Antares ( / æ n ˈ t ɑː r iː z / ), известная на ранних этапах разработки как Taurus II , — американская ракета-носитель среднего класса одноразового использования, разработанная и построенная Orbital Sciences Corporation (позже Orbital ATK и Northrop Grumman ) при финансовой поддержке NASA в рамках программы Commercial Orbital Transportation Services (COTS), присужденной в феврале 2008 года, наряду с автоматизированным грузовым космическим кораблём компании Cygnus . Как и другие ракеты-носители, разработанные Orbital, Antares использовала недорогие готовые детали и конструкции.
Первая ступень работает на жидком топливе , сжигая RP-1 (керосин) и жидкий кислород (LOX). Из-за ограниченного опыта Orbital с большими жидкостными ступенями, строительство было передано на субподряд украинским компаниям Pivdenne и Pivdenmash . Первоначально серия Antares 100 использовала отремонтированные двигатели NK-33, остатки советской лунной ракеты N1 . Однако после катастрофического взрыва серия Antares 200 перешла на новые российские двигатели RD-191 . После вторжения России в Украину Northrop Grumman объявила о планах по Antares 300, включающей новую первую ступень, разработанную в партнерстве с Firefly Aerospace . Новая первая ступень, похожая на ракету-носитель MLV от Firefly, будет включать композитные конструкции и семь двигателей Miranda , что увеличит грузоподъемность Antares.
Вторая ступень — твердотопливная ракета серии Castor 30 , созданная на основе твердотопливного двигателя Castor 120, используемого в Minotaur-C компании Orbital (оригинальный Taurus I), и сама по себе основанная на первой ступени МБР Peacekeeper . Хотя предлагается дополнительная третья ступень, она никогда не использовалась из-за интегрированного сервисного модуля космического корабля Cygnus.
Antares совершил свой первый полет 21 апреля 2013 года, запустив миссию Antares A-ONE с LP-0A на Среднеатлантическом региональном космодроме (MARS) с имитатором массы Cygnus. Позднее в том же году, 18 сентября, ракета успешно запустила Orb-D1 , первую миссию Cygnus для встречи с Международной космической станцией (МКС). После успешного завершения этих двух демонстрационных миссий COTS, Antares и Cygnus получили два контракта на коммерческие услуги по снабжению , охватывающие в общей сложности 25 миссий на МКС.
Программа COTS также финансировала разработку космического корабля Dragon компании SpaceX и ракеты Falcon 9 , стремясь стимулировать коммерческую космическую отрасль путем создания двух ракет-носителей средней грузоподъемности. В то время как Falcon 9 компании SpaceX достигла значительного коммерческого успеха, Antares — нет. На сегодняшний день NASA остается единственным заказчиком Antares, а Cygnus — его единственной полезной нагрузкой.
По мере приближения к концу программы Space Shuttle , NASA стремилось разработать новые возможности для пополнения запасов Международной космической станции (МКС). Отойдя от традиционной модели государственных космических аппаратов, агентство предложило новый подход: коммерческие компании будут эксплуатировать космические аппараты, в то время как NASA будет выступать в качестве заказчика.
Чтобы стимулировать инновации, NASA предложило финансирование через программу Commercial Orbital Transportation Services (COTS) для поддержки разработки новых космических аппаратов и ракет-носителей. 19 февраля 2008 года NASA объявило, что заключит с Orbital Sciences Corporation контракт COTS на сумму 171 миллион долларов. Ожидалось, что Orbital инвестирует дополнительно 150 миллионов долларов, из которых 130 миллионов долларов будут потрачены на ракетный ускоритель, а 20 миллионов долларов — на космический аппарат. [12]
В рамках программы COTS Orbital должна была провести успешную демонстрацию своего ракетного ускорителя и космического корабля. Если бы оба демонстрационных полета были успешными, Orbital могла бы претендовать на выгодный контракт Commercial Resupply Service на сумму 1,9 млрд долларов на восемь полетов к МКС. [13]
В июне 2008 года было объявлено, что Среднеатлантический региональный космодром , ранее являвшийся частью комплекса Wallops Flight Facility в Вирджинии , станет основной стартовой площадкой для ракеты. [14] Стартовая площадка 0A (LP-0A), ранее использовавшаяся для неудачной ракеты Conestoga , будет модифицирована для запуска Antares. [15] Wallops позволяет осуществлять запуски, которые достигают орбиты Международной космической станции так же эффективно, как и запуски с мыса Канаверал во Флориде, при этом будучи менее загруженными. [12] [16] Первый полет Antares запустил имитатор массы Cygnus. [17]
10 декабря 2009 года компания Alliant Techsystems Inc. (ATK) провела испытательные пуски двигателя Castor 30 для использования на второй ступени ракеты Antares. [18] В марте 2010 года компании Orbital Sciences и Aerojet завершили испытательные пуски двигателей AJ-26 . [19]
Первоначально названный Taurus II, 12 декабря 2011 года компания Orbital Sciences переименовала аппарат в Antares в честь одноименной звезды [20] .
По состоянию на апрель 2012 года затраты на разработку оценивались в 472 миллиона долларов. [1]
22 февраля 2013 года было успешно проведено испытание горячим огнем: вся первая ступень была установлена на площадке и удерживалась в таком положении, пока двигатели работали в течение 29 секунд. [17]
Первая ступень Antares сжигает RP-1 (керосин) и жидкий кислород (LOX). Поскольку у Orbital было мало опыта с большими жидкими ступенями и топливом LOX, ядро первой ступени было спроектировано и изготовлено в Украине конструкторским бюро «Южное» и «Южмашем» [12] и включает в себя топливные баки, баки наддува, клапаны, датчики, линии подачи, трубки, проводку и другое сопутствующее оборудование. [21] Как и « Зенит» — также производимый «Южмашем», — ракета Antares имеет диаметр 3,9 м (150 дюймов) с соответствующим обтекателем полезной нагрузки диаметром 3,9 м . [6]
Первая ступень Antares 100-й серии была оснащена двумя двигателями Aerojet AJ26 . Они начинались как двигатели Кузнецова НК-33, построенные в Советском Союзе в конце 1960-х и начале 1970-х годов, 43 из которых были куплены Aerojet в 1990-х годах. Двадцать из них были переоборудованы в двигатели AJ26 для Antares. [22] Модификации включали оснащение двигателей карданным подвесом , добавление американской электроники и квалификацию двигателей для работы в два раза дольше, чем было рассчитано, и для работы на 108% от их первоначальной тяги. [3] [19] Вместе они производили 3265 килоньютонов (734 000 фунт- сил ) тяги на уровне моря и 3630 кН (816 100 фунт- сил ) в вакууме. [8]
После катастрофического отказа AJ26 во время испытаний в Космическом центре имени Стенниса в мае 2014 года и неудачного запуска Orb-3 в октябре 2014 года, вероятно, вызванного турбонасосом двигателя [23] , серия Antares 100 была снята с эксплуатации.
Из-за опасений по поводу коррозии, старения и ограниченных поставок двигателей AJ26 компания Orbital выбрала новые двигатели первой ступени [19] [24] для участия в торгах по второму крупному долгосрочному контракту на пополнение грузовых запасов МКС . После потери ракеты Antares в октябре 2014 года компания Orbital Sciences объявила, что российский РД-181 — модифицированная версия РД -191 — заменит AJ-26 на ракетах серии Antares 200. [25] [26] Первый полет конфигурации Antares 230 с использованием РД-181 состоялся 17 октября 2016 года, доставив груз Cygnus OA-5 на МКС .
Первые ступени Antares 200 и 200+ оснащены двумя двигателями РД-181, которые обеспечивают на 440 кН (100 000 фунтов силы) больше тяги, чем два двигателя AJ26, используемые на Antares 100. Orbital адаптировала существующую основную ступень для размещения возросшей производительности в серии 200, что позволило Antares доставлять до 6500 кг (14 300 фунтов) на низкую околоземную орбиту. [7] Избыточная производительность серии Antares 200 позволит Orbital выполнить свой контракт на пополнение запасов МКС всего за четыре дополнительных полета, а не пять, которые потребовались бы с серией Antares 100. [27] [28] [29]
В то время как серия 200 адаптировала первоначально заказанные ступени серии 100 ( КБ «Южное» / «Южмаш» , производное от «Зенита»), [30] она требует недостаточного дросселирования двигателей РД-181, что снижает производительность. [28]
Antares был модернизирован до Antares 230+ по контракту NASA Commercial Resupply Services 2. NG-12, запущенный 2 ноября 2019 года, был первой миссией NASA CRS-2 на МКС, использующей модернизацию 230+. Наиболее значительными модернизациями стали структурные изменения в межбаковом отсеке (между баками LOX и RP-1) и переднем отсеке (впереди LOX). Кроме того, компания работает над улучшением траектории с помощью «автопилота с отцепкой нагрузки», который обеспечит большую массу для вывода на орбиту. [31]
В августе 2022 года Northrop Grumman объявила, что заключила контракт с Firefly Aerospace на создание первой ступени серии 300, которая похожа на разрабатываемую ракету-носитель MLV компании Firefly и имеет те же композитные конструкции, а также семь двигателей Miranda , вырабатывающих тягу 7200 кН (1 600 000 фунтов силы) — существенно больше, чем у предыдущей первой ступени серии 200. Northrop Grumman заявляет, что новая первая ступень существенно увеличивает массовые возможности Antares. [32] [9]
Объявление было сделано в результате вторжения России на Украину в 2022 году , которое поставило под угрозу цепочки поставок предыдущих первых ступеней, которые производятся на Украине и используют двигатели РД-181 из России. [33]
Вторая ступень — твердотопливная ракета Orbital ATK Castor 30-й серии , разработанная как производная от твердотопливного двигателя Castor 120, используемого в качестве первой ступени Minotaur-C , которая сама основана на первой ступени МБР LGM-118 Peacekeeper . [34] В первых двух полетах Antares использовался Castor 30A, который был заменен усовершенствованным Castor 30B для последующих полетов. Castor 30B выдает среднюю тягу 293,4 кН (65 960 фунт- сил ) и максимальную тягу 395,7 кН (88 960 фунт- сил ) и использует электромеханическое управление вектором тяги . [8] Для повышения производительности доступен более крупный Castor 30XL [30] , который будет использоваться в полетах по снабжению МКС, чтобы позволить Antares нести усовершенствованный Cygnus. [8] [35] [36]
Верхняя ступень Castor 30XL для Antares 230+ оптимизируется для контракта CRS-2. Первоначальный проект Castor 30XL был построен консервативно, и после получения опыта полетов было определено, что структурный компонент корпуса двигателя может быть облегчен. [31]
Antares предлагает три дополнительных третьих ступени: третья ступень на двухкомпонентном топливе (BTS), третья ступень на основе Star 48 и двигатель Orion 38. BTS создана на основе GEOStar компании Orbital , космического корабля-носителя , и использует в качестве топлива азотный тетраоксид и гидразин ; она предназначена для точного размещения полезных грузов на их конечных орбитах. [6] Ступень на основе Star 48 использует твердотопливный ракетный двигатель Star 48BV и будет использоваться для более высоких энергетических орбит. [6] Orion 38 используется на ракетах Minotaur и Pegasus в качестве верхней ступени. [37]
Обтекатель диаметром 3,9 метра (13 футов) и высотой 9,9 метра (32 фута) изготавливается компанией Northrop Grumman из города Иука, штат Миссисипи , которая также изготавливает другие композитные конструкции для корабля, включая комбинированный адаптер обтекателя, двенадцатиугольник, конус двигателя и промежуточную ступень. [38]
.jpg/1280px-Antares_Rocket_Rolls_Out_at_NASA_Wallops_(50386263888).jpg)
14 января 2016 года НАСА заключило три контракта на перевозку грузов через CRS-2. Одним из этих контрактов был Cygnus компании Orbital ATK. [39]
По словам Марка Печински, вице-президента Orbital ATK по полетным системам, «разрабатывается еще одна улучшенная версия [Antares для контракта CRS-2], которая будет включать: обновления ядра первой ступени, включая структурное усиление и оптимизацию для размещения возросших нагрузок. (Также) определенные усовершенствования двигателей RD-181 и двигателя CASTOR 30XL; и улучшения размещения полезной нагрузки, включая функцию «откидного верха», встроенную в обтекатель, чтобы обеспечить позднюю загрузку груза Cygnus и оптимизированную структуру адаптера обтекателя».
Ранее предполагалось, что эти запланированные обновления серии Antares 230 создадут транспортное средство, известное как серия Antares 300. Однако, когда его спросили конкретно о разработке серии Antares 300, г-н Печински заявил, что Orbital ATK «не решила называть обновления, над которыми мы работаем, серией 300. Это еще не определено». [40]
В мае 2018 года руководитель программы Antares Курт Эберли сообщил, что обновления будут называться Antares 230+. [31]
В первых двух испытательных полетах использовалась вторая ступень Castor 30A . Во всех последующих полетах будут использоваться либо Castor 30B , либо Castor 30XL . Конфигурация ракеты обозначается трехзначным числом, где первое число представляет первую ступень, второе — тип второй ступени, а третье — тип третьей ступени. [35] Знак +, добавленный в качестве суффикса (четвертая позиция), означает улучшение характеристик варианта Antares 230.
Первоначально запланированный на 2012 год, первый запуск Antares, обозначенный как A-ONE [41], был осуществлен 21 апреля 2013 года [42], на борту которого находились Cygnus Mass Simulator ( шаблон космического корабля Cygnus ) и четыре спутника CubeSat, контракт на которые был заключен Spaceflight Incorporated: Dove 1 для Cosmogia Incorporated (теперь Planet Labs) и три спутника PhoneSat – Alexander , [43] Graham и Bell для NASA. [44]
Перед запуском 22 февраля 2013 года был успешно проведён 27-секундный испытательный запуск двигателей ракеты AJ26, после попытки 13 февраля, которая была прекращена до зажигания. [17]
A-ONE использовала конфигурацию Antares 110 со второй ступенью Castor 30A и без третьей ступени. Запуск состоялся с площадки 0A Среднеатлантического регионального космодрома на острове Уоллопс , штат Вирджиния . LP-0A был бывшим стартовым комплексом Conestoga , который использовался только один раз, в 1995 году для единственной попытки орбитального запуска Conestoga. [11] Antares стала крупнейшей — и первой — ракетой на жидком топливе, запущенной с острова Уоллопс, а также крупнейшей ракетой, запущенной Orbital Sciences. [41]
Первая попытка запуска ракеты 17 апреля 2013 года была отменена после отсоединения шлангокабеля от второй ступени ракеты, а вторая попытка 20 апреля была отменена из-за сильного ветра на высоте. [45] При третьей попытке 21 апреля ракета стартовала в начале своего стартового окна. Стартовое окно для всех трех попыток составляло три часа, начиная с 21:00 UTC (17:00 EDT ), сокращаясь до двух часов в начале конечного отсчета и десяти минут позже [ требуется разъяснение ] в отсчете. [11] [46]
.jpg/1280px-Aftermath_of_Antares_Orb-3_explosion_at_Pad_0A_(20141029a).jpg)
28 октября 2014 года попытка запуска Antares с грузовым космическим кораблем Cygnus в рамках миссии по снабжению Orb-3 катастрофически провалилась через шесть секунд после старта с Среднеатлантического регионального космодрома в Уоллопс Лётный комплекс , Вирджиния . [47] Взрыв произошёл в секции тяги, как раз когда корабль пролетел над башней, и он упал обратно на стартовую площадку. Офицер безопасности полигона отправил команду на уничтожение непосредственно перед ударом. [48] [49] Пострадавших не было. [50] Orbital Sciences сообщила, что стартовая площадка 0A «избежала значительных повреждений», [49] хотя первоначальные оценки затрат на ремонт составляли около 20 миллионов долларов. [51] Orbital Sciences сформировала комиссию по расследованию аномалий для расследования причины инцидента. Они связали её с отказом турбонасоса LOX первой ступени, но не смогли найти конкретную причину. Однако восстановленные двигатели NK-33, изначально произведенные более 40 лет назад и хранившиеся десятилетиями, предположительно имели утечки, коррозию или производственные дефекты, которые не были обнаружены. [52] Отчет о расследовании аварии НАСА был более прямым в своей оценке отказа. [53] 6 октября 2015 года, почти через год после аварии, площадка 0A была восстановлена для использования. Общие затраты на ремонт составили около 15 миллионов долларов. [54]
После неудачи Orbital попыталась приобрести услуги по запуску для своего космического корабля Cygnus, чтобы выполнить свой грузовой контракт с NASA, [24] и 9 декабря 2014 года Orbital объявила, что по крайней мере один, а возможно и два полета Cygnus будут запущены на ракетах Atlas V с базы ВВС на мысе Канаверал . [55] Как и случилось, Cygnus OA-4 и Cygnus OA-6 были запущены с Atlas V, а Antares 230 выполнил свой первый полет с Cygnus OA-5 в октябре 2016 года. Еще одна миссия была запущена на борту Atlas в апреле 2017 года ( Cygnus OA-7 ), выполнив договорные обязательства Orbital перед NASA. За ней последовал Antares 230, находящийся в регулярном обслуживании с Cygnus OA-8E в ноябре 2017 года, и еще три миссии были запланированы по их продленному контракту.
Примечание: Cygnus CRS OA-4 , первая миссия Enhanced Cygnus, и Cygnus OA-6 запускались с помощью ракет-носителей Atlas V 401, в то время как новая Antares 230 находилась на завершающей стадии разработки. Cygnus CRS OA-7 также был переключен на Atlas V 401 и запущен 18 апреля 2017 г.
Примечание: Cygnus NG-20 , Cygnus NG-21 и Cygnus NG-22 будут выводиться на орбиту с помощью ракет-носителей Falcon 9 Block 5, в то время как новая Antares 330 находится в стадии разработки.
В следующей таблице показана типичная последовательность запуска ракет серии Antares-100, например, для запуска космического корабля Cygnus в рамках миссии по доставке грузов на Международную космическую станцию. [66] Береговая фаза необходима, поскольку твердотопливная верхняя ступень имеет короткое время горения. [95]
{{cite web}}: CS1 maint: unfit URL (link)Orbital объявила, что планирует использовать другой двигатель на Antares и что она, скорее всего, больше не будет использовать 40-летние двигатели AJ-26 в следующем полете ракеты, который Orbital надеется провести в 2016 г.
Vehicle Systems Engineering, Propulsion Engineering, Stress, Avionics и SMA (Safety and Mission Assurance) приняли участие в CDR Antares Stage 1 для модификаций, необходимых для интеграции двигателей RD-181 на уровнях тяги 230 и 330.
нет доказательств значительного ущерба
nasapr20130421была вызвана, но не определена (см. страницу справки ).orbital201212была вызвана, но не определена (см. страницу справки ).colspace20131209была вызвана, но не определена (см. страницу справки ).wapo20130922была вызвана, но не определена (см. страницу справки ).nasasf20130928была вызвана, но не определена (см. страницу справки ).sfnow20130506была вызвана, но не определена (см. страницу справки ).orb2_orbitalбыла вызвана, но не определена (см. страницу справки ).orbatkpr-20150812aбыла вызвана, но не определена (см. страницу справки ).Orbital_manifestбыла вызвана, но не определена (см. страницу справки ).Cygnus-NG-14-space-articleбыла вызвана, но не определена (см. страницу справки ).Cygnus-NG-14-nasa-press-releaseбыла вызвана, но не определена (см. страницу справки ).
В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .