Первая южнокорейская орбитальная ракета-носитель, разработанная внутри страны
Nuri ( кор . 누리 ; корейское произношение: [nuriː] , что означает «мир» на родном корейском языке ), также известная как KSLV-II ( Korean Space Launch Vehicle-II ), [6] — трёхступенчатая ракета-носитель , вторая разработанная Южной Кореей и преемница Naro-1 ( KSLV-1 ). [7] Nuri разработана Корейским институтом аэрокосмических исследований (KARI). [8] [9] [3] [10] Все три ступени используют двигатели ракеты-носителя собственной разработки, что делает Nuri первой южнокорейской орбитальной ракетой-носителем собственной разработки (ракета-носитель Naro-1 использовала первую ступень российского производства).
Южнокорейское правительство сделало SpaceX «образцом для подражания», стремясь разрабатывать относительно дешевые и надежные ракеты, достаточно конкурентоспособные для рынка коммерческих запусков. [11]
21 октября 2021 года Nuri предприняла первую попытку орбитального запуска в 08:00 UTC и вывела 1500-килограммовый (3300 фунтов) фиктивный спутник на запланированную солнечно-синхронную орбиту (SSO) высотой 700 км (430 миль). Однако, несмотря на то, что полезный груз достиг целевого апогея (700 км), третья ступень отключилась примерно на 46 секунд раньше запланированного, и полезный груз не достиг орбитальной скорости. [10] [12] [13]
Nuri совершил свой второй полет 21 июня 2022 года в 07:00 UTC с полезной нагрузкой 1500 кг (3300 фунтов), включая 1300 кг (2900 фунтов) фиктивного спутника и 180 кг (400 фунтов) спутника проверки производительности (PVSAT), включая четыре кубических спутника. Второй запуск был успешным, выведя все спутники на солнечно-синхронную орбиту (SSO) высотой 700 км (430 миль). [14] В результате этого запуска Южная Корея стала седьмой страной в мире, способной вывести на орбиту спутник массой не менее одной тонны. [15] [16]
После двух испытательных запусков Nuri показал более высокие, чем ожидалось, характеристики, увеличив полезную нагрузку с 1500 кг (3300 фунтов) до 1900 кг (4200 фунтов). [4]
Nuri — первый снаряд, разработанный с использованием независимой корейской внутренней технологии на всех этапах, включая проектирование, производство и испытания. С его последним успешным запуском Южная Корея стала седьмой страной в мире, имеющей жидкостный ракетный двигатель среднего размера весом более 75 тонн. [17]
Спецификация
Nuri (KSLV-II) — трехступенчатая ракета-носитель. Первая ступень ускорителя использует четыре двигателя KRE-075 SL, создающие 266,4 тонны тяги с удельным импульсом 289,1 секунды. Вторая ступень ускорителя использует один двигатель KRE-075 Vacuum, который имеет более широкое сопло для повышения эффективности в вакууме с удельным импульсом 315,4 секунды. Третья ступень ускорителя использует один двигатель KRE-007 с удельным импульсом 325,1 секунды. Обе модели двигателей используют Jet A в качестве топлива и жидкий кислород (LOX) в качестве окислителя. [18]
Будущие версии
Дальнейшие усовершенствования будут добавлены после успеха программы KSLV-II, в основном за счет увеличения тяги KRE-075 с 744 кН (167 000 фунт -сила ) до 849 кН (191 000 фунт -сила ) и удельного импульса с 261,7 секунд до 315,4 секунд. Также есть планы сделать двигатель легче такими методами, как удаление пиротехнического воспламенителя или ограничение его карданного диапазона. Это позволит увеличить грузоподъемность модифицированного KSLV-II с 1,5 тонн до 2,8 тонн. [ необходима цитата ]
Разработка
Когда в октябре 2010 года началась разработка технологий для Nuri, [18] [19] общая цель проекта состояла в разработке новой одноразовой ракеты -носителя средней грузоподъемности , которая была бы полностью разработана с использованием местных технологий из Кореи. Когда Nuri впервые достигла орбиты в июне 2022 года, общая стоимость программы разработки составляла приблизительно 1,5 миллиарда долларов США. [14]
Разработка двигателя
В марте 2014 года первый тест сгорания 7-тонной камеры сгорания [18] [19] был успешно завершен, а полная сборка и начальный тест зажигания двигателя KRE-007 начались в июле 2015 года. Кроме того, первая фаза проекта была завершена добавлением трехступенчатой испытательной установки сгорания двигателя и испытательной установки сгорания камеры сгорания. Однако проблема нестабильности сгорания в горелке KRE-075 потребовала доработки. [18] [19]
Hanwha Techwin Co. подписала 25 января 2016 года контракт стоимостью 14,1 млрд вон (11,77 млн долларов США) с Корейским институтом аэрокосмических исследований (KARI) на производство обоих типов жидкостных ракетных двигателей для Нури. [20]
8 января 2016 года был реализован второй этап проекта по преодолению трудностей, связанных с нестабильностью горения в камере сгорания и технологией сварки топливного бака жидкого двигателя, и испытание сгорания двигателя KRE-075 в течение нескольких секунд прошло успешно. [18] [19]
3 мая 2016 года двигатель KRE-075 прошел испытание на искровое зажигание длительностью 1,5 секунды. Позднее, 8 июня 2016 года, он был запущен в течение 75 секунд. После этих успехов, 20 июля 2016 года в 13:39 было достигнуто конечное целевое время сгорания в 145 секунд (147 секунд). Во время наземных испытаний двигатель работал номинально, со всеми значениями, такими как безопасность сгорания и тяга сгорания, в пределах ожидаемого диапазона ошибок. Во время реального запуска ожидается, что двигатель первой ступени будет гореть в течение 127 секунд, а двигатель второй ступени — в течение 143 секунд.
С октября 2016 года по октябрь 2021 года было проведено более 184 испытаний на сгорание второго прототипа двигателя КРЭ-075. [21]
Двигатель уровня моря KRE-075
Двигатель KRE-075 был разработан в апреле 2016 года после завершения программы разработки двигателя тягой 30 тс. [22] [18]
Вакуумный двигатель КРЭ-075
Двигатель КРЭ-007
KSLV-II TLV
Испытательная ракета-носитель ( TLV ) была одноступенчатой ракетой-носителем (с запланированной двухступенчатой версией), квалифицировавшей производительность двигателя KRE-075, который приводит в действие KSLV-II. TLV имела длину 25,8 м (85 футов), диаметр 2,6 м (8 футов 6 дюймов) и массу 52,1 тонны. Жидкостный ракетный двигатель основной ступени был полностью подвешен на карданном подвесе. [23] [24] С установленным двигателем второй ступени двухступенчатая версия TLV могла работать как небольшая ракета-носитель для запуска спутников. [ требуется ссылка ]
2018 полет
TLV был запущен из Космического центра Наро в Кохыне , провинция Южная Чолла , 28 ноября 2018 года. Основной целью первого суборбитального полета было то, чтобы основной двигатель одноступенчатой ракеты работал 140 секунд, достигая высоты 100 км, а затем приводнялся в море между островами Чеджудо и Окинава . [26]
Первый полет был впервые отложен с 25 октября 2018 года на один месяц из-за ненормальных показаний, обнаруженных в системе наддува топлива ракеты-носителя. [27] Затем испытательный полет был перенесен на 28 ноября 2018 года в 07:00 UTC (16:00 KST ). Никакая полезная нагрузка не должна была выводиться на орбиту. [28]
Запуск TLV, хотя и считался успешным, поскольку ее главный двигатель работал 151 секунду в 10-минутном полете [29] , не транслировался в прямом эфире. [30] Достигнув максимальной высоты 209 км (130 миль), ступень ракеты-носителя приводнилась в Тихом океане , в 429 км (267 миль) к юго-востоку от острова Чеджудо. [31]
Поскольку TLV предназначался для испытаний и полет завершился успешно, повторного запуска TLV не проводилось.
ГЕО КСЛВ
В настоящее время разрабатывается усовершенствованная разновидность KSLV-II для геостационарной экваториальной орбиты . Она будет кластеризовать четыре двигателя KRE-090 в основной ступени, с четырьмя боковыми ускорителями, оснащенными одним двигателем KRE-090 каждый. Вторая ступень будет оснащена оптимизированной для вакуума разновидностью того же двигателя KRE-090 (KRE-090V), а третья ступень будет реализовывать недавно разработанный двигатель сгорания с обогащенным окислителем ступенчатым двигателем KRE-010V . [32]
Использование
Nuri будет использоваться для запуска нескольких спутников наблюдения за Землей , таких как KOMPSAT , спутники среднего класса и разведывательные спутники LEO. Планируется поддержка миссии Южной Кореи по исследованию Луны для отправки орбитальных и посадочных аппаратов. Nuri станет первым ракетоносителем Южной Кореи, который выйдет на рынок коммерческих пусковых услуг. Стоимость запуска оценивается примерно в 30 миллионов долларов США, что дешевле, чем у азиатских аналогов. Это позволит Южной Корее предоставлять дешевые пусковые услуги для стран Юго-Восточной Азии . [33]
Южная Корея планирует запустить в 2030 году ракету большой массы под названием KSLV-3 вместо усовершенствования KSLV-2. Решение направлено на сокращение технологического разрыва с другими странами. [34]
Вместо этого он планирует разработать недорогую ракету, которая уменьшит KSLV-2, и рассматривает возможность запуска военного спутника для наблюдения за Северной Кореей. [35]
Ссылки dongascience.donga.com. 25 февраля 2021 г. Проверено 26 февраля 2021 г.
^ "과학기술정보통신부" . Министерство науки и технологий Республики Корея, информация и связь. 19 января 2020 г.
^ ab "Корейская космическая ракета-носитель KSLV-II". Корейский институт аэрокосмических исследований. Архивировано из оригинала 29 февраля 2016 года.
^ ab "누리호 탑재 중량 1,5 т → 1,9 т 으로 성능 '업'" . Донга Наука . 4 декабря 2022 г.
^ "2 조 규모의 '차세대발사체(KSLV-III)' 개발 사업, 예타 조사 통과" . санхак = 29 ноября 2022 г.
^ "Южная Корея запускает первую отечественную космическую ракету Nuri". BBC News. 21 октября 2021 г. Получено 22 октября 2021 г.
^ "[출처: 중앙일보] 설계부터 제작까지 100% 국산 로켓 내달 발사" . Джунганг Ильбо . 7 сентября 2018 г.
^ "Южная Корея откладывает запуск первой отечественной космической ракеты". Информационное агентство Yonhap . 29 декабря 2020 г.
↑ Ко, Джун-тэ (7 июня 2019 г.). «Космос: последний рубеж, но не надолго». Korea JoongAng Daily . Получено 2 октября 2019 г.
^ abc "South Korea's KSLV-II performed maiden launch". NASASpaceFlight.com. 21 октября 2021 г. Получено 21 октября 2021 г.
↑ Ким Аён (22 июня 2022 г.). "다가온 '뉴 스페이스' 시대‥"민간에 누리호 기술 이전"". Новости МБК .
^ "Южная Корея провела испытательный запуск первой отечественной космической ракеты". Ap News . 21 октября 2021 г.
^ 이, 원주 (21 октября 2021 г.). "(3rd LD) South Korea failed to put dummy satellite into orbit". Yonhap News Agency . Получено 21 октября 2021 г.
^ ab Clark, Stephen (21 июня 2022 г.). «South Korea's all-domestic satellite launcher reachs orbit for first time» (Южнокорейская полностью отечественная пусковая установка для спутников впервые достигла орбиты). Spaceflight Now . Получено 22 июня 2022 г.
^ «Южная Корея успешно вывела спутники на орбиту, 7-е место в мире». Kyodo News. 21 июня 2022 г.
^ "Южная Корея присоединяется к элитному космическому клубу в качестве 7-го члена". 21 июня 2022 г.
^ abcd "[누리호] 설계부터 1차 발사까지 11년 7개월의 일지". Наука Таймс. 22 октября 2021 года. Архивировано из оригинала 24 июня 2022 года . Проверено 24 июня 2022 г.
^ "Hanwha Techwin to Produce Liquid Rocket Engine for Korea Space Launch Vehicle". 비즈니스코리아 - Business Korea . 26 января 2016 г. Получено 7 февраля 2019 г.
^ 한국항공우주연구원 (КАРИ) (6 декабря 2018 г.). «[KARI]연비가 향상된 로켓엔진 연소시험(100초) 공개». Архивировано из оригинала 18 ноября 2021 года . Проверено 7 февраля 2019 г. - через YouTube.
^ 한국항공우주연구원 (10 сентября 2018 г.). "올 10월로 다가올 #시험발사체 조립 장면 타임랩스 영상으로 만나 보시죠!pic.twitter.com/25hDmf2lAg". Твиттер.com . Проверено 7 февраля 2019 г.
^ "사진 > ИЗОБРАЖЕНИЕ КАРИ" . кари.ре.кр. Проверено 7 февраля 2019 г.
^ "KSLV-II TLV Specifications" . Получено 4 декабря 2022 г. .
^ 김, 한주 (28 ноября 2018 г.). "Южная Корея проведет испытания двигателя космической ракеты". Yonhap News Agency . Получено 7 февраля 2019 г.
^ "Южная Корея откладывает испытательный запуск космического ракетного двигателя". Информационное агентство Yonhal. 17 октября 2018 г. Получено 7 февраля 2019 г.
^ 한국항공우주연구원 (13 ноября 2018 г.). "11:28, 한국형발사체 '누리호'의 엔진시험을 위한 시험발사체 발사가 추진될 예정입니다). .twitter.com/9eOHhufcym». Твиттер.com . Проверено 7 февраля 2019 г.
^ 김, 한주 (28 ноября 2018 г.). "(2nd LD) Испытание времени горения космического ракетного двигателя соответствует целевой цели". Yonhap News Agency . Получено 7 февраля 2019 г.
^ 한국항공우주연구원 (27 ноября 2018 г.). "#시험발사체 발사 성공! 발사 모습을 영상으로 공개합니다.pic.twitter.com/lTkonvL7ax". Твиттер.com . Проверено 7 февраля 2019 г.
^ 김, 한주 (28 ноября 2018 г.). "Южная Корея успешно испытала космический ракетный двигатель". Yonhap News Agency . Получено 7 февраля 2019 г.
^ Ю, Бёнгиль; Ли, Кванг-Джин; У, Сонгпхиль; Им, Джи-Хёк; Со, Ёнсок; Чон, Джунсу; Ли, Чонхо; Со, Дэбан; Хан, Ёнмин; Ким, Джинхан (апрель 2018 г.). «Состояние разработки и план высокопроизводительного двигателя верхней ступени для GEO KSLV». Журнал Корейского общества инженеров-двигателей . 22 (2): 125–130. doi : 10.6108/KSPE.2018.22.2.125 .
^ 정구희 (30 октября 2021 г.). «[더스페셜리스트] 가성비 떨어지는 누리호? 그래도 쏴야 하는 이유». SBS 뉴스 (на корейском языке) . Проверено 4 мая 2022 г.
^ Запуск ракеты «Нури» запланирован на середину мая — конец июня.
^ 항우연, 소형발사체 개발 도전
^ "Независимо созданная ракета Nuri выводит Южную Корею в стратосферу". The Hankyoreh . Получено 14 июня 2022 г.
^ Канаяма, Ли (21 июня 2022 г.). «KARI достигает орбиты во время второго испытательного полета отечественной ракеты Nuri». NASASpaceFlight . Получено 31 марта 2023 г.
^ 장, 동우 (13 июня 2022 г.). «Идут последние приготовления ко второму запуску южнокорейской космической ракеты». Информационное агентство Yonhap . Получено 14 июня 2022 г.
^ "(СРОЧНО) Спутник для проверки работоспособности ракеты Nuri достиг орбиты:gov't". Yonhap News Agency . 21 июня 2022 г. Получено 21 июня 2022 г.
^ Дэвенпорт, Джастин (25 мая 2023 г.). «Южная Корея запускает исследовательские спутники во время третьего полета Нури». NASASpaceFlight . Получено 25 мая 2023 г.
^ Шин, Хёнхи; Чхве, Су-Хян (25 мая 2023 г.). «Южная Корея заявляет, что отечественная космическая ракета вывела спутники на орбиту». Reuters . Сеул.