от Уильяма Грэма, 30 августа 2019 года
Российская ракета-носитель Рокот вывела на орбиту военный спутник, который поможет уточнить модели гравитационного поля Земли. Спутник ГЕО-ИК №13Л стартовал с космодрома Плесецк в 17:00:14 по московскому времени (14:00 UTC) в пятницу, отделившись от ракеты-носителя менее чем через два часа.
Геодезия - изучение формы Земли и ее гравитационного поля - является одной из многих наук, лежащих в основе использования человеком космоса как в мирных, так и в военных целях. Точные модели физических параметров планеты и гравитационной обстановки имеют жизненно важное значение для определения точного положения на поверхности и планирования траекторий для орбитальных и суборбитальных космических полетов. А для военных такая модель может служить множеству применений, включая точное наведение оружия и прогнозирование траекторий полета ракет.
Чтобы поддерживать модель гравитационного поля планеты в актуальном состоянии, Россия использует группировку геодезических спутников. Нынешняя серия ГЕО-ИК - это третье поколение космических аппаратов, которое используется для этой цели, следуя за ранним сериям ГЕОИД-СФЕРА и ГЕО-ИК, или «Муссон». Система ГЕО-ИК-2, также известная как «Муссон-2», была задумана как пара космических аппаратов, которые передают данные о геодезии поверхности Земли. Третий спутник, который был запущен в пятницу был заказан после аварии первого спутника на орбите.
Первоначальные спутники СФЕРА представляли собой цилиндрические космические аппараты, оснащенные радиопередатчиками и источниками света, что позволяло измерять их положение и скорость. В период с февраля 1968 года по декабрь 1978 года на борту ракет «Космос-3М» было запущено 18 аппаратов, затем их сменила более совершенная серии ГЕО-ИК . Был добавлен радиолокационный высотомер для определения высоты спутника над поверхностью и ретрорефлекторы для определения орбиты. Четырнадцать аппаратов были запущены с января 1981 года по ноябрь 1994 года с использованием ракет «Циклон-3».
Новая серия спутников должна была появиться в середине 1990-х годов, однако была отменена после распада Советского Союза. Вместо этого, только в феврале 2011 года будет запущен первый спутник ГЕО-ИК-2. ГЕО-ИК-2 №11Л , известный как «Косммос 2470», был доставлен на орбиту РН Рокот с верхней ступенью Бриз-КМ - ракеты того же типа, которая стартовала в эту пятницу.
Во время запуска в 2011 году Бриз-КМ потерял управление в начале второго запланированного включения двигателя, что привело к аварийному отключению и положению полезной нагрузки на переходной орбите, с которой он не мог выполнить свою миссию. Последовавшие проблемы со связью ограничили возможности по использованию спутника в качестве испытательного стенда для будущих миссий, хотя инженеры смогли проверить некоторые из его систем на орбите. «Космос 2470» сошел с орбиты в июле 2013 года.
Второй ГЕО-ИК-2 №12Л, был запущен в июне 2016 года и успешно вышел на орбиту как «Космос 2517». С «ГЕО-ИК №13Л», вышедшим на орбиту после запуска в пятницу, российская система спутниковой геодезии вернется в штатное состояние, впервые с 1990-х годов. Теперь, когда он находится на орбите, ГЕО-ИК №13Л, как ожидается, будет переименован в «Космос 2540», как принято для военных космических спутников России и бывшего Советского Союза, который впервые использовал это название в 1962 году.
ГЕО-ИК-2 №13Л будет работать на орбите высотой около 1000 км (620 миль, 540 морских миль) над Землей, достаточно высокой, чтобы минимизировать сопротивление атмосферы. Поэтому любые изменения высоты или скорости космического корабля могут быть отнесены исключительно к гравитационным влияниям. Построенный «МКС Решетневым», он стабилизирован по трем осям с солнечными батареями для выработки электроэнергии. Основным прибором на борту космического корабля является радиолокационный высотомер САДКО-3, разработанный французской компанией Thales Alenia Space. Он следует за приборами САДКО-1 и 2 на борту двух предыдущих спутников «Гео-ИК-2».
САДКО-3 позволяет ГЕО-ИК-2 № 13Л записывать точные измерения расстояния до поверхности Земли, по кторым можно отслеживать любые изменения его орбиты. Спутник также оснащен ретрорефлекторами для наземных приемников определения орбиты и приемниками спутниковой навигации, которые будут использовать спутники ГЛОНАСС и американские GPS для определения местоположения космического корабля.
Помимо своей роли в поддержке российских военных, ГЕО-ИК-2 № 13Л соберет данные, которые помогут в исследованиях наук о Земле, помогут в изучении приливов, полярных льдов, тектоники плит и вращения Земли.
Ракета-носитель Рокот, который выполнил запуск в пятницу, была сделана из списанной баллистической ракеты. Программа Рокот инициирована для использования ракет УР-100Н (под кодовым названием SS-19 Stiletto НАТО), поскольку они были выведены с боевого дежурства в соответствии с договором СНВ-1 о контроле над вооружениями.
Три первых испытательных пуска Рокот/Бриз-К были произведены из ракетной шахты на Байконуре в начале 1990-х годов, а эксплуатационные запуски Рокот/ Бриз-KM с наземной стартовой площадки на космодроме Плесецк начались с запуска двух масса-габаритных имитаторов спутников связи Иридиум в мае 2000 г. Запуск в четверг стал тридцатым в конфигурации Рокот/Бриз-КМ и двадцать седьмым успешным.
Несмотря на то, что РН Рокот переоборудована из существующих ракет в России, в системе управления используются детали из Украины. Из-за политических последствий аннексии Крыма Россией в 2014 году и продолжающихся военных действий на востоке Украины поставки этих компонентов прекратились.
После запуска в пятницу еще две РН Рокот готовы для полета, прежде чем будут заменены на Союз-2-1в и Ангару. Модернизированная конструкция Рокот-2 также рассматривается, для использования запаса списанных военных ракет, только с разработанной в России системой управления.
Рокот запущен с Площадки 133/3 космодрома Плесецк. Первоначально она была построена как Площадка 133/1 под кодовым названием «Радуга» - для запуска ракет Космос-2И с 1967 по 1977 год. Возвращена в эксплуатацию в 1985 году в качестве дополнительной стартовой площадки для ракеты Космос-3М, дополняя две существующие площадки на соседний участок 132.
Именно в это время была перенумерована на площадку 3. Запуск Космос-3М с Площадки133 завершился в 1994 году, и площадка была перестроена для Рокота перед его первым наземным запуском в 2000 году.
Первоначально планировалось, что комплекс будет использован для запуска РН Рокот/Бриз-К в 1999 году до того, как появится рабочая версия Рокот, однако, это было отменено после аварии во время предстартовых испытаний, в результате которой обтекатель полезной нагрузки ракеты отделился, еще на стартовой площадке. В результате повреждения ракета не смогла стартовать, и первый запуск РН Рокот из Плесецка был бы первым полетом с Бриз-КМ в следующем году.
Первые две ступени Рокот были установлены вертикально на стартовой площадке с помощью мобильной вышки, в то время как верхняя ступень Бриз-КМ, спутник и обтекатель полезной нагрузки были собраны в композитном головном блоке перед транспортировкой на стартовую площадку, где они были установлены на ракету. Рокот оставался укрытым в служебной башне до последних минут перед стартом в пятницу, когда башня отошла от ракеты примерно за девять минут до запланированного старта.
Первые две ступени РН Рокот от УР-100Н. Оба сжигают топливо длительного хранения - несимметричный диметилгидразин (НДМГ) и тетроксид диоксида азота. Первая ступень оснащена двигателем РД-0233, который зажигается за несколько секунд до старта и работает около двух минут.
Когда первая ступень приближается к концу своего полета, четыре двигателя второй ступени РД-0236 зажигаются, обеспечивая постоянную тягу, когда двигатель первой ступени отключается, а отработавшая ступень отбрасывается. После того, как ступени разойдутся, основной двигатель второй ступени РД-0325 зажигается, чтобы начать трехминутное горение.
Двигатели управления продолжают работать одновременно с основным двигателем, обеспечивая контроль ориентации, в то время как основной двигатель обеспечивает выведение Рокот на орбиту. Примерно через минуту на втором этапе обтекатель полезной нагрузки Рокот отделяется, впервые открыв для ГЕО-ИК №13Л.
После того, как отработает вторая ступень Рокот, она отделяется и РБ Бриз-КМ вступает во владение, чтобы вывести полезную нагрузку на целевую орбиту. Бриз-КМ был специально построен для РН Рокот, он имеет общую конструкцию с более крупныи разгонным блоком Бриз-М, который используется на РН Протон, только без дополнительного топливного бака, установленного на Бриз-М.
Как и нижние ступени Рокот, Бриз-KM использует в качестве топлива UDMH и четырехокисью азота с двигателем С5.92, который может осуществлять многократные включения в полете. Разгонный блок сделал два включения, чтобы развернуть ГЕО-ИК, а затем третье после отделения спутника.
Первое включение Бриз-КМ через несколько секунд после его отделения от второй ступени, и продолжается от девяти до десяти минут, до вывода на начальную орбиту. После пасивной фазы, которая длится около семидесяти минут, Бриз-КМ делает второе короткое включение, которое округляет его орбиту, подняв перигей - или самую низкую точку - перед отделением спутника. После отделения ГЕО-ИК №13Л Бриз-КМ снова запускает двигатель, чтобы снизить орбиту.
Ожидается, что после запуска в пятницу Рокот полетит в конце этого года с тремя спутниками связи «Гонец-М». Этот запуск был поставлен в очередь за миссией в пятницу, поскольку его ракета была назначена в качестве резервной для миссии ГЕО-ИК с более высоким приоритетом, однако теперь, когда геодезический спутник находится на орбите, она больше не требуется в этой роли. В ближайшем будущем также ожидается еще один запуск, вероятно, с спутником «Родник».
Оригинал:
https://www.nasaspaceflight.com/2019/08/russias-rokot-geo-ik-2-satellite/