Ракета-носитель

Запуск ракеты-носителя «Протон-К» с модулем «Звезда» для международной космической станции

Раке́та-носи́тель (РН, также раке́та косми́ческого назначе́ния, РКН) — аппарат, действующий по принципу реактивного движения (ракета) и предназначенный для выведения полезной нагрузки в космическое пространство.

В разговорной речи и в СМИ нередко используется искажённая (этимологически неправильная) форма этого термина: «ракетоноситель».

Иногда термин «ракета-носитель» применяется в расширенном значении: ракета, предназначенная для доставки в заданную точку (в космос, в отдаленный район Земли или океана) полезной нагрузки (искусственных спутников Земли, космических кораблей, ядерных и неядерных боевых блоков). В такой трактовке термин «ракета-носитель» объединяет термины «ракета космического назначения» (РКН) и «межконтинентальная баллистическая ракета» (МБР).

Классификация

В отличие от некоторых горизонтально-стартующих авиационно-космических систем (АКС), ракеты-носители используют вертикальный тип старта и (много реже) воздушный старт.

По расположению ступеней (компоновке)

• продольная компоновка (тандемная), у которой ступени расположены одна за другой и работают в полёте поочерёдно.
• параллельная компоновка (пакетная), при которой несколько блоков, расположенных параллельно и относящихся к разным ступеням, работают в полёте одновременно.
  • условно-пакетная компоновка (т. н. полутороступенчатая схема), в которой используются общие топливные баки для всех ступеней, от которых питаются стартовые и маршевые двигатели, запускающиеся и работающие одновременно. По завершении работы стартовых двигателей сбрасываются только они.

по количеству ступеней

• одноступенчатые
• полутороступенчатые — у которых имеется общие баки окислителя и горючего для всех ступеней, а первую ступень образуют стартовые двигатели, то есть сброс происходит только двигателей, а не ступени целиком (например РН «Атлас» первых модификаций)
• двухступенчатые

и т. д.

по используемым двигателям

• жидкостные
• твердотопливные, или их комбинации на разных ступенях.

По массе полезной нагрузки, выводимой на низкую околоземную орбиту (НОО)

• сверхтяжёлый (>~ 60-70 тонн) класс
• тяжёлый (>~ 19-20 тонн) класс
• средне-тяжёлый (>~ 10 тонн) класс
• средний (>~ 4 тонн) класс
• лёгкий класс, а также на вновь появляющийся т. н. класс нано-носителей (до несколько десятков кг).

одноразовые и многоразовые

Наибольшее распространение получили одноразовые многоступенчатые ракеты как пакетной, так и продольной схем. Одноразовые ракеты отличаются высокой надёжностью благодаря максимальному упрощению всех элементов. Следует уточнить, что одноступенчатой ракете для достижения орбитальной скорости теоретически необходимо иметь конечную массу не более 7-10 % от стартовой, что при даже существующих технологиях делает их труднореализуемыми и экономически неэффективными из-за низкой массы полезного груза. В истории мировой космонавтики одноступенчатые ракеты-носители практически не создавались — существовали только т. н. полутораступенчатые модификации (например, американской РН «Атлас» со сбрасываемыми дополнительными стартовыми двигателями). Наличие нескольких ступеней позволяет существенно увеличить отношение массы выводимой полезной нагрузки к начальной массе ракеты. В то же время многоступенчатые ракеты требуют отчуждения территорий для падения промежуточных ступеней.

Ввиду необходимости применения высокоэффективных сложных технологий (прежде всего, в области двигательных установок и теплозащиты), полностью многоразовых ракет-носителей пока не существует, несмотря на постоянный интерес к этой технологии и периодически открывающиеся проекты разработки многоразовых носителей (за период 1990-х — 2000-х годов, такие как: ROTON, Kistler K-1, АКС VentureStar и др.). Частично многоразовой являлась широко использовавшаяся американская многоразовая транспортная космическая система (МТКС)-АКС «Спейс Шаттл» (Космический челнок) и закрытая советская программа МТКС «Энергия-Буран», разработанная, но так и не использованная в прикладной практике, а также ряд нереализованных бывших (например, «Спираль», МАКС и др. АКС) и вновь разрабатываемых (например, «Байкал-Ангара») проектов. Вопреки ожиданиям, «Спейс Шаттл» не смог обеспечить снижение стоимости доставки грузов на орбиту; кроме того, пилотируемые МТКС характеризуются сложным и длительным этапом предстартовой подготовки (из-за повышенных требований по надёжности и безопасности при наличии экипажа).

На предназначенные для пилотируемых и для беспилотных полётов.

Ракеты для пилотируемых полётов должны обладать бо́льшей надёжностью (также на них устанавливается система аварийного спасения); допустимые перегрузки для них ограничены (обычно не более 3-4,5 единиц).

История

Почтовый конверт, посвященный первому в мире запуску космического аппарата в сторону Луны

Первым детально проработанным теоретическим проектом ракеты-носителя был «Lunar Rocket», спроектированный Британским межпланетным обществом в 1939 году. Проект представлял собой попытку разработки ракеты-носителя, способной доставить полезный груз на Луну, основанную исключительно на существующих в 1930-х технологиях, то есть был первым проектом космической ракеты, не имевшим фантастических допущений. Ввиду начала Второй мировой войны работы по проекту были прерваны, и существенного влияния на историю космонавтики он не оказал^[1].

Первой в мире настоящей ракетой-носителем, доставившей в 1957 году груз на орбиту, была советская Р-7 («Спутник»). Далее США и ещё несколько стран стали т. н. космическими державами, начав использовать собственные ракеты-носители, а три страны (позже также и Китай) создали РН для пилотируемых полётов.

Самые мощные используемые на данный момент ракеты-носители — это российская РН «Протон-М», американская РН Дельта IV heavy и европейская РН Ариан V тяжёлого класса, позволяющие выводить на низкую околоземную орбиту (200 км) 21-25 тонн полезного груза, на ГПО — 6-10 тонн и на ГСО — до 3-6 тонн [1].

В прошлом были созданы (в рамках проектов высадки человека на Луну) и более мощные ракеты-носители сверхтяжёлого класса, такие, как американская РН «Сатурн V» и советская РН «Н-1», а также позднее, советская «Энергия», которые в настоящее время не используются. Соизмеримой мощной ракетной системой была американская МТКС «Спейс Шаттл», которую можно было рассматривать как РН сверхтяжёлого класса для вывода пилотируемого корабля 100-тонной массы, или как РН всего лишь тяжёлого класса, для вывода на НОО прочей полезной нагрузки (до 20-30 тонн, в зависимости от орбиты). При этом космический корабль-челнок являлся частью (2-ой ступенью) многоразовой космической системы, которая могла использоваться только при его наличии — в отличие, например, от советского аналога МТКС «Энергия»-«Буран».

См. также

• Список ракет-носителей
• Хронология первых космических запусков по странам

Литература

• Ракеты-носители. Воениздат, 1981.

Ссылки

• Ракетоноситель или ракета-носитель
• Зарубежные ракеты-носители

Примечания

1. ↑ BIS Lunar Lander