Loading AI tools
З Вікіпедії, вільної енциклопедії
Система космічних запусків (англ. Space Launch System, SLS) — надважка ракета-носій США для пілотованих експедицій за межі навколоземної орбіти, розроблюється НАСА замість РН «Арес-5», що була скасована разом із програмою «Сузір'я» і повинна замінити програму Спейс Шаттл. Перший запуск «Артеміди-1» відбувся 16 листопада 2022 року.
Ця стаття є сирим перекладом з іншої мови. Можливо, вона створена за допомогою машинного перекладу або перекладачем, який недостатньо володіє обома мовами. (лютий 2016) |
Ця стаття чи розділ висвітлює запланований чи нещодавній космічний політ. |
SLS Block 1 із космічним кораблем «Оріон» запускаються з майданчика 39B | ||||||
Призначення | вантажні і пілотовані космічні польоти | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
Виробник | United Launch Alliance, Boeing, Aerojet Rocketdyne, Orbital ATK[en] | |||||
Країна | США | |||||
вартість запуску () |
$1,5-2,5 млрд. (2017)[1] (кошторис 2014: $7 млрд. на 2014—2018;[2] кошторис 2013: 35 млрд до 2025) | |||||
Розміри | ||||||
Висота | в залежн. від ІІ ст. 78,3-(~81) м | |||||
Діаметр | І ст. 8,4 м | |||||
Маса | >2'210'000 кг | |||||
Ступенів | 2 | |||||
Вантаж | ||||||
Вантаж на ННО |
70'000-130'000 кг | |||||
Вантаж на НМО |
кг | |||||
Вантаж на Марс |
кг | |||||
Споріднені ракети | ||||||
Аналоги | Сатурн V, Falcon Heavy, BFR, New Glenn | |||||
Історія запусків | ||||||
Статус | у розробці | |||||
Космодроми | Космічний центр імені Кеннеді, LC-39b | |||||
Перший запуск | Exploration Mission 1 (2021) | |||||
Відомий вантаж | Оріон (космічний корабель), Europa Clipper | |||||
Перший ступінь - Твердопаливні прискорювачі (Block 1, 1В) | ||||||
Двигуни | ||||||
Тяга | 2 по 16'000 кН | |||||
Питомий імпульс | 2,64 км/с або 269 с | |||||
Тривалість горіння | 124 с | |||||
Паливо | PBAN, APSP | |||||
Перший ступінь - Центральне ядро | ||||||
Довжина | 64,6 м | |||||
Діаметр | 8,4 м | |||||
Маса порожнього | 85'270 кг | |||||
Повна маса | 979,452 кг | |||||
Двигуни | 4 од. RS-25D/E (рів. моря: 1'860 кН, вакуум: 2'279 кН) | |||||
Тяга | рів. моря: 7'440 кН, вакуум: 9'116 кН | |||||
Питомий імпульс | рів. моря: 366 с, вакуум: 452 с | |||||
Паливо | рідкий водень/рідкий кисень | |||||
Другий ступінь - Interim Cryogenic Propulsion Stage[en] (Block 1) | ||||||
Довжина | 13,7 м | |||||
Діаметр | 5 м | |||||
Маса порожнього | 3'490 кг | |||||
Повна маса | 30'790 кг | |||||
Двигуни | 1 од. RL10B-2 | |||||
Тяга | вакуум: 110,1 кН | |||||
Питомий імпульс | вакуум: 462 с | |||||
Тривалість горіння | 1'125 с | |||||
Паливо | рідкий водень/рідкий кисень | |||||
Другий ступінь - Exploration Upper Stage[en] (Block1B) | ||||||
Довжина | ~(16-18) м | |||||
Діаметр | 8,4 м | |||||
Двигуни | 4 од. RL10 (вакуум: 110 кН) | |||||
Тяга | вакуум: 440 кН | |||||
Питомий імпульс | вакуум: 460 с | |||||
Паливо | рідкий водень/рідкий кисень |
Планується, що за масою вантажів, що виводяться на навколоземні орбіти, SLS буде найпотужнішою діючою ракетою-носієм до часу свого першого старту, а також четвертою у світі і другою в США РН надважкого класу — після «Сатурн-5», яка використовувалася в програмі «Аполлон» для запуску кораблів до Місяця[3], і радянських Н-1 та «Енергія». Ракета виводитиме в космос пілотований корабель «Оріон»[4].
Система космічних запусків буде виводити 70 тонн вантажу на орбіту. Також, конструкція ракети-носія передбачає можливість збільшення цього параметру до 130 тонн[5]. Система космічних запусків конструюється з можливістю модернізації до більш потужних варіантів ракети. Версія ракети з Block 1 дасть змогу піднімати на НОО близько 70 метричних тонн, після модернізації ракети до Block 1B і модернізованого ступеня Exploration Upper Stage цей показник буде збільшений[6]. У конструкції з використанням Block 2 прискорювачі, які застосовувались також і на Спейс Шаттлах, будуть замінені на модернізовані і планується, що в цьому варіанті, ракета здатна буде вивести на НОО 130 метричних тонн корисного навантаження[7]. Ці модернізації дадуть змогу SLS доставляти астронавтів і обладнання в різних варіантах за НОО: на навколомісячну траєкторію як частину місії Exploration Mission 1 з Block 1, до астероїда біля Землі під час місії Exploration Mission 2 з Block 1B і до Марса з Block 2. Система космічних запусків запустить пілотований «Оріон» і сервісний модуль і буде здатна здійснювати місії до МКС. SLS буде використовувати наземні комплекси Космічного центру Кеннеді у Флориді.
Під час презентації Сенату і НАСА в вересні 2011 року, було оголошено, що розробка програми Системи Космічних Запусків оцінюється в $18 млрд до 2017 року. Витрати на ракету-носій складають $10 млрд, на «Оріон» $6 млрд і $2 млрд на модернізації запусків і наземних комплексів у Космічному центрі Кеннеді[8][9]. Вартість програми станом на 2012 рік оцінюється в $35 млрд[10]
14 вересня 2011 року НАСА оголосила про створення нової системи запусків, яка використовуватиметься у зв'язці з «Оріоном»[11] і яка зможе відправити астронавтів далі, ніж будь-яка ракета до цього. Ця система буде наріжним каменем для подальших космічних досліджень США[12][13][14].
Планується розробити три версії ракети: Block 1, Block 1B та Block 2. Кожна версія матиме в основній частині чотири головні двигуни, проте Block 1B матиме більш потужний другий ступінь — Exploration Upper Stage, а Block 2 поєднає у своїй конструкції Exploration Upper Stage і модернізовані прискорювачі. Block 1 у базовій конструкції зможе виводити на низьку навколоземну орбіту (НОО) близько 70 метричних тонн, а Block 1B матиме вантажопідйомність 105 метричних тонн. Версія Block 2 зможе підіймати 130 метричних тонн, як і «Сатурн V»[7][15]. Деякі джерела повідомляють, що SLS стане найбільшою за вантажепідйомністю ракетою за весь час[16][17]; хоча «Сатурн V» піднімав 140 метричних тонн на НОО в місії «Аполлон-17»[18][19].
Під час розробки SLS різні конфігурації мають: Block 0 — три головних двигуни[20], варіант Block 1A матиме модернізовані прискорювачі замість другого ступеня[20], а Block 2 з 5 головними двигунами і різними варіантами другого ступеня, Earth Departure Stage з трьома двигунами J-2X[21]. У лютому 2015 року було повідомлено, що НАСА анонсувала модернізовану версію для конфігурацій Block 1 і Block 1B[22]. 31 липня 2013 року SLS пройшла попередній конструкторський огляд. Огляд охопив усі аспекти конструкції SLS — не тільки ракету, а й прискорювачі, наземний комплекс[23]. 7 серпня 2014 року SLS пройшла важливий етап, і вступила у етап повномасштабної розробки. Передбачається перший запуск ракети у листопаді 2018 року[24].
Основний модуль матиме 8,4 м у діаметрі і комплектуватиметься чотирма двигунами RS-25[25][20] початкові польоти відбуватимуться на модернізованих двигунах RS-25D, які залишились від Спейс Шаттлів;[26] Пізніше запуски будуть здійснюватись дешевшими версіями двигунів, не призначених для повторного використання[27]. Конструкція основного ступеня складається з модернізованого паливного бака Спейс Шаттла (Shuttle External Tank) з адаптованою секцією в кормовій частині для приєднання Main Propulsion System (MPS) і верхня частина з перехідною частиною для приєднання інших варіантів конструкції[16][28]. Основний ступінь буде виготовлятись на потужностях Michoud Assembly Facility[29].
Основний ступінь буде підтримувати всі варіанти подальшої модернізації SLS. Планувалось у конфігурації Block 0 використати три двигуни RS-25,[30][31] цей блок був скасований, у зв'язку з необхідністю суттєвої переробки для більш потужних варіантів[20]. Аналогічно з Block 2, на який планувалось встановити п'ять двигунів RS-25 на основному ступені,[21] але пізніше було вирішено встановити чотири двигуни[22].
SLS у конфігурації Blocks 1 та 1B використовуватиме два п'ятисегментних Твердопаливних ракетних прискорювачі (ТРП), які базуються на чорирьохсегментних ракетних прискорювачах зі «Спейс Шаттла». Модифікації для SLS включають додавання центрального сегменту в прискорювач, нову авіоніку, і нову ізоляцію яка на 860 кг легше ніж у прискорювачі шаттла. П'ятисегментний прискорювач матиме на 25 % більший імпульс ніж прискорювач з шаттла і не буде багаторазовим[32][33].
Компанія Orbital ATK завершила чотири повнорозмірні і тривалі статичні вогневі тести п'ятисегментного ТРП. Двигуни були протестовані вперше 10 вересня 2009 року: вдруге — 31 серпня 2010 року; і втретє 8 вересня 2011 року. Другі випробування двигуна охолодили рухову установку до 4 °C, треті нагріли її до 32 °C. Ці тести довели придатність до роботи в екстремальних умовах[34][35][36]. Кваліфікаційні тести відбулись 10 березня 2015 року[37].
Для компонування Block 2 НАСА планує замінити п'ятисегментні твердопаливні прискорювачі на вдосконалені[38]. Це відбудеться після розробки Exploration Upper Stage для конструкції Block 1B. Раніше планувалось розробити вдосконалені прискорювачі до модернізації другої ступені; ця конфігурація була названа Block 1A. У 2012 році НАСА планувала вибрати ці нові прискорювачі на конкурсі, який буде проведений у 2015 році[25][39]. Кілька компаній запропонували свої модернізовані прискорювачі:
Крістофер Крамблі, менеджер НАСА з відділу модернізацій SLS в січні 2013 року розповів щодо конкурсу: «F-1 має великі переваги, тому що це двигун з рідинним ракетним двигуном відкритого циклу і він має дуже просту конструкцію. Рідинний ракетний двигун замкнутої схеми з кисневим збагаченням компанії Aerojet має значні переваги через більший питомий імпульс. Російські ракети літають на збагаченому киснем паливі вже дуже тривалий час, і вони довели свою працездатність. Прискорювачі АТК можуть працювати.»[48]
Подальші випробування засвідчили що конфігурація Block 1A матиме високе прискорення, яке буде невідповідним для «Оріона» і тому знадобиться дорога модернізація основної частини Block 1[49]. У 2014 році НАСА підтвердила розробку конфігурації Block 1B замість Block 1A і завершила конкурс[22][50]. У лютому 2015 року було повідомлено, що SLS здійснить політ з п'ятисегментними прискорювачами не раніше 2020-х років і модернізації стартового майданчика 39B і мобільної пускової платформи для SLS[22].
SLS в компонуванні Block 1, який планується відправити у політ Exploration Mission 1 (EM-1) до листопада 2018 року[51], використовуватиме Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS). Ступінь — це модифікована версія від п'ятиметрового другого ступеня Delta Cryogenic Second Stage (DCSS)[52], яка матиме один двигун RL10B-2. Block 1 матиме змогу піднімати 70 метричних тонн, однак ICPS вважатиметься частиною корисного навантаження і буде розміщений на початкові 1800 км -93 км суборбітальної траєкторії для забезпечення безпечного віддалення основного ступеня. ICPS буде працювати до досягнення апогею польоту, після чого відправить непілотований «Оріон» на навколомісячну орбіту[53].
Цей ступінь буде застосований під час місії Exploration Mission 2 (EM-2). Очікується, що він буде використовуватись у конфігурації Block 1B і Block 2 і як і основний ступінь матиме 8,4 м у діаметрі. Exploration Upper Stage буде оснащений чотирма двигунами RL10[54], і завершить підйомний етап SLS, після повторного включення двигунів відправить корисне навантаження в пункт призначення за НОО, схожу функцію виконував третій ступінь Сатурна-V, який використовував двигуни J-2 в ступені S-IVB[55].
Дослідження космічними апаратами Європи отримає нові можливості з використанням конфігурації Block 1B SLS[71].
У середині листопада 2014 року розпочалось будівництво першої SLS, використовуючи потужності Michoud Assembly Facility, НАСА, де будуть зібрані важливі частини SLS[72].
SLS має високу стійкість і зможе витримати 13 циклів заправлення паливом і інші затримки перед запуском. Зібрана ракета буде знаходитись на стартовому майданчику мінімум 180 днів і зможе залишатись 200 днів без розбирання[73].
У січні 2015 НАСА розпочала тести двигуна RS-25 для SLS[27].
У серпні 2014 програма SLS перейшла ключовий момент і розпочала повномасштабну розробку, кошти, які були виділені з лютого до запуску в вересні 2018 року склали $7,021 млрд[24]. Модернізація і будівництво необхідних наземних комплексів скласть близько $1,8 млрд за той самий період. На лютий 2015 очікується, що космічний корабель «Оріон» перейде до повномасштабної розробки в першій половині 2015 року[74].
Під час спільної презентації Сенат — НАСА у вересні 2011 року, було підраховано, що програма SLS потребує $18 млрд до 2017 року для проектування і розробки ракети. $10 млрд на SLS, $6 млрд на корабель «Оріон» і $2 млрд на модернізацію стартового майданчика і інших наземних комплексів Космічного центру Кеннеді[8]. За словами Буза Алена Гамільтона, названі цифри виглядають оптимістично[75]. У неофіційному звіті НАСА названі кошти на програму до 2025 року загалом не менше $41 млрд для чотирьох 70 тонних запуски (1 непілотований, 3 пілотованих),[76][77] 130 тонна версія буде готова до польоту не раніше 2030 року[78].
Команда з дослідження людиною космосу за НОО підрахувала, що кошти на конфігурацію Block 0 будуть складати $1,6 млрд, а на Block 1 — $1,86 млрд у 2010 році[79]. Однак, відтоді розробка Block 0 SLS була зупинена в кінці 2011 року, а конструкція не була завершена[80]. The Space Review оцінила кожен запуск в $5 млрд, залежно від конфігурації запуску[81][82]. НАСА анонсувала в 2013 році, що ЄКА побудує Сервісний модуль Оріона[83].
Заступник менеджера проекту SLS (НАСА) з Космічного центру польотів Маршала, Алабама, Джоді Сінгер заявив, що на вересень 2012 року $500 млн за один запуск SLS — це прийнятна вартість, з відносно невеликою залежністю вартості від здатності ракети[84]. Для порівняння, вартість запуску Сатурна-V становила $185—189 млн у 1969—1971 роках[85][86], це приблизно $1,2 млрд на 2014 рік[87].
У липні 2014 року Рахункова палата США зробила заяву, що SLS не буде запущений наприкінці 2017 як планувалось, бо НАСА не отримала відповідного фінансування[88].
У 2015 році НАСА отримала для програми SLS $1,7 млрд від конгресу США, це на $320 млн більше, ніж було рекомендовано адміністрацією Обами[89].
26 серпня 2024 року, згідно з новим звітом Національного управління з аеронавтики та дослідження космічного простору США, оцінна вартість тільки вежі на стартовому майданчику, становить $2,7 млрд. Збільшення вартості викликало подив, адже лише 5 років тому NASA уклало контракт з інженерною фірмою Bechtel на будівництво та постачання другої мобільної пускової установки (ML-2) за $383 млн, з терміном завершення робіт у березні 2023 року. Однак, не зважаючи, що цей термін минув, Bechtel ледве розпочала виробництво металоконструкцій. За оцінкою самого NASA, вартість проєкту вежі дорівнювала $1,8 млрд, а роботи мали завершитися у вересні 2027 року[90].
Такі організації як Space Access Society , Space Frontier Foundation і Планетарне товариство вимагали закриття проекту, стверджуючи, що SLS поглине кошти інших проектів з бюджету НАСА і не зменшить витрати на запуск[91][92][93]. Палата представників США, Дана Рорабахер та інші наголосили на спрямуванні коштів та прискорення розробки таких проектів, як Propellant depot і Commercial Crew Development[91][94][95][96][97]. Дослідження, проведені НАСА[98][99] і Технологічним інститутом Джорджії, показують, що це може виявитись дешевшою альтернативою[100][101]
Інші пропонують використовувати ракети меншої потужності (Atlas V, Дельта IV, Falcon 9 або Falcon Heavy) з необхідними дозаправками за необхідністю, замість того, щоб повністю розробляти нову ракету-носій для космічних досліджень без конкурсу[102][103][104][105][106]. Комісія Огустіна пропонує комерційну ракету, здатну виводити 75 метричних тонн за менші кошти, також зазначаючи, що ракета з вантажною підйомністю від 40 до 60 тонн може здійснювати дослідження Місяця[107].
Роберт Зубрін, засновник Марсіанського товариства, який є одним з авторів концепту Mars Direct, передбачає, SLS потребує для розробки $5 млрд. Проте він же не згоден, що США не потрібен носій надважкого класу[108]. Ґрунтуючись на минулому досвіді ракет Falcon, Ілон Маск, зауважив у 2010 році, що він «персонально гарантує», що його компанія зможе побудувати концепт ракети-носія Falcon XX з можливістю виведення корисного навантаження в 140—150 тонн за $2,5 млрд і $300 млн буде коштувати кожен запуск, проте ця сума без витрат на вдосконалення верхнього ступеня[109][110]. Mars Colonial Transporter , який розробляється компанією SpaceX, і матиме двигуни Raptor, також пропонують для виведення великих вантажів у 2020-х[111].
Член палати представників Том Макклінток і інші групи стверджують, що конгрес примусив НАСА використовувати компоненти шаттлів для SLS, це, за їхніми словами значить, що SLS неконкурентний[92][112][113]. Супротивники важкої ракети-носія критично назвали її «Система запусків Сенату»[52].
Філ Плейт висловив свою критику SLS в світлі пошуку компромісу між бюджетами Commercial Crew Development і SLS, він також посилався на попередню критику Лорі Гарвер[114]. Гарвер, колишній заступник керівника НАСА, наголошувала на тому, що програму потрібно закрити[115]. Крістофер К. Крафт молодший, легендарний керівник польотами програми Аполлон, також виказав критику SLS[116].
# | Місія | Позначення | Ракета-носій | Екіпаж | Дата Запуску | Результат | Тривалість польоту | Примітки | Посилання |
1 | Space Launch System 1 / Exploration Mission 1 |
SLS-1 / EM-1 | SLS Block I | Ні | Листопад 2021 року | Заплановано | Відправлення непілотованого корабля «Оріон» навколо Місяця. Доставка апаратів Near-Earth Asteroid Scout , Lunar Flashlight , BioSentinel , Skyfire , Lunar IceCube і шістьох інших CubeSatів[117][118] | [21][51] | |
2 | Space Launch System 2 / Exploration Mission 2 |
SLS-2 / EM-2 | SLS Block IB | Так | 2021—2023 | Заплановано | Відправлення пілотованого корабля «Оріон» з 4 астронавтами на місячну орбіту | [54][119][120][121] |
Деякі з запропонованих місій НАСА включають[21][66][122][123][124]:
На початку 2021 р. повідомлено, що вогневі випробування двигунів основного ступеня надважкої ракети Space Launch System (SLS) перервано. Проблема виникла, коли двигуни знижували тягу зі 109 % до 95 %. У цей момент інженери відзначили «спалах» у тепловому захисті навколо четвертого двигуна[142]
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.