https://www.nasaspaceflight.com/2020/12/russia-resumes-angara-test-third/
written by William Graham December 14, 2020
После шестилетнего перерыва Россия возобновила летные испытания своей ракеты следующего поколения "Ангара" демонстрационным полетом с космодрома Плесецк в понедельник. Аппарат «Ангара-5» стартовал в 08:50 по московскому времени (05:50 по всемирному координированному времени) с инертной полезной нагрузкой, направлявшейся на окологеосинхронную орбиту.
Запуск в понедельник ознаменовал третий полет ракеты " Ангара ", второе испытание самой тяжелой конфигурации "Ангара-5" и первый полет этого типа с декабря 2014 года . Миссия, которая продолжает работу по сертификации Ангары для перевозки грузов национальной безопасности, уже была отложена на несколько лет из-за проблем с производством и контролем качества.
Отчасти из-за неопределенности графика запуск не имел функциональной полезной нагрузки. Вместо этого, как и при предыдущем испытательном запуске, на нем был установлен массовый симулятор, известный как IPM - макет, имитирующий вес типичного спутника. С учетом того, что запуск будет нацелен на окологеостационарную орбиту, это, вероятно, имитирует массу спутника связи.
Предыдущие задержки добавили дополнительный импульс для обеспечения запуска в декабре, поскольку некоторые компоненты ракеты приближались к максимальной сертифицированной дате запуска. Если бы запуск не состоялся к концу года - дате истечения срока гарантии на детали - более длительная задержка возникла бы из-за необходимости повторной сертификации, ремонта или замены компонентов с истекшим сроком годности.
«Ангара» - это семейство ракет, разработанное Государственным научно-производственным центром имени Хруничева на базе Универсального ракетного модуля (УРМ). УРМ-1 является обычным ускорителем, используемым во всем семействе ракет и используется в качестве первой ступени всех конфигураций «Ангары», а дополнительные блоки служат в качестве боковых ускорителей на более крупных версиях ракеты. Точно так же УРМ-2 была разработана как обычная вторая ступень для этого семейства, хотя она не используется на самой маленькой версии ракеты, Ангара-1.
Первоначальные планы семейства Ангара предполагали множество различных конструкций, от самой маленькой Ангары-1 с одной ракетой-носителем УРМ-1, увенчанной либо Бриз-КМ, либо модифицированным разгонным блоком, до более крупной Ангары-3 и Ангары-5 версий с двумя и четырьмя боковыми ускорителями соответственно и второй ступенью УРМ-2. Еще одна модернизация, Ангара-7, также была предложена с шестью боковыми ускорителями, сгруппированными вокруг ее ядра. На практике разработаны только Ангара-1.2 - вариант Ангары-1 с разгонным блоком и Ангара 5.
Россия разработала «Ангару» в качестве замены нескольким ракетам, которые в настоящее время находятся на вооружении или недавно сняты с вооружения. Главными из них являются ракеты « Протон », спроектированные в 1960-х годах , которые до сих пор используются для доставки самых тяжелых спутников России в космос и обеспечения доступа к геостационарной орбите. Возраст Proton, проблемы с надежностью в последние годы и экологические проблемы из-за использования в нем большого количества токсичных гиперголических компонентов топлива привели к тому, что к концу десятилетия этот опытный «рабочий конь» будет отправлен на пенсию. Поскольку стартовые площадки «Ангары» расположены на космодромах Плесецк и Восточный, вывод «Протона» на пенсию также снизит зависимость России от исторического космодрома Байконур, который она арендует у Казахстана.
Первый полет " Ангары" состоялся в июле 2014 г. когда в ходе суборбитального полета использовалась единственная конфигурация "Ангара-1.2" для летных испытаний ступеней УРМ-1 и УРМ-2. Пять месяцев спустя, в декабре того же года, более тяжелая «Ангара-5» совершила первый орбитальный запуск этого типа с использованием имитатора массы. Хотя это были первые испытательные пуски «Ангары», три модифицированных ускорителя УРМ-1 уже летали до этого в составе ракеты «Наро-1». Наро-1 был результатом сотрудничества между Россией и Южной Кореей, последняя из которых разработала небольшую разгонную ступень на твердом топливе и проводила запуски из своего космического центра Наро в Южной Корее.
Версии ракеты-носителя, использованные на запусках «Наро», имели пониженные двигатели РД-151 вместо РД-191, которые были разработаны для Ангары, однако они получили ценные данные до того, как сама Ангара дебютировала. Первый и второй пуски Наро-1 провалились. В первом полете обтекатель полезной нагрузки ракеты не отделился, как планировалось. Причина второй аварии, в результате которой ракета распалась всего через две минуты полета, оспаривалась корейскими инженерами, утверждающими, что УРМ-1 вышел из строя, а российские инженеры обвиняли корейскую разгонную ступень. Наро-1 успешно выполнил свой третий и последний полет в 2013 году, после чего программа достигла запланированного завершения.
Если не считать этих доработок, УРМ-1 обычно оснащается главным двигателем РД-191М. Это однокамерный двигатель, созданный на основе силовых установок серии РД-170, которые впервые были разработаны для ракет семейства «Зенит» и «Энергия». При этом горит топливо РГ-1 - керосин ракетного качества, окисляемый жидким кислородом. УРМ-2 сжигает такое же топливо через свой двигатель РД-0124А. Он основан на хорошо зарекомендовавшем себя РД-0124, на котором в течение последних полутора десятилетий устанавливалась третья ступень ракеты «Союз-2-1б» и вторая ступень ракет «Союз-2-1в», с небольшими изменениями, позволяющими использовать в УРМ- 2 больше времени горения.
Хотя «Ангара-5» может летать только с этими ступенями, что позволяет ей доставлять тяжелые грузы на низкую околоземную орбиту, в большинстве миссий будет использоваться дополнительная разгонная ступень для выхода на более высокие орбиты. Могут использоваться обе ступени (разгонные блоки) «Бриз-М» и «Блок ДМ-03», уже летающие на ракете «Протон». Для этой версии ракеты также был предложен новый разгонный блок на криогенном топливе - КВТК.
При запуске в понедельник использовался разгонный блок Хруничева «Бриз-М». «Бриз-М» впервые был запущен в 1999 году и в настоящее время также используется в качестве четвертой ступени на большинстве запусков «Протона». Горящий гиперголический порох - несимметричный диметилгидразин и тетроксид диазота - Бриз-М оснащен двигателем S5.98M с четырьмя небольшими верньерными двигателями, обеспечивающими контроль крена. Бриз-М состоит из центрального двигательного модуля, окруженного дополнительным топливным баком в форме тора, который можно было сбрасывать после израсходования топлива. Бриз-М разработан для многократного перезапуска в полете, что позволяет выполнять сложные задачи.
Запуск состоялся с космодрома Плесецк на северо-западе России. Это главный военный космодром России, хотя иногда на нем проводятся запуски гражданских, а высокая широта места означает, что способность Бриз-М выполнять сложные миссии в полной мере используется для доставки полезной нагрузки на почти геостационарную орбиту высоко над землей - экватор.
Стартовую площадку «Ангара» на участке 35/1 Плесецк начали строить в 1986 году для поддержки военных запусков ракеты « Зенит- 2». Это было остановлено в начале 1990-х годов, когда «Зенит» потерял популярность после распада Советского Союза, и часть оборудования площадки позже использовалась Sea Launch для оснащения плавучей стартовой платформы Odyssey для коммерческих миссий «Зенит».
После того, как Зона 35 оставалась заброшенной в течение нескольких лет, она была выбрана в качестве первой стартовой площадки Ангары и начались работы по реконструкции. Она может поддерживать конфигурации как «Ангара-1», так и «Ангара-5», при этом первый запуск из комплекса был первым полетом Ангары в 2014 году. Как и большинство российских стартовых площадок, ракеты размещаются горизонтально в соседнем здании - МИК перед тем, как их перемещают по рельсам к площадке, где их ставят вертикально.
Первоначально развернувшаяся в ноябре для попытки запуска, «Ангара» была откатана в сборочном корпусе для решения проблем, которые помешали совершить попытку запуска. Ракета впоследствии осталась в ангаре, чтобы переждать запуск «Союза» с близлежащей Зоны 43, который состоялся 3 декабря. После этого «Ангара» была доставлена в район заправки разгонного блока «Бриз-М» 7 декабря, а 9 декабря откатилась на стартовую площадку.
После взлета «Ангара» полетела на восток от Плесецка. Примерно через 47 секунд после начала миссии ее основной ускоритель УРМ-1 снизил скорость двигателя РД-191М, чтобы ограничить ускорение и сэкономить топливо, чтобы он мог работать дольше, чем четыре подвесных ускорителя. Эти боковые ускорители продолжали гореть на полной тяге примерно до трехминутной и 34-секундной отметки, после чего они отключились и разъединились. При повторном дросселировании ступень активной зоны горела еще 111 секунд до собственного отключения и отделения. После разделения ступеней двигатель РД-0124А второй ступени УРМ-2 загорелся, проработав чуть более семи минут.
После того, как вторая ступень завершила свою работу, «Бриз-М» отделился, чтобы продолжить миссию и доставить смоделированную полезную нагрузку на то что, как ожидается, станет почти геостационарной орбитой. Хотя график этой миссии или параметры целевой орбиты не разглашаются, он, вероятно, будет аналогичен предыдущему запуску «Ангара-5», в котором собственный массовый тренажер был размещен чуть выше геостационарного пояса. Во время этой миссии «Бриз-М» произвел четыре ожога в течение нескольких часов. В таком профиле миссия запуска будет завершена - поскольку массовый тренажер не отделялся от верхней ступени - примерно через девять часов после старта.
Запуск в понедельник был предпоследней миссией России в 2020 году, запуск корабля «Союз» с космодрома Восточный в пятницу, как ожидается, завершит год. Ожидается, что испытания «Ангары» продолжатся в следующем году, а следующий запуск «Ангары-5» ориентировочно намечен на июнь. Ожидается, что на нем будет установлен еще один массовый тренажер, на этот раз с разгонным блоком Блок ДМ-03 вместо Бриз-М. К концу 2021 года также ожидается первый коммерческий запуск меньшей ракеты-носителя Ангара-1.2 с южнокорейским спутником Arirang 6 на борту.