Вега (ракета-носитель)

Вега
Общие сведения
Страна	Европа
Назначение	ракета-носитель лёгкого класса
Разработчик	ЕКА/ASI/Avio
Основные характеристики
Количество ступеней	4
Длина	30 м
Диаметр	3 м
Стартовая масса	137 000 кг
История запусков
Состояние	действующая
Места запуска	Куру, площадка ELV
Число запусков	1
Первый запуск	13 февраля 2012
Последний запуск	13 февраля 2012
Первая ступень — P80
Длина	10,5 м
Диаметр	3 м
Маршевый двигатель	РДТТ
Тяга	3040 кН
Время работы	107 с
Горючее	Твердое ракетное топливо
Вторая ступень — Zefiro 23
Длина	7,5 м
Диаметр	1,9 м
Маршевый двигатель	РДТТ
Тяга	1200 кН
Время работы	71,6 с
Горючее	Твердое ракетное топливо
Третья ступень — Zefiro 9
Длина	3,85 м
Диаметр	1,9 м
Маршевый двигатель	РДТТ
Тяга	214 кН
Время работы	117 с
Горючее	Твердое ракетное топливо
Четвертая ступень — AVUM
Длина	1,74 м
Диаметр	1,9 м
Маршевый двигатель	ЖРД AVUM
Тяга	2.45 кН
Время работы	315.2 с
Горючее	НДМГ
Окислитель	АТ

У этого термина существуют и другие значения, см. Вега (значения).

Вега (англ. Vega; итал. Vettore Europeo di Generazione Avanzata) — лёгкая ракета-носитель, совместно разрабатываемая с 1998 года Европейским космическим агентством (ESA) и Итальянским космическим агентством (ASI). Ракета названа в честь второй ярчайшей звезды северного полушария.

Карта Гвианского космического центра

Изначально проект «Вега» разрабатывался с начала 1990-х ASI, как замена РН «Скаут» производства НАСА. 27-28 ноября 2000-го года проект «Вега» принят в программу ракеты-носителя (РН) «Ариан».

Италия является ведущим разработчиком проекта и отвечает за 65 % бюджета, другие участвующие страны — Франция (15 %), Испания (6 %), Бельгия (5,63 %), Нидерланды (3,5 %), Швейцария (1,34 %) и Швеция (0,8 %)^[1].

Первый запуск четырёхступенчатой РН состоялся 13 февраля 2012 года с космодрома Куру (Французская Гвиана)^[2].

Характеристика проекта

Предназначение

В последнее время наметилась необходимость вывода на полярные круговые низкие орбиты от 300 до 2 000 кг спутников. Как правило, это низкобюджетные проекты исследовательских организаций и университетов по наблюдению земли в научных миссиях, а также разведывательных спутников, научных спутников и любительских спутников. РН такого класса присутствуют в линейке космических носителей разных стран, например, индийская «PSLV», российские «Днепр» и «Рокот», американские «Таурус» и «Фэлкон», китайская «Великий поход-2C»^[3].

Планируемая нагрузка

Планируемая полезная нагрузка РН «Вега» составит 1 500 кг на полярную орбиту высотой ~700 км. РН разработана для вывода полезной нагрузки на Низкую опорную орбиту и Солнечно-синхронную орбиту. В первом полёте РН лёгкого класса, должна вывести основную полезную нагрузку — спутник «ЛАРЕС» весом 400 кг, на высоту 1 450 км с наклоном орбиты 71,5^o. В отличие от большинства одноклассных РН, «Вега» способна выводить сразу несколько космических аппаратов. Основные типы аппаратов, являющиеся потенциальной загрузкой:

• Микроспутники — до 300 кг;
• Миниспутники — от 300 до 1 000 кг;
• Малые спутники — от 1 000 до 2 000 кг.

Стоимость

Так как в настоящее время проект находится в стадии тестирования, ЕКА объявит о стоимости запуска исходя из результатов первого запуска. Однако сообщается, что удельная стоимость вывода каждого килограмма будет ниже конкурирующих носителей, так как «Вега» использует недорогие технологии, в частности полимерные материалы для корпуса ступеней, снижающих их стоимость и вес, и твёрдое топливо для первых трёх ступеней, снижающее стоимость хранения топлива, заправки и двигателя ступени^[4]. Стоимость проекта составила 450 млн €^[5].

Оператор

Единственным оператором РН выступает Европейское космическое агентство.

Оценка проекта, его значение и перспективы

Оценка и значение носителя для Европейского космоса

С появлением РН «Вега» ЕКА получает в свою линейку носитель лёгкого класса и закрывает всю линейку РН всех классов^[6]. К этой линейке относятся тяжелый «Ариан-5» и появившийся в распоряжении ЕКА средний российский носитель «Союз-СТ»^[7]:

	Вега	Союз-СТБ	Ариан-5
Класс	Лёгкий	Средний	Тяжелый
Масса, т	137	313	777
Длина, м	30	51,1	59
Число ступеней	4	3	2
Топливо	РДТТ / НДМГ + АТ	керосин + кислород	водород + кислород
Полезная нагрузка на НОО, кг	1 500 — 2 000	9 000 — 9 200	16 000 — 21 000
Полезная нагрузка на ССО, кг	—	4 900	6 200 — 10 500

Значение и цели проекта

• Возможность вывода небольших спутников разработки европейских институтов на полярную орбиту;
• Меньшая зависимость европейских космических разработчиков от сторонних космических агентств;
• Привлечение средств за вывод зарубежных спутников за счет удешевления стоимости вывода и надежности носителя;
• Исследование новых технологий в области аэрокосмических полимерных материалов и твердотопливных двигателей для ракет-носителей;
• Получение новых данных об околоземном космическом пространстве, благодаря программе «CubeSat»^[8].

Перспективы носителя и развитие конкурирующих легких проектов

Потребовалось 25 лет разработки, нескольких отсрочек и более 700 млн €, чтобы европейская бюджетная РН «Вега» была окончательно готова к первому своему полёту.

РН «Вега» — самый маленький из 3 носителей ЕКА. Космическое агентство рассчитывает что новая ракета сможет удовлетворить запросы рынка по запуску небольших научно-исследовательских спутников и сделает космические исследования доступными для университетской науки.^[9] РН будет использоваться в основном для спутников, ведущих наблюдение за поверхностью Земли.

В дальнейшей перспективе выполнить 5 запусков до 2016 года. Их оплатит ЕКА, спутники которого и будут основными грузами РН «Вега» в ближайшие годы. В космос отправятся «Sentinel-2,-3», «Proba-V» и «Aeolus», а также научный спутник для изучения гравитационных волн «LISA-Pathfinder». После 2016-го года ESA будет самостоятельно искать коммерческую нагрузку на рынке. В качестве потенциальных клиентов рассматриваются национальные космические агентства, университеты и коммерческие компании.

После удачного завершения первого запуска, РН «Вега» будет выполнять 3 — 5 миссий в год, а ориентировочная стоимость запуска составит 4 — 5 миллионов долларов США^[10][11].

Антарес

В апреле 2012 года в США планируется запуск схожего носителя подобного класса — РН «Антарес». «Антарес» (англ. Antares) — одноразовая ракета-носитель, разрабатываемая Orbital Sciences Corporation для запуска полезных грузов весом до 7 000 кг на низкую опорную орбиту^[12]. До 12 декабря 2011 года проектируемая двухступенчатая ракета носила название «Таурус 2» (англ. Taurus II).^[13] Первый пуск был запланирован на третий квартал 2011 года, позже был перенесен на февраль 2012, а затем на апрель 2012.^[14][13]

Сравнение носителей «Вега» и «Антарес»:

	Вега	Антарес
Масса, т	137	240
Длина, м	30	40
Число ступеней	4	2 — 3
Топливо	РДТТ / НДМГ + АТ	керосин + кислород
Полезная нагрузка на НОО, кг	1500 — 2000	7000

Схожие носители

Сравнение «Вега» и схожих действующих носителей:

	Вега	Таурус	Falcon-1e	Великий поход-2С	Стрела	Рокот
Класс	Лёгкий	Лёгкий	Лёгкий	Лёгкий	Лёгкий	Лёгкий
Масса, т	137	73	38,555	233	104	107,5
Длина, м	30	27,9	21,3	42	24,3	29,15
Число ступеней	4	4	2	2	2	3
Топливо	РДТТ / НДМГ + АТ	РДТТ	керосин + кислород	НДМГ + АТ	НДМГ + АТ	НДМГ + АТ
Полезная нагрузка на НОО, кг	1500 — 2000	1320	670	3850	1700	1950 — 2300

Пусковые площадки

Стартовый комплекс носителя «Вега». Видна первая установленная ступень РН «Вега» P80

В настоящий момент запуск ракеты планируется осуществлять с площадки ELV космодрома Куру (Французская Гвинея). ELV — Encemble de lancement Vega (фр. Площадка для запуска Веги) была переоборудована из ELA-1 — старой площадки для запуска РН «Европа», Ариан — 2,3. После постройки площадка называлась CECLES и использовалась для запуска РН «Европа-2». Первый запуск с площадки был осуществлен 5 ноября 1971 года. Запуск закончился неудачно. Стартовая площадка была разрушена. В 1979 году площадку восстановили для запуска РН Ариан-1, а 24 декабря 1979 года был осуществлен первый запуск, который прошёл успешно. Площадку назвали ELA, сокращение от Encemble de lancement Ariane (фр. Площадка для запуска Ариан). 31 мая 1986 года был успешно произведен запуск РН Ариан-2, а 4 августа 1984 года был успешно произведен запуск РН Ариан-3. В 1988 году площадку переименовали в ELA-1, так как была введена в строй ELA-2 для Ариан-4. Эксплуатация Ариан-1 была прекращена 22 февраля 1986, Ариан-2 — 2 апреля 1989 года, Ариан-3 — 12 июля 1989 года. Площадка ELA-1 была разрушена. В 2011 году площадка была восстановлена для проекта «Вега»^[15][16][17].

Конструкция

Состоит из 4 ступеней, 3 из которых Zefiro-23, Zefiro-9, P80 оснащены твердотопливными двигателями, а AVUM — ЖРД, топливом для которого служит Несимметричный диметилгидразин с окислителем азотный тетраоксид. Технологии, используемые в Р80 в дальнейшем будут использованы для разработок РН «Ариан».

Первые три ступени и твёрдое топливо разработаны итальянской компанией «Avio». Каждый из трёх двигателей был дважды протестирован: для оценки дизайна и в окончательной полётной конфигурации. В будущем планируется использование Р80 в качестве второй ступени носителя РН «Ариан-5». В дальнейшем планируется увеличение полезной нагрузки на полярной орбите до 2 000 кг.^[18][19][20]

	Первая ступень	Вторая ступень	Третья ступень	Четвёртая ступень
Наименование	P80	Zefiro 23	Zefiro 9	AVUM
Высота	10.5 м	7.5 м	3.85 м	1.74 м
Диаметр	3 м	1.9 м	1.9 м	1.9 м
Масса топлива	88 т	23.9 т	10.1 т	0.55 т
Тяга (макс)	3,040 кН	1,200 кН	213 кН	2.45 кН
Коэффициент расширения сопла	16	25	56	-
Время работы	107 с	71.6 с	117 с	315.2 с

Представляет собой одноразовую четырёхступенчатую ракету-носитель легкого класса для беспилотных запусков. 3 из 4 ступеней оснащены твёрдотопливным ракетным двигателем, а четвёртая — некриогенным ЖРД закрытого цикла.

Р80

Первая ступень РН имеет длину 10,5 м, диаметр 3 м, масса топлива — 88 т, двигатель РДТТ, тяга 3040 кН, коэффициент расширения сопла 16, Время работы 107 с. Изготовлена из поливолокна, сопло двигателя оснащено электроприводом отклонения. 30 ноября 2006 года было успешно завершено первое испытание. 4 декабря 2007 года успешно прошло второе испытание, в результате которого была достигнута тяга 190 тс при длительности работы 111 с, параметры работы двигателя находились в пределах заявленных.^[21][22]

Zefiro 23

Развитие двигателя Zefiro было инициировано компанией «Avio» и профинансировано как «Avio», так и ISA. Является второй ступенью РН «Вега». Изготовлена из углеродно-эпоксидного волокна, а сопло из углеродно-фенольного волокна с углеродно-волоконными вставками. Использование этих материалов обусловлено уменьшением веса конструкции, так и увеличения её прочности. Длина — 7,5 м, диаметр — 1,9 м, масса топлива — 23,9 т, тяга — 1 200 кН, коэффициент расширения сопла — 25, время работы 71,6 с. Первый успешный запуск был осуществлен 26 июня 2006 года в Сальто-ди-Квиро, Сардиния, Италия. Второй запуск 27 марта 2008 года был успешно завершен присвоением квалификации ступени ракеты-носителя.^[23][24]

Zefiro 9

Вторая ступень РН имеет длину — 3,85 м, диаметр — 1,9 м, масса топлива — 10,1 т, тяга — 213 кН, коэффициент расширения сопла — 56, время работы 117 с. Первые испытания успешно были проведены 20 декабря 2005 года на полигоне Сальто-ди-Квиро, на юго-восточном побережье Сардинии, Италия. Второе испытание состоялось 28 марта 2007 года в Сальто-ди-Квиро. Однако, на 35-й секунде работы двигателя произошло резкое падение внутреннего давления, приведшее к потере тяги. Это было вызвано конструкционными недостатками. 23 октября 2008 года были проведены успешные повторные испытания с модифицированным соплом, зарегистрированном, как Zefiro-9A. 28 апреля 2009 года на полигоне Сальто-ди-Квиро были проведены окончательные огневые испытания с присвоением квалификации ступени РН Вега.^{[25][26][27][28][29]}

AVUM

AVUM (англ. Altitude Vernier Upper Module) — четвёртая ступень РН «Вега». Длина — 1,74 м, диаметр — 1,9 м, масса топлива — 550 кг, тяга — 2,45 кН, Время работы — 315,2 с. Оборудована некриогенным ЖРД закрытого цикла с многократным включением. Горючее — несимметричный диметилгидразин, Окислитель — азотный тетраоксид. Ступень оборудована двигателем и авионикой. Содержит основные компоненты авионики РН.^[30] Маршевый двигатель RD-868P^[31] был разработан КБ «Южное» и изготовлен на ПО «Южмаш».^[32][33][31]

Планируемые полёты

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

Состоявшиеся полёты

Сравнение размеров Вега и Ариан-5

Номер	Дата запуска	Космодром	Миссия
1	13 февраля 2012	Куру	Успех
2

13 февраля 2012 года состоялся первый запуск с площадки ELV космодрома Куру.

Полезная нагрузка

КА	Спутник	Изготовитель	Орбита	Цель полёта
1-й	LARES	Итальянское космическое агентство	Низкая опорная орбита	Геодезия
2-й	AlmaSAT-1	Болонский университет	Низкая опорная орбита	Технология
3-й	Xatcobeo	Национальный институт аэрокосмической техники	Низкая опорная орбита	Технология
4-й	UNICubeSAT	Римский университет Ла Сапиенца	Низкая опорная орбита	Атмосфера
5-й	ROBUSTA	Университет Монпелье	Низкая опорная орбита	Радиация
6-й	e-st@r	Туринский политехнический университет	Низкая опорная орбита	Технология
7-й	Goliat	Университет Бухареста	Низкая опорная орбита	Радиация
8-й	PW-Sat	Варшавский политехнический институт	Низкая опорная орбита	Технология
9-й	MaSat-1	Будапештский университет технологии и экономики	Низкая опорная орбита	Технология

Все выводимые КА имеют форм-фактор «CubeSat», за исключением «LARES» и «AlmaSAT-1». Первые венгерский, польский и румынский спутники. После этого полёта ЕКА планирует с небольшим перерывом второй полёт, а затем ещё четыре полёта по программе «VERTA».

Подготовка к запуску

• 13-14 октября 2011 года — первый обзор готовности полёта.
• 24 октября 2011 года — прибытие в порт космодрома Куру ускорителей и спутника LARES.
• 7 ноября 2011 года — монтаж первой ступени (Р80).
• 2 декабря 2011 года — монтаж второй ступени (Zefiro 23).
• 7 декабря 2011 года — второй обзор готовности полета.
• 9 декабря 2011 года — монтаж третьей ступени (Zefiro 9).
• 16 декабря 2011 года — монтаж четвёртой ступени (AVUM).
• 13 января 2012 года — окончательная проверка готовности РН.
• 21 января 2012 года — монтаж полезной нагрузки и головного обтекателя;^[34]
• 1 февраля 2012 года — начало обратного отсчёта;
• 2-7 февраля 2012 года — заправка AVUM;
• 8 февраля 2012 года — установка РН на стартовом столе площадки ZLV космодрома Куру.^[35]
• 13 февраля 2012 года 10:00 UTC — запуск.^[36]

Запуск

Хронология запуска^[37]:

Действие	Время после запуска, мин: с	Высота, км	Скорость, м/с
Все системы запущены, начало синхронизированных операций	−03:30	0	0
Зажигание Р80	00:00	0	0
Отрыв от стартового стола	00:00,3	0	0
Достижение скорости звука	00:30,7	4,7	332
Максимальное динамическое давление	00:53	13	586
Выключение и отстыковка Р80	01:54,8	60	1700
Зажигание Zefiro-23	01:55,6	61	1700
Выключение и отстыковка Zefiro-23	03:22,3	127	3800
Зажигание Zefiro-9	03:38,5	135	3800
Отделение головного обтекателя	03:43,5	138	3900
Выключение и отстыковка Zefiro-9	05:47,1	182	3800
1-ое зажигание AVUM	03:54,1	185	7700
AVUM выключен, выход на переходную орбиту	08:45	260	7800
2-ое зажигание AVUM	48:07,3	1447	6600
AVUM выключен, выход на основную орбиту	52:10,5	1450	6900
Отделение LARES	55:05,5	1450	6900
3-е зажигание AVUM	01:06:10,5	1457	6900
AVUM выключен	01:10:34,3	1458	6600
Отделение AlmaSat-1 и спутников CubeSat	01:10:35,3	1458	6600
Окончание миссии	01:21:00,3	1344	6700

Примечания

1. ↑ ESA — Vega — The Small Launcher for Europe (англ.)
2. ↑ Европейская ракета "Вега" вывела спутники на орбиту, Российская газета (13.02.2012).
3. ↑ BBC. Изменилась дата испытания РН Вега. ВВС. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012. (англ.)
4. ↑ ESA — Vega — будущее европейской космонавтики (англ.)
5. ↑ Первый запуск ракеты-носителя VEGA, russian.rfi.fr (12.02.2012).
6. ↑ Задержка запуска европейских носителей. AFP. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012. (англ.)
7. ↑ Запуск легкой ракеты "Вега" с космодрома Куру перенесен на 13 февраля, РИА Новости (03.02.2012).
8. ↑ Описание миссии Арианспейс. Arianespace. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012. (англ.)
9. ↑ [«Вега» сделает космические полёты более доступными Запуск легкой ракеты "Вега" с космодрома Куру перенесен на 13 февраля], http://science.compulenta.ru (01.02.2012).
10. ↑ Рекламный буклет Вега. ESA. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012. (англ.)
11. ↑ Перспективы развития итальянской космонавтики. ESA. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012. (англ.)
12. ↑ Taurus II User’s Guide, Rev. 1.2 (PDF). Orbital (12.11.2009).(недоступная ссылка — история) (англ.)
13. ↑ ^{1 2}  (англ.) Commercial rocket gets new name as debut launch nears, Spaceflight Now, 12.12.2011, Justin Ray
14. ↑ Taurus II Program Update  (англ.). Orbital Sciences Corporation.(недоступная ссылка — история) Проверено 30 марта 2011.
15. ↑ Описание космодрома. Astronautix. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012. (англ.)
16. ↑ ESA. Космодром Куру.. ESA. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012. (англ.)
17. ↑ CNES. CNES. (англ.)
18. ↑ Европейское космическое агентство готово к запуску первой ракеты-носителя Вега. Cyber Security. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012. (англ.)
19. ↑ Официальный сайт компании Avio. Avio. Архивировано из первоисточника 9 августа 2012. (англ.)
20. ↑ Статья о двигателях Веги. Avio. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012. (англ.)
21. ↑ Тестирование первой ступени. ESA. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012. (англ.)
22. ↑ Приёмка первой ступени. ESA. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012. (англ.)
23. ↑ Завершение тестирование второй ступени. ESA. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012. (англ.)
24. ↑ Приёмка второй ступени. ESA. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012. (англ.)
25. ↑ Испытания Zefiro-9. ESA. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012. (англ.)
26. ↑ Старт критических испытаний. ESA. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012. (англ.)
27. ↑ Результаты испытания Zefiro-9. ESA. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012. (англ.)
28. ↑ Благополучное завершение испытаний Zefiro-9. ESA. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012. (англ.)
29. ↑ Второе испытание Zefiro-9. ESA. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012. (англ.)
30. ↑ Информация об AVUM. ESA. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012. (англ.)
31. ↑ ^{1 2} Украинский двигатель успешно отработал на новой европейской ракете
32. ↑ Новости авиации: Дайджест: ЖУКОВСКИЙ: Двигатель для Западной Европы
33. ↑ Новобранцы «Космического клуба». «Самостийный» космос Украины
34. ↑ Подготовка запуска (фотогалерея) (англ.). ESA. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012.
35. ↑ Установка РН на стартовой площадке (фотогалерея) (англ.). Flickr. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012.
36. ↑ Хронология подготовки запуска. ESA. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012. (англ.)
37. ↑ Хронология запуска. ESA. Архивировано из первоисточника 30 июня 2012. (англ.)

Ссылки

	Ракета-носитель «Вега» на Викискладе?

• Vega. ЕКА. Архивировано из первоисточника 1 мая 2012. (англ.)
• Запуск Веги. 13.02.2012 г.. Spaceflight Now Inc.. Архивировано из первоисточника 25 мая 2012. (англ.)