Научно-популярно о космосе и астрономии (lozga) wrote in engineering_ru,
Научно-популярно о космосе и астрономии
lozga
engineering_ru

Первый и, похоже, последний полет Super Strypi

01.jpg
2015 году не повезло с анонсированными первыми запусками ракет. В начале года говорили о первом пуске Falcon Heavy, но он съехал на 2016 год. Также планировался первый пуск сверхлегкой ракеты Super Strypi, она же SPARK. Увы, пуск 3 ноября окончился неудачей. По поступающим новостям, похоже, проект будет закрыт. Жаль, с инженерной точки зрения проект обещал быть интересным.

История и конструкция


Формально проект Super Strypi ведет свою историю от геофизической ракеты Strypi, специально разработанной для ядерных испытаний. В 1962 году с помощью Strypi был поднят на высоту 147 км и успешно подорван водородный заряд. Но в 1963 году страны договорились не испытывать ядерное оружие над землей, и ракета по основному назначению стала не нужна. Но ей нашлось более мирное применение, она стала использоваться для научных задач и испытаний систем теплозащиты. Порядка тридцати ракет Strypi было запущено, последняя стартовала в 1997 году. Название Super Strypi появилось в 1999 году, когда на базе геофизической ракеты предложили сделать сверхлегкую ракету-носитель. Конструкция менялась с годами, и, если в первоначальном варианте планировалось использовать готовые твердотопливные двигатели Castor, Antares, Star-47 и Recruit, и три ступени с боковыми ускорителями, то для окончательной конструкции разработали новые двигатели LEO-46, LEO-7 и LEO-1 (число в названии двигателя означает примерный вес двигателя в тысячах фунтов), а боковые ускорители убрали.

02.jpg

Итоговая компоновка:

03.jpg

Все три ступени используют топливо на основе нитрата аммония. В первой ступени 20,5 тонн топлива, во второй - 3,2 тонны, в третьей - 650 кг. Стартовая масса всей ракеты 28,2 тонны, длина - 17 метров.

04.jpg
Испытания второй ступени, 2012 год

Ракета-носитель позиционировалась как бюджетная. За $10-12 миллионов планировалось иметь возможность запустить один-два небольших спутника и один-два диспенсера кубсатов общей массой до 300 кг:

05.jpg

Кроме этого декларировалась возможность "быстрого запуска", когда при необходимости ракета могла стартовать меньше, чем через неделю. Проект разрабатывался при участии Гавайского университета и Министерства обороны США, и возможность быстрого запуска была ценной для военных. Гражданских же заказчиков хотели привлечь низкими ценами для кубсатов и возможностью запуска роя спутников для научных исследований. Также, ожидалось, что этот проект даст экономический толчок Гавайям и привлечет туда высококвалифицированную рабочую силу.
Бюджетность ракеты привела к интересным техническим решениям. Прежде всего, ракета стартовала с наклонной пусковой установки, первая ступень была неуправляемой, а стабилизировалась ракета вращением.

06.jpg

После окончания работы первой ступени вращение тормозилось с 2,5 до одного оборота в секунду, и включалась вторая ступень. После ее выгорания система управления газовыми двигателями устанавливала правильное положение для выхода на орбиту и отделялась вместе со второй ступенью. Третья ступень включалась, "запомнив" вращением правильный вектор и завершала вывод полезной нагрузки на орбиту.

07.jpg

В целом, циклограмма полета очень напоминает первую японскую ракету-носитель Lambda-4S. Отсутствие системы управления на участках работы первой и второй ступеней должно было упростить и удешевить ракету.

Пуск 3 ноября


Первый пуск ракеты изначально планировался на 2013 год. Но, как это обычно бывает, сроки съезжали вправо, и, в итоге, первый пуск состоялся 3 ноября 2015 года. Полезной нагрузкой был многоспектральный спутник Гавайского университета HiakaSat массой 55 кг и двенадцать кубсатов.

08.jpg
HiakaSat

Восемь кубсатов составляли проект ESDN от NASA, изучающий возможность распределения научных задач в рое небольших спутников.

09.jpg
Кубсаты ESDN

Запуск состоялся вечером по местному времени, доступна запись трансляции:



На ней хорошо видно, что с примерно пятидесятой секунды ракета стала испытывать прецессию. А после шестидесятой секунды картинку с борта закрыли анимацией положения ракеты по телеметрии. Если данные реальны, то ракета на пятьдесят восьмой секунде полета стала кувыркаться, скорее всего, разрушившись. Трансляцию прервали, и, спустя примерно час, сообщили о неудачном пуске. Есть любительское видео с земли, и находятся люди, которые утверждают, что могут разглядеть на нем момент разрушения ракеты (я к ним не отношусь):



Официальная причина аварии будет объявлена после окончания расследования. По имеющимся данным можно предположить, что прецессия вызвана появившимся боковым компонентом тяги от частичного разрушения сопла, прорыва газов сквозь корпус или нештатного срабатывания системы управления, которая на этом этапе должна была быть неактивна. Версия прорыва газов сквозь корпус косвенно подтверждается тем, что еще до пуска был известен конструктивный дефект первой ступени, который повышал вероятность именно этого типа аварии. Тем не менее, конструкторы сочли риск приемлемым и решили пускать ракету. Из потерянных спутников только проект ESDN обошелся NASA в $13,6 миллионов.
Еще до аварии, 22 октября, представители ВВС США заявили, что новых миссий ракеты-носителя, на которую с 2007 года потратили $45 миллионов, не планируется. Если у проекта не появятся новые инвесторы, первый неудачный пуск Super Strypi станет последним.

Дорога в космос не стала легче. Да, теперь мы знаем космические условия, и многие решения уже известны и опробованы. Но теперь на конструкторов давит экономика. Приходится, как и в других отраслях, решать треугольник "быстро-дешево-качественно", и далеко не у каждого проекта это успешно получится.

Похожие материалы по тегу "космические происшествия".

Tags: аварии и происшествия, космос
Subscribe
promo engineering_ru апрель 30, 2014 15:00 70
Buy for 200 tokens
Originally posted by zilm at Как будут ремонтировать автомобили с углепластиковым кузовом? Когда инженеры BMW создавали свои подзаряжаемые автомобили, они столкнулись с необходимостью снижения веса. Аккумуляторы делают электромобиль или плагин-гибрид тяжелее аналога с ДВС, а…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 10 comments