Циклон-4

Эта статья или часть статьи содержит информацию об ожидаемых событиях. Здесь описываются события, которые ещё не произошли.

Циклон-4
Общие сведения
Страна	Украина
Семейство	Р-36
Назначение	ракета-носитель
Разработчик	ГКБ “Южное”
Изготовитель	Южмаш
Стоимость запуска (2007)	$23 млн
Основные характеристики
Количество ступеней	3
Длина	39,95 м
Диаметр	3 м
Стартовая масса	193 т
История запусков
Состояние	проект
Места запуска	Алкантара, Бразилия
Число запусков	0
Первый запуск	Ноябрь 2013[1]
Первая ступень — 11K69
Стартовая масса	127,4 т
Маршевый двигатель	РД-261
Рулевой двигатель	РД-855
Тяга	297,4 т
Удельный импульс	301 с
Время работы	120 с
Топливо	121 т
Горючее	НДМГ
Окислитель	АТ
Вторая ступень — 11S692
Стартовая масса	51,7 т
Маршевый двигатель	РД-262
Рулевой двигатель	РД-856
Тяга	99,5 т
Удельный импульс	318 с
Время работы	160 с
Топливо	49 т
Горючее	НДМГ
Окислитель	АТ
Третья ступень — Неизвестно
Диаметр	4 м
Стартовая масса	13,38 т
Маршевый двигатель	РД-861К[2]
Тяга	7916 кгс
Удельный импульс	330 с
Время работы	370 с
Топливо	9,12 т
Горючее	НДМГ
Окислитель	АТ

«Циклон-4» — проект украинского космического ракетного комплекса (КРК), куда будут входить ракета-носитель (РН) «Циклон-4» и наземный комплекс, обеспечивающий проведение на космодроме работ по подготовке и запуску РН и полезной нагрузки (ПГ).

РН «Циклон-4» является улучшенным вариантом трёх-ступенчатой ракеты-носителя Циклон-3 и предназначена для оперативного и высокоточного выведения на круговые, геостационарные и солнечно-синхронные орбиты космических аппаратов различного назначения с космодрома в Алькантаре (Бразилия). Она позволит выводить на экваториальную орбиту высотой 500 км ПГ массой до 5,5 т и массой до 1,8 т на геопереходную орбиту (ГПО)^[3]. Первый старт намечен на ноябрь 2013 года^[1].

История проекта

Реализация украинско-бразильского проекта по «Циклону-4» началась в 2002 году, когда было достигнуто соглашение между Украиной и Федеративной Республикой Бразилия о долгосрочном сотрудничеству по использованию ракеты-носителя Циклон-4 на пусковом центре Алкантара. Хотя по этому договору первый пуск должен был состояться не позднее 30 ноября 2006 года, этот срок постоянно откладывался^[4].

В 2004 г. договор был ратифицирован парламентами Украины и Бразилии. В соответствии с договором было создано СП «Алкантара Циклон Спейс». С украинской стороны его возглавил Александр Сердюк (его считают вдохновителем этого проекта). Предприятие получило эксклюзивное право на осуществление коммерческих пусковых услуг с использованием ракеты-носителя «Циклон-4»^[5]. В этом же 2004 году срок первого запуска перенесли на 2007 год. Позднее его перенесли опять, теперь уже на 2009-й год. В конце 2009 года пуск всё ещё не состоялся, но по словам президента Бразилии Лула да Силва проект был готов на 75 %^[6]. 1 июня 2010 г. глава Национального космического агентства Украины Юрий Алексеев заявил, что первый запуск перенесен на 2012 год^[7][6].

В середине февраля 2010, ГКБ «Южное» завершило предварительные испытания двигателя для третьей ступени РН «Циклон-4» РД861К. Цикл испытания составил 1,5 месяца и проведен на одном двигателе без снятия его со стенда. Был отработан более чем тройной ресурс по продолжительности работы и по количеству включений (1362с и 11 включений). При этом было проведено одно включение продолжительностью 450с (полный полетный ресурс)^[8].

В апреле 2010 года, «Алкантара-Циклон Спейс» получило предварительное экологическое разрешение на начало работ по строительству стартовой площадки для «Циклон-4». Генеральный директор НКАУ Юрий Алексеев сообщил что проект «отстаёт в создании отдельных элементов» и что после совета директоров «Алкантара-Циклон Спейс» в апреле 2010 появятся конкретные цифры о сроках реализации проекта.

После выборов в Бразилии и на Украине в 2010 году началось реальное финансирование проекта. К апрелю 2011 года, Украина вложила в проект по разным оценкам $ 100—150 млн, в то время как его полная стоимость оценивалась в $ 488 млн^[9]. Для завершения программы «Циклон-4» было необходимо еще $ 260 млн. Первый летный образец ракеты к этому моменту был готов на 8 %, а полномасштабный макет носителя для отработки операций на стартовой площадке — на 20-25 %. Пробный пуск ракеты был перенесен на первое полугодие 2013 г^[10].

В августе 2011 года украинское правительство дало гарантии для привлечения $ 260 млн кредитов государственным КБ «Южное» для завершения работ на пусковом комплексе Алкантара^[9]. В технологическом плане, близилось к завершению изготовление тестового образца ракеты «Циклон-4» для ЛКИ. Были проведены четыре огневых стендовых испытаний маршевого двигателя третьей ступени РД-861K, а также продолжалась разработка высокоточной системы управления на базе лазерных технологий с использованием спутниковой системы навигации для обеспечения группового выведения КА. На космодроме в Алкантаре были получены необходимые разрешения на строительство и шло возведение вспомогательных объектов^[9].

На встрече Премьер-министра Украины Николая Азарова и Министра науки, технологий и инноваций Федеративной Республики Бразилия Алуизио Меркаданте 22 ноября 2011 года была озвучена новая дата первого пуска — 15 ноября 2013 года^[1].

В феврале 2012 года, КБ «Южное» заказало проведение обследования аэропорта и существующей взлетно-посадочной полосы в «Алкантаре» с целью разработки решения о возможности авиационной транспортировки составных частей «Циклон-4» самолетами АН-124^[11].

Отличия от предыдущих версий

В РН «Циклон-4» предусмотрены следующие улучшения по сравнению с предшественниками^[3][12]:

• Новая 3-я ступень с увеличенным втрое запасом компонентов топлива. Кроме увеличения энергетики ракеты-носителя, это позволяет уменьшить продольную перегрузку до допустимых значений ~6g;
• Многократное включение двигателя 3-й ступени РД-861K: до 3-5 включений маршевого двигателя и до 5 включений двигателей большой тяги ЖРС, что обеспечивает качественно новые возможности, в том числе, при групповом выводе КА;
• Новая высокоточная современная система управления, безопасности и измерений;
• Усовершенствованный головной обтекатель с увеличенным объемом полезной нагрузки на основе обтекателя РН «Ариан 4»;
• Улучшенная экологичность. Так как «Циклон-4» использует высокотоксичные компоненты топлива (наследие его МБР-прошлого: несимметричный диметилгидразин (гептил) и азотный тетроксид (амил) в качестве окислителя), появилась необходимость минимизировать экологические риски. В разрабатываемой новой системе заправки топливо для всех ступеней поступает в ракету-носитель с нижнего торца 1-й ступени на стартовом столе, что помогает нейтрализовать токсичные пары ракетного топлива;
• возможность термостатирования отсека полезной нагрузки воздухом высокого давления при отмене пуска ракеты-носителя.

Стартовый комплекс

Местоположение космодрома Алкантара

Циклон-4 разрабатывается в кооперации с Бразилией. По соглашению, украинские предприятия должны построить ракету-носитель и стартовый стол, а Бразилия со своей стороны предоставляет космодром «Алкантара». Этот космодром находится вблизи от экватора (-2.37, -44.42°22′12″ ю. ш. 44°24′00″ з. д. / 2.37° ю. ш. 44.4° з. д. ^(G) (O)), что за счет использования дополнительной составляющей скорости вращения Земли позволяет увеличить массу выводимого ПГ до 1800 кг на ГПО^[12][13].

В наземный комплекс КРК Циклон-4 будут входить монтажно-испытательный комплекс (МИК) и стартовый стол. В первой части МИКа будут осуществляться работы по тестированию и подготовке к запуску спутников. Комплекс будет оборудован чистыми помещениями для приема, тестирования и интеграции спутников с головной частью РН. В другой части МИКа будет собираться сама РН. Здесь же будет проходить полная сборка «Циклона-4»^[13].

РН перевозится из МИКа к стартовому столу в горизонтальном положении по железнодорожному полотну. После этого производится подъём РН в вертикальное положение и предстартовые тесты. Для обеспечения максимальной безопасности, большинство задач по подготовке к запуску будут автоматизированы^[13].

Экономика проекта

Этот проект является кооперацией между Бразилией и Украиной, который выгоден обеим сторонам. Для Бразилии, не имеющей собственных космических технологий, важен доступ к украинским разработкам. Украина же, помимо доступа к дешевому экваториальному космодрому, получает шанс закрепиться на бразильском космическом рынке и загрузить производственные мощности «Южмаша»^[14]. Участники проекта рассчитывают на 6—10 пусков «Циклона-4» ежегодно.

«Алкантара-Циклон Спейс»

Совместное предприятие, формируемое на основе равных вкладов каждой из двух сторон, названо "Бинациональное предприятие «Алкантара-Циклон Спейс». Предприятие является исключительно коммерческим проектом и основной вид его деятельности — запуск ракет с полезным грузом на околоземную орбиту^[5]. Тем не менее, Украина внесла внесла свою долю в уставной фонд "Бинационального предприятия «Алкантара-Циклон Спейс» только лишь к ноябрю 2011 года^[15][16].

Украина вкладывает в совместное предприятие свои передовые разработки, технологии и произведенную на украинских заводах высокотехнологичную продукцию. Сами ракеты-носители и некоторые космические аппараты будут производиться на украинских предприятиях, что в свою очередь влечет за собой реанимацию отдельных направлений металлургической, химической и электротехнической промышленности^[5].

На сегодняшний день в реализации проекта принимают участие 16 предприятий Украины на основе договорных отношений с Национальным Космическим Агентством Украины (НКАУ) и совместной компанией «Алкантара Циклон Спейс». Основным разработчиком является Государственное конструкторское бюро «Южное» им. М. К. Янгеля и основным производителем ракеты-носителя станет государственное предприятие «Производственное объединение „Южный машиностроительный завод“ им. А. М. Макарова» (г. Днепропетровск). Кроме того в работах по этому проекту задействованы харьковские ОАО «Хартрон», НИИ радиотехнических измерений (системы управления), киевское ЦКБ «Арсенал» (система прицеливания) и еще несколько организаций космической отрасли. Кроме того, участвуют также ряд машиностроительных заводов, например мариупольский машиностроительный завод «Азовмаш», который изготовляет заправочные системы для Alcantara Ciclone Space и транспорт, на котором ракету должны доставить на стартовую площадку.

Экономическое обоснование проекта

Первоначально бизнес-план был составлен около 10-и лет назад и базировался на прогнозе запуска спутников системы Иридиум. До сегодняшнего дня спутники Иридиум выводились американскими и российскими ракетами. В настоящее время подписан долгосрочный контракт между Иридиум и SpaceX на выведение спутников поколения Iridium NEXT ракетами-носителями Фалькон-9 в 2015—2017. Таким образом, основа изначального бизнес-плана фактически отсутствует^[17].

В 2007 году, общая финансовая результативность проекта прогнозировалась на следующем уровне^[5]: цена фрахта — $35,6 млн, общий объем инвестиций — $180 млн, стоимость пуска — $23 млн, объем доходов — $1650 млн, чистая прибыль до уплаты налогов — $650 млн, период окупаемости внешних инвестиций с начала разработки — до 6 лет, внутренняя ставка возврата (IRR) инвестиций — 25 %, чистая приведенная стоимость (NPV) — $131 млн при единовременных затратах в $180 млн. (из них разработка модернизированной ракеты-носителя — $90 млн, разработка авионики — $20 млн.). Большей долей этих средств являлись заказы украинским предприятиям на производство высокотехнологичной продукции космического назначения.

В 2010 году, стоимость постройки наземного комплекса на космодроме в «Алкантаре» оценивалась в $487 млн^[6].

Конкуренты

По своим характеристикам, таким как стартовая масса и полезная нагрузка, «Циклон-4» можно классифицировать как тяжелую ракету лёгкого класса, так и как лёгкую ракету среднего класса. Таким образом, «Циклон-4» сможет конкурировать как с ракетами лёгкого класса, так и с РН среднего класса.

РН лёгкого класса

В сегменте лёгкого класса, конкурентами являются российско-украинская конверсионная ракета-носитель Днепр. Эта РН используется для вывода на полярные и другие типы орбиты высотой 300—900 км один или группу спутников различного назначения стартовой массой до 3,7 т.

Кроме того, Россия заканчивает разработку РН Союз-2.1в, которая сможет использовать уже существующие стартовые площадки РН «Союз-2» и сможет выводить на низкую околоземную орбиту груз массой до 3 тонн из Плесецка. Кроме того, эта ракета будет использоваться для вывода спутников на солнечно-синхронные и другие орбиты высотой до 1500 км^[18]. Её первый полет намечен на ноябрь 2012 года^[19].

В то же время, Россия активно разрабатывает ещё одну собственную ракету — РН Ангара, способную полностью заменить украинские. Лёгкий вариант этой РН, «Ангара 1.2» по своим характеристикам близок к «Циклону-4»^[20].

Со стороны Европы конкурентом является ракета-носитель легкого класса Vega, которая способна выводить на низкие орбиты до 2,3 т и чей первый полёт состоялся в начале 2012 года.

РН среднего класса

В сегменте среднего класса «Циклон-4» потенциально соперничает с российским проектом «Союз на Куру», использующий РН «Союз-СТ»; поэтому, конкурентами проекта могут считаться Роскосмос и российские предприятия. С другой стороны, по массе полезного груза (3240 кг на ГПО^[21]), Союз-СТ значительно превышает возможности «Циклон-4» и может выводить более тяжёлые спутники, либо больше спутников за один пуск.

Также в сегменте среднего класса, конкурентом Циклона-4 может стать РН Антарес, создаваемая компанией Orbital в рамках программы NASA по разработке дешевых коммерческих средств доставки в космос (COTS). Первый запуск РН Антарес намечен на июнь 2012 года^[22]. Полезная нагрузка на низкой околоземной орбите — от 5,4 до 7,6 т, а также от 1,3 до 1,8 т на геопереходной орбите, в зависимости от модификаций второй ступени. Задача данной РН — замена морально устаревшей и относительно дорогой РН Дельта-2, производства компании Боинг. Нюанс ситуации заключается в том, что ГКБ «Южное», разработчик «Циклона», также принимает участие в создании Антареса — по контракту с Орбитал на Южном машиностроительном заводе изготавливается первая ступень ракеты-носителя.

Сравнение характеристик РН лёгкого класса
Ракета-носитель	Страна	Первый полёт	Кол-во запусков в год (всего)	Широта СК	Старт. масса, т	Масса ПН, т			Успеш. пусков, %	Стоимость пуска, млн $
						НОО¹	ГПО	ССО²
«Днепр»[23]	/	21.04.1999	1-3 (17)	46° / 51°	211	3,7		2,3	94 %	30,7[24]
«Рокот»[25]		20.11.1990	1-2 (18)	46° / 62°	107,5	2,1		1,6	89 %	22,5 (€15)[26]
«Вега»[27]		13.02.2012	2(1)	5°	137	2,3		1,6	100 % (1 пуск)	42[28]
«Циклон-4»[29]		конец 2013	0	2,3°	193	5,5	1,6	3,7		23³
«Союз-2.1в»[18]		ноябрь 2012	0	62°/46°/5°	160	2,8		1,4⁴
«Ангара 1.2»[30]		2013	0	62°	171	3.8
«Антарес»[31]		конец 2012	0	38°	240	5,6		4,4
¹ — высота 300 км, наклонение соответствует космодрому; ² — высота 300 км, наклонение 98°; ³ — оценка, 2007; ⁴ — высота 835 км

См. также

• Циклон (ракета-носитель)
• Зенит (ракета-носитель)

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3} Украина и Бразилия за стратегическое партнерство в космической сфере. Аэрокосмическое общество Украины. Архивировано из первоисточника 23 апреля 2012. Проверено 1 декабря 2011.
2. ↑ Жидкостный ракетный двигатель РД-861K. Конструкторское Бюро “Южное”. Архивировано из первоисточника 23 апреля 2012. Проверено 18 апреля 2010.
3. ↑ ^{1 2} РН Циклон-4. Государственное космическое агентство Украины. Архивировано из первоисточника 23 апреля 2012. Проверено 1 декабря 2011.
4. ↑ Когда Украина достроит свой «Байконур». Информационно - новостная система Ракетная техника (14.04.2010). Архивировано из первоисточника 18 июня 2012. Проверено 6 апреля 2012.
5. ↑ ^{1 2 3 4} «Циклон-4» как ракета-носитель национальной идентичности. Экономические известия (01.11.07). Архивировано из первоисточника 23 апреля 2012. Проверено 21 апреля 2010.
6. ↑ ^{1 2 3} Азарову не нужен «украинский космос». ugmk.info (11.15.2010). Архивировано из первоисточника 23 апреля 2012. Проверено 11.15.2010.
7. ↑ РИА Новости — Украина — Первый запуск украинской ракеты-носителя «Циклон-4» намечен в 2012г. РБК Украина, 14.04.2010. Архивировано из первоисточника 5 февраля 2012. Проверено 23 марта 2011.
8. ↑ КБ «Южное» завершило предварительные испытания двигателя для третьей ступени РН «Циклон-4». ВПК.name, 16.02.2010. Архивировано из первоисточника 23 апреля 2012. Проверено 21 апреля 2010.
9. ↑ ^{1 2 3} Украина инвестировала $ 130 миллионов в запуск ракет с космодрома Бразилии. Gazeta.ua (17.08.2011). Архивировано из первоисточника 18 июня 2012. Проверено 6 апреля 2012.
10. ↑ Россия отказалась участвовать в украинско-бразильском проекте по запуску ракет "Циклон-4". РБК Украина, 12.04.2011. Архивировано из первоисточника 23 апреля 2012. Проверено 17 апреля 2011.
11. ↑ КБ «Южное» заказало исследование ПЦ «Алкантара». 34 канал (09.02.2012). Архивировано из первоисточника 18 июня 2012. Проверено 6 апреля 2012.
12. ↑ ^{1 2} Проект Циклон-4. Государственное космическое агентство Украины. Архивировано из первоисточника 23 апреля 2012. Проверено 1 декабря 2011.
13. ↑ ^{1 2 3} Centro Espacial de Alcantara  (исп.). lcantara Cyclone Space. Архивировано из первоисточника 23 апреля 2012. Проверено 1 декабря 2011.
14. ↑ На Бразилию надвигается "Циклон-4". Коммерсантъ Украина (03.12.09). Архивировано из первоисточника 23 апреля 2012. Проверено 20 апреля 2010.
15. ↑ Состоялось заседание Совета директоров бинациональной компании "Алкантара Циклон Спейс". Аэрокосмический портал Украины (24.11.2011). Архивировано из первоисточника 18 июня 2012. Проверено 6 апреля 2012.
16. ↑ Украина может сорвать участие в международном проекте «Циклон-4». Информационное агентство "Унiан" (15.01.2011). Архивировано из первоисточника 23 апреля 2012. Проверено 19 января 2011.
17. ↑ O momento da Alcântara Cyclone Space - Parte II  (порт.). Panorama Espacial (6.11.2011). Архивировано из первоисточника 23 апреля 2012. Проверено 1 декабря 2011.
18. ↑ ^{1 2} Союз-2 этапа 1в. ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс. Архивировано из первоисточника 23 апреля 2012. Проверено 7 апреля 2012.
19. ↑ План российских космических пусков (2012). Форум журнала «Новости космонавтики». Архивировано из первоисточника 18 июня 2012. Проверено 28 марта 2012.
20. ↑ РН «ЦИКЛОН-4» - ЛУЧШИЙ НЕРЕАЛИЗОВАННЫЙ НОСИТЕЛЬ. Defense Express (19.05.2006). Архивировано из первоисточника 23 апреля 2012. Проверено 21 апреля 2010.
21. ↑ акета-носитель "Союз-СТ". ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс. Архивировано из первоисточника 18 июня 2012. Проверено 9 апреля 2012.
22. ↑ Orbital Sciences Corp, Antares Home Page. Orbital. Архивировано из первоисточника 18 июня 2012. Проверено 6 апреля 2012.
23. ↑ Днепр. Конструкторское Бюро “Южное”. Проверено 7 апреля 2012.
24. ↑ Iridium Reports Double-digit Revenue Growth in First Half of 2011  (англ.). Space News (8.08.2011). Проверено 8 апреля 2012.
25. ↑ Rockot User's Guide, EHB0003, Issue 5, Revision 0. EUROCKOT Launch Services GmbH (Август 2011). Проверено 7 апреля 2012.
26. ↑ European SMOS and Proba-2 Successfully Launched by Rockot  (англ.). Space News (9.11.2009). Проверено 8 апреля 2012.
27. ↑ Vega User’s Manual Issue 3, Revision 0, стр. 2-7  (англ.). ARIANESPACE (03.2006). Проверено 8 апреля 2012.
28. ↑ Vega Expected to be Price-competitive With Russian Rockets  (англ.). Space News (23.01.2012). Проверено 7 апреля 2012.
29. ↑ CYCLONE-4 Launch Vehicle User's Guide Issue 1 – October 2010, стр. 53-56  (англ.). Alcantara Cyclone Space (10.2010). Проверено 7 апреля 2012.
30. ↑ Семейство ракет-носителей «Ангара». ФГУП «Государственный космический научно-производственный центр имени М.В.Хруничева». Проверено 7 апреля 2012.
31. ↑ NASA's Consolidated Launch Schedule  (англ.). NASA. Проверено 16 ноября 2012.

Ссылки

• Бинациональная компания «Алкантара Циклон Спейс»
• Конструкторское Бюро «Южное» — Циклон-4
• Национальное космическое агентство Украины — Циклон-4
• Проект «Циклон-4»: Сквозь сельву — в космос
• Форум журнала «Новости Космонавтики» — Циклон-4
• Перспективный коммерческий носитель"Циклон-4"