Совершит ли «Ариан-6» первый полет в 2020 году?

0
5

Ведущий европейский производитель продолжает разработку универсальной пусковой установки, запуск на которой обойдется вдвое дешевле по сравнению с нынешним «Ariane-5».  Ракетоноситель прошел точку главного анализа проекта в июне, и нет никаких признаков замедления многомиллиардной программы, где основной упор делается на сокращении расходов.

Совершит ли «Ариан-6» первый полет в 2020 году?

Одновременно, инженеры продолжают оценивать возможность преобразования «Ariane-6» в частично многоразовый носитель, включая установку нового метанового двигателя на первую ступень и разработку системы восстановления, позволяющую максимально эффективно и надежно подготовить ее для следующего полёта.

Основной производитель, Airbus SL, считает, что «Ariane-6» ответит на многочисленные потребности европейских государств и спутниковых операторов, которые ищут более низкие цены с хорошей надежностью. Консорциум «максимально уверен», что будет готов к испытательному полету в 2020-ом и полностью заменит «Ariane-5» в 2023 году.

Планируется между 2020 и 2023 гг. планируется наращивать производство «Ariane-6» и его темпов запуска, достигнув, в конечном счете, 11 — 12 полетов ежегодно. Ожидается, что пять рейсов в год будут выполняться исключительно для европейских клиентов, включая ESA и Европейскую комиссию. Остальные планируется заполнить коммерческой, полезной нагрузкой. В конце года Arianespace разместит заказы для последней партии «Ariane-5» и начнет покупку нового носителя. Контракт определит окончательное число «Ariane-5» и фактически начнет обратный отсчет времени по его запланированному выводу из эксплуатации в 2023 году.

Airbus SL – совместное предприятие, образованное в 2015-ом Airbus и Safran, которые производят большую часть оборудования ракет семейства «Ariane». Создание предприятия завершилось 30 июня, когда Safran внес 750 миллионов евро, чтобы иметь равную долю участия своих конструкторских бюро в создании нового ракетоносителя. Образованная компания имеет 8400 персонала во Франции и Германии, несколько филиалов, включая Arianespace, который отвечает за коммерческую эксплуатацию «Ariane-5 и -6», «Союз-СТ» и «Веги», космодрома во французской Гвиане.

Airbus SL заключил контракт на 2,4 миллиарда евро с ESA в августе 2015-го на разработку «Ariane-6». В нем предусмотрено финансирование от ESA в сумме 680 миллионов евро, чтобы довести разработку до предварительного анализа проекта. Программа получит 400 миллионов евро от Airbus SL. Уже пройден предварительный анализ проекта в июне, и теперь государства-члены ESA должны одобрить выделение остальной части денег.

Главная цель проекта – добиться вывода европейских космических аппаратов на орбиту собственным ракетоносителем, чтобы получить независимый доступ к космосу без поддержки от госструктур, которая прекратится, как только носитель будет готов к эксплуатации.

Первая ступень новой ракеты использует жидководородный двигатель Vulcain-2, который в настоящее время стоит на «Ariane-5». Разгонный блок приведет в движение новая силовая установка Vinci. Диаметр обеих ступеней – 5,4 метров, размер аналогичный «Ariane-5», что позволит провести минимальные изменения при конструировании оборудования.

63-метровая «шестерка» будет эксплуатироваться в двух вариантах – «62» с двумя твердотопливными ускорителями и «64» с четырьмя; сможет доставлять спутники на низкую, геопереходную или другие орбиты, а также на межпланетную траекторию. Твердотопливные ускорители оснастят двигателями P120C, которые сейчас ставят на РН «Вега-С»; проектное решение призвано сократить издержки и расходы на запуск.

Твердотопливный ракетоноситель «Вега» – проект, осуществляемый Италией. Его ведущий подрядчик – ELV – совместное предприятие во главе с итальянской космическим агентством и компанией Avio. «Ariane-6» делается компаниями из Франции и Германии, с незначительной помощью Италии, Швейцарии и других европейских государств.

РН «Вега-С» – модернизированная, более мощная версия, чем используемая сейчас «Вега». Она сможет доставить более тяжелый груз на орбиту, первый старт намечен на 2018 год. Общие узлы «шестерки» с «пятеркой» и «Вега-С», вместе с Vinci, который уже тестируется, позволяет новой пусковой установке существенно сократить расходы при разработке.

В отличие от существующего криогенного двигателя HM7B, установленного на разгонном блоке «Ariane-5», Vinci может многократно включаться во время полета. Это позволит развертывать спутники на различных орбитах, что существенно упростит размещение мультиспутниковых созвездий, и позволит доставлять полезную нагрузку намного ближе к месту работы на геостационарной орбите. Экспериментальные модели Vinci уже в процессе проверки

 

Конкуренция с SpaceX.

Ракета Falcon-9 сейчас продается за $61 миллион, и уже наступает европейской пусковой установке на пятки, значительно увеличивая темп запусков. SpaceX возвратила пять первых ступеней и надеется перейти от эффектных попыток приземления к многоразовым полетам, которые снизят стоимость доставки полезной нагрузки на 30%.

Стоимость может снизиться еще, если SpaceX сможет быстрее подготавливать возвращенные первые ступени, тем самым сокращая промежутки между приземлениями и запусками. С потенциальной ценой в $40 млн, которая уже на горизонте, большинство конкурентов SpaceX считают, что им нужны новые средства выведения.

Конфигурация «Ariane-6» с четырьмя ускорителями будет летать чаще всего. Она сможет отправить до 12 тонн на геопереходную орбиту, где работает большинство спутников связи. Это выше, чем способности «Ariane-5» сегодня и позволит выводить два тяжелых коммуникационных аппарата за один полет. Есть еще преимущество – «Ariane-6» запустят до 12 раз в год.

Схема двойной полезной нагрузки уже практикуется, но версия «64» должна полететь за $100 миллионов, что делает цену за спутник равной пуску на Falcon-9. «Ariane-6» уменьшит стоимость запуска на 50% по сравнению с сегодня. Это, конечно, основное достижение при создании нового средства выведения.

Начальная цена версии «62» составит $80 миллионов, чтобы доставить до 8 тонн на низкую полярную орбиту, часто используемую спутниками наблюдения. Единственный конкурент в этом сегменте запусков – ILS, работающая с РН «Протон». Но ей сейчас нелегко, ввиду недавних неудач этого носителя. Если удастся добиться 99% надежности версии «62», она однозначно будет востребована.

 

Изменение условий сборки и другое.

Производственные объекты, находящиеся теперь под зонтиком Airbus SL, также ждет реорганизация. Технический персонал объединит ступени и установит двигатели во Франции. Интеграция с разгонным блоком и окончательная сборка произойдет в Германии. Сокращение издержек достигнут изменив процесс производства и подготовку к запуску.

Инженеры также ввели новые технологии. Например, запланирована установка частей, напечатанных на 3D-принтере, что уменьшит время и упростит производство. Будет использована лазерная система зажигания в двигателе разгонного блока Vinci. Больше нигде такая система не применяется.

Есть также изменения на космодроме во французской Гвиане. Там построят единый большой ангар для наземных команд, соединяющих основные части ракеты. Причем интеграцию выполнят горизонтально. В этом нет ничего нового, большинство ракетоносителей собираются горизонтально. Это позволяет сократить время подготовки к запуску. Но «Ariane» до сих пор использовала вертикальную сборку. Полезная нагрузка на «Ariane-6» будет по-прежнему добавляться после вертикализации носителя на стартовой площадке.

 

Одноразовая или многоразовая?

«Шестерка» будет одноразовой. Но в Airbus SL не повернулись спиной к выгодам многоразового использования. Компания еще в 2010-ом начала изучать данную возможность для «Ariane». Результатом стал проект Adeline, полностью автоматизированный модуль вхождения в атмосферу, который отсоединится от первой ступени и возвратится на землю с основным двигателем стартового ускорителя и авионикой. Авиационная радиоэлектроника и маршевые двигатели составляют 70-80% общей стоимости. Эти дорогостоящие узлы можно возвращать, используя меньшее количество топлива, чем резервирует SpaceX. 

Airbus SL работает над программой Adeline, вкладывая собственные ресурсы. В прошлом году компания потратила $15 миллионов. Уже проведены первые испытания, которые состояли из полетов на низких высотах прототипа Adeline. Конструктивно на «Ariane-6» возможно добавление восстанавливаемого силового модуля. Airbus сообщал, что многократное использование двигателей может привести к снижению затрат до 30%, то же самое число, объявленное SpaceX.

 

О двигателе следующего поколения.

Силовая установка Prometheus будет работать от метана и жидкого кислорода, ее разработка началась несколько месяцев назад. Двигатель имеет аналогичную мощность Vulcain-2, около 300000 фунтов тяги. Пока не объявлено о сроках его введения в эксплуатацию и насколько он может хорошо соответствовать первой ступени «Ariane-6». Будет ли это ее развитием, или приведет к созданию новой пусковой установки «Ariane-7», покажет время.