
Для лунных полетов командно-сервисный модуль Apollo не требовал ретро-ракет для возвращения командного модуля на Землю, поскольку траектория полета проходила через атмосферу , используя атмосферное сопротивление для снижения скорости. Тестовые полеты на околоземной орбите требовали ретроградной тяги, которая обеспечивалась большим сервисным двигателем на сервисном модуле. Тот же двигатель использовался в качестве ретро-ракеты для замедления космического корабля при выходе на лунную орбиту . Лунный модуль Apollo использовал свой двигатель посадочной ступени для спуска с орбиты и посадки на Луну.
Система орбитального маневрирования Space Shuttle снабжала корабль парой мощных жидкотопливных ракет как для входа в атмосферу, так и для орбитального маневрирования. Для успешного входа в атмосферу было достаточно одной, а если бы обе системы вышли из строя, система управления реакцией могла бы замедлить корабль достаточно для входа в атмосферу.
Для обеспечения чистого разделения и предотвращения контакта многоступенчатые ракеты, такие как Titan II , Saturn I , Saturn IB и Saturn V , могут иметь небольшие тормозные ракеты на нижних ступенях, которые зажигаются при разделении ступеней. Например, они использовались для отвода ступеней S-IC и S-II от остальной части транспортного средства после их соответствующих отключений во время запуска Saturn V на околоземную орбиту. Между тем, следующая ступень может иметь ракеты с положительным углом обзора , как для содействия разделению, так и для обеспечения хорошего запуска двигателей на жидком топливе.
Тормозные двигатели также используются при посадке космических аппаратов на другие астрономические тела, такие как Луна и Марс , а также позволяют космическому аппарату выйти на орбиту вокруг такого тела, когда в противном случае он бы промчался мимо и снова ушел в космос. Как указывалось выше (в связи с проектом «Аполлон» ), основная ракета на космическом аппарате может быть переориентирована для использования в качестве тормозного двигателя. Капсула «Союз» использует небольшие ракеты для последней фазы посадки.
Новые применения для ракет с обратной тягой появились с 2010 года для многоразовых систем запуска . После отделения второй ступени первая ступень ракет Falcon 9 и Falcon Heavy компании SpaceX использует от одного до трех основных двигателей для замедления для пропульсивной посадки . Затем первая ступень восстанавливается, восстанавливается и подготавливается к следующему полету. Ускорители других орбитальных ракет обычно разрушаются после однократного использования при входе в атмосферу и высокоскоростном ударе об океан. Такие компании, как Blue Origin с их New Glenn , Link Space с их New Line 1 и национальные проекты, такие как проект RETALT Европейской комиссии и Long March 8 Китайского национального космического управления, также занимаются повторным входом в атмосферу для многоразовых ускорителей. [5] [6]
New Shepard — это многоразовая одноступенчатая суборбитальная ракета, в которой ускоритель использует свой главный двигатель для повторной посадки после полета. Капсула замедляет спуск с помощью парашютов и использует тормозные двигатели для замедления непосредственно перед достижением земли.
Операция Credible Sport , план, выдвинутый правительством США в 1979 году для спасения заложников в Иране, привел к строительству двух модифицированных Lockheed C-130 Hercules , обозначенных как YMC-130H, которые были оснащены тормозными ракетами, позволяющими им совершать чрезвычайно короткие посадки. В рамках плана эти самолеты должны были приземлиться на стадионе Шахида Широуди возле посольства США в Тегеране и использовать тормозные ракеты для остановки. Один самолет был уничтожен в результате крушения во время испытательного полета без каких-либо жертв, и план был отменен позже в том же году. [7]