Для того чтобы аппарат не расходовал запасы собственного топлива, вместе с ним отправляют «доставщика». «Доставщик» — разгонный блок — создают как раз с целью перемещения с опорной орбиты на рабочую (иногда её называют целевой орбитой). Фактически, это ещё одна ступень ракеты-носителя.
Что такое разгонный блок
Разгонный блок (РБ) — средство выведения космического аппарата, предназначенное для перемещения выводимых полезных грузов с опорной орбиты на целевую или направления их на отлётные и межпланетные траектории. Разгонный блок ракеты космического назначения — часть ракеты космического назначения, предназначенная для доставки одного или нескольких космических аппаратов на орбиты или траектории назначения после отделения от ракеты-носителя.
Разгонные блоки являются важнейшей составной частью системы средств выведения, обеспечивая перемещение выводимых полезных грузов с орбиты на орбиту или направление их на отлётные и межпланетные траектории.
Как работает разгонный блок: манёвры и включения двигателя
Чтобы переместить полезный груз на другую орбиту, РБ совершает несколько манёвров. При каждом манёвре предполагается включение маршевого двигателя. Между включениями могут следовать продолжительные участки пассивного полёта по переходным орбитам.
Для выполнения этого РБ должны иметь возможность выполнять один или несколько манёвров, связанных с изменением скорости полёта, для чего в каждом случае предполагается включение маршевого двигателя. Между этими включениями могут следовать продолжительные (до нескольких часов) участки пассивного полёта по переходным орбитам или траекториям.
Таким образом, разгонный блок может иметь маршевый двигатель многократного включения, а также дополнительную реактивную систему или двигательную установку, обеспечивающую ориентацию и стабилизацию движения РБ с космическим аппаратом и создание условий для запуска маршевого двигателя.
При этом управление работой его двигателей может осуществляться как от системы управления КА, так и от автономной системы управления самого РБ. В последнем случае он должен иметь специальный приборный отсек для её размещения.
Разгонный блок «Фрегат»: возможности и назначение
Разгонный блок «Фрегат» разработан НПО им. С. А. Лавочкина в рамках Федеральной космической программы России для выведения космических аппаратов различного назначения в составе модернизированных и существующих ракет-носителей типа Р-7А. Разгонный блок позволяет существенно повысить энергетические и эксплуатационные характеристики ракет-носителей.
Использование блока делает возможным выведение космических аппаратов практически на любые заданные орбиты искусственных спутников Земли, а также межпланетные траектории. РБ «Фрегат» предназначен для:
· перевода одного или нескольких космических аппаратов с опорной орбиты на рабочую орбиту или на отлётные траектории;
· разведения космических аппаратов по рабочим орбитам в случае группового запуска;
· перевода головного блока с незамкнутой траектории на опорную орбиту (операция «довыведение»);
· стабилизации головного блока на пассивных и активных участках полёта;
· обеспечения необходимой ориентации перед отделением КА;
· увода РБ с рабочей орбиты после выведения космического аппарата с целью незасорения космического пространства.
Кроме того, было показано, что масса полезного груза, выводимая РН «Союз-2» этапа 1б с РБ «Фрегат» на геостационарную орбиту может быть существенно увеличена за счёт введения операции доразгон, выполняемой разгонным блоком, для чего массу топлива РБ необходимо увеличить.
Твердотопливные разгонные блоки: однократное включение
В то же время, существуют разгонные блоки, обеспечивающие только однократное включение двигателя, в частности твердотопливные (например, Star 48). После отработки и завершения выведения аппарата, такие ступени обычно уводят на орбиту захоронения.
На этой орбите происходит «пассивация», то есть слив лишних компонентов топлива и отключение аккумулятора (если эта процедура не завершена или проведена частично, то возникает риск самопроизвольного разрушения, вследствие нагрева от Солнца).
Как разгонные блоки связывают кубсаты и основные спутники
Кубсаты доставляют полезной нагрузкой. На РБ крепится ферма, на вершине которой располагается самый крупный спутник — основная полезная нагрузка. Ниже, на ферме, располагают аппараты поменьше. Здесь же закрепляют транспортные пусковые контейнеры, в которых находятся кубсаты.
То, какие аппараты будут установлены попутной нагрузкой на РБ к основному спутнику, определяется по параметрам рабочих орбит малых аппаратов: значения наклонения и высоты рабочей орбиты должны совпадать у всех аппаратов запуска (или иметь несущественные отличия). Для изменения наклонения орбиты РБ должен потратить большую часть топлива, что нерационально.
Когда РБ с полезной нагрузкой оказался на требуемой орбите, аппарат отделяется от фермы с помощью пироболтов или пружинных толкателей и начинает свою миссию. После отстыковки попутной нагрузки «Фрегат» выводит основной аппарат на рабочую орбиту, отделяет его, а сам сходит с орбиты и сгорает в атмосфере.
Космическая ступень: как разгонный блок поднимает орбиту на большую высоту
Запуск в космос всегда динамичен. Ревущий старт, огромный факел огня, затихающий гром в небе. Первая ступень отработала и отделилась, отработала следующая, эстафета ускорения закончилась достижением орбитальной скорости на нужной высоте. Пуск ракеты завершен, заняв всего восемь — десять минут. Но выведение на этом не заканчивается. В работу вступает особая, космическая ступень. Именно она поднимает орбиту на большую высоту, начинает межпланетное путешествие, и решает много других задач.
Итог: разгонные блоки — ключ к успешному выведению космических аппаратов
Разгонный блок — средство выведения космического аппарата, предназначенное для перемещения выводимых полезных грузов с опорной орбиты на целевую или направления их на отлётные и межпланетные траектории. Фактически, это ещё одна ступень ракеты-носителя, которая создаётся с целью перемещения с опорной орбиты на рабочую.
Разгонный блок «Фрегат» позволяет существенно повысить энергетические и эксплуатационные характеристики ракет-носителей. Использование блока делает возможным выведение космических аппаратов практически на любые заданные орбиты искусственных спутников Земли, а также межпланетные траектории.
Разгонные блоки оснащаются дополнительными реактивными системами или двигательными установками, обеспечивающими ориентацию и стабилизацию движения разгонного блока с космическим аппаратом и создание условий для запуска маршевого двигателя. Это важнейшая составная часть системы средств выведения, обеспечивающая перемещение выводимых полезных грузов с орбиты на орбиту.
А что вы знаете о разгонных блоках ракет? Делитесь в комментариях.