Полезный груз выведенный на орбиту земли

23 ноября 1972 года был произведён ставший последним четвёртый пуск сверхтяжелой ракеты-носителя Н-1. Все четыре запуска были неуспешными и через четыре года работы по Н-1 были свернуты. Стартовая масса этой ракеты составляла 2 735 т. Мы решили рассказать о пяти самых тяжелых космических ракетах в мире.

H-1

Советская ракета-носитель сверхтяжёлого класса H-1 разрабатывалась с середины 1960-х годов в ОКБ-1 под руководством Сергея Королёва. Масса ракеты составляла 2735 тонн. Первоначально она предназначалась для вывода на околоземную орбиту тяжёлой орбитальной станции с перспективой обеспечения сборки тяжелого межпланетного корабля для полётов к Венере и Марсу. Поскольку СССР включился в «лунную гонку» с США программа Н1 была форсирована и переориентирована для полета на Луну.

Однако все четыре испытательных запуска Н-1 были неуспешными на этапе работы первой ступени. В 1974 году советская лунно-посадочная пилотируемая лунная программа была фактически закрыта до достижения целевого результата, а в 1976 году также официально закрыты и работы по Н-1.

«САТУРН-5»

Американская ракета-носитель «Сатурн-5» остаётся самой грузоподъемной, наиболее мощной, самой тяжелой (2965 тонн) и самой большой из существующих ракет, выводивших полезную нагрузку на орбиту. Она была создана конструктором ракетной техники Вернером фон Брауном. Ракета могла вывести на низкую околоземную орбиту 141 т и на траекторию к Луне 47 т полезного груза.

«Сатурн-5» использовалась для реализации программы американских лунных миссий, в том числе с её помощью была осуществлена первая высадка человека на Луну 20 июля 1969 года, а также для выведения на околоземную орбиту орбитальной станции «Скайлэб».

«ЭНЕРГИЯ»

«Энергия» — советская ракета-носитель сверхтяжёлого класса (2400 т), разработанная НПО «Энергия». Она являлась одной из самых мощных ракет в мире.

Была создана как универсальная перспективная ракета для выполнения различных задач: носитель для МТКК «Буран», носитель для обеспечения пилотируемых и автоматических экспедиций на Луну и Марс, для запуска орбитальных станций нового поколения и т.д. Первый запуск ракеты состоялся в 1987 году, последний — в 1988 году.

«АРИАН 5»

«Ариан 5» — европейская ракета-носитель семейства «Ариан», предназначенная для выведения полезной нагрузки на низкую опорную орбиту (НОО) или геопереходную орбиту (ГПО). Масса ракеты по сравнению с советскими и американскими не столь велика — 777 т. Производится Европейским космическим агентством. РН «Ариан 5» является основной ракетой-носителем ЕКА и останется таковой по крайней мере до 2015 года. За период 1995–2007 гг. было произведено 43 запуска, из которых 39 успешных.

«Big Falcon Rocket»

Хоть данная ракета-носитель еще не построена, думаю упомянуть о ней стоит. Концептуально BFR является аналогом космического шаттла, выполненным на современных технологиях. Она состоит из многоразовой первой ступени и также многоразовой второй ступени, которая объединена с космическим кораблем. Единственным отличием от шаттла является возможность дозаправки BFR на орбите.

В реализации, однако, BFR и шаттл разительно отличаются. Грузоподъемность системы SpaceX составит около 150 т (у шаттла – менее 30). Диаметр ракеты составит 9 м. Ее взлетная масса – 4400 т, тяга 31 двигателя «Раптор» на первой ступени – 5400 т. Первая ступень будет возвращаться на стартовую площадку при помощи реактивных двигателей аналогично тому, как это делают первые ступени Falcon 9. Вторая ступень будет выполнять реактивную посадку с использованием на первом этапе атмосферного торможения там, где это возможно (т.е. на Земле и на Марсе).

Орбитальный модуль BFR будет оборудован дельтавидными крыльями. На нем будут установлены два обычных и четыре вакуумных двигателя «Раптор» тягой соответственно 1700 и 1900 кН (173-194 тс). Орбитальный модуль получит совмещенный топливный бак для метана и жидкого кислорода. В марсианской версии в грузовой отсек предполагается вместить 40 кают на приблизительно 100 человек.

BFR должна будет полностью заменить современную технику SpaceX: ракеты-носители Falcon 9 и Falcon Heavy и корабль Dragon. Производство первого «корабля» должно начаться во втором квартале 2018 года, а первый полет (разумеется, на Марс) Илон Маск обещает приблизительно через пять лет – в 2022 или 2024 году.

Первая новость канала The West в наступившем 2021 году будет посвящена подведению итогов в сфере космоса за год предыдущий.

Каждую картинку можно увеличить, нажав на неё.

При том, что год выдался непростым, из-за всей этой ковидной эпопеи, цивилизация и прогресс тем не менее не стоят на месте, а по масштабам реализуемой космической программы год оказался – одним из самых сильных и “плодовитых” с начала века, за минувшие 20 лет.

Несмотря ни на какие потрясения, люди очень живучи, 20 век скажем (несмотря на две мировые войны) оказался самым продуктивным веком за всю предыдущую человеческую историю. Так и сейчас, ковид-ковидом, а развитие цивилизации по расписанию.

Было осуществлено 114 орбитальных запусков от 8 государств. Золото, серебро и бронза у США, Китая и России.

США – 44 запуска (4 неудачи).
Китай – 39 запусков (4 неудачи).
Россия – 17 запусков (все успешны).

Далее следуют Япония и Европейское космическое агенство, по 4 удачных запуска. Индия, которая теперь что-то запускает буквально каждый год, хоть по чуть-чуть, но настойчиво претендует на молодую космическую державу. Из новичков отметились Иран и Израиль, по 1 успешному запуску.

Обращает на себя внимание, что эти результаты в два раза ниже планируемых. И американцы, и китайцы, и русские, и японцы показали результаты в два раза ниже из того, что было запланировано на этот год. Европа лишь треть от программы, Индия в 10 раз меньше от планов. Это можно оправдать коронакризисом, ударившим по экономике, логистике, научным и деловым связям. Всё просело. Однако. Как я уже сказал, год всё равно вышел очень сильным. В 19-ом году, когда никакого ковида небыло, было осуществлено лишь 102 запуска.

Но это не всё. На орбиту было выведено 1263 новых спутника. Абсолютный рекорд за все годы космической эры. И в 2.2 раза больше чем годом ранее.

Абсолютное большинство новых спутников являются американскими – им принадлежат 999 спутников из 1263. На втором месте Великобритания, 107 спутников. На третьем Китай, 67 спутников.

Строго половина всех спутников вращающихся на орбите Земли на сегодняшний день являются американскими. У Штатов больше спутников, чем у следующих четырёх стран – Китая, России, Великобритании и Японии – вместе взятых. И разрыв постоянно растёт в пользу американцев. На эти пять государств приходится 76% всех спутников Земли, оставшиеся 24% на все остальные страны.

Пятёрка самых “летающих” ракет в этом году выглядит следующим образом

Лучшая ракета-носитель года однозначно – Falcon 9 от компании Spacex. Лучшая по всему. Количество запусков (в том числе успешных запусков), по количеству выведенных на орбиту спутников, по общему тоннажу выведенного на орбиту полезного груза, по пилотируемой программе и числу доставленных людей, по частоте упоминания в прессе и т.д.

——————————————————————-

На какие фундаментальные вещи в сфере космоса в 2020 году ещё стоит обратить внимание.

• В январе-феврале в США был запущен самый большой солнечный телескоп мира. Названный “Дэниел Иноуэ” и расположенный на горе Мауи на Гавайях. Телескоп уже сделал самые подробные снимки солнечной поверхности в истории.
• К Марсу отправились сразу – три марсохода. Американский. Китайский. И Арабский (а конкретно Эмиратов). Должно было быть четыре, но российско-европейский Экзомарс-2020 провалил в феврале испытания и был перенесён минимум на 2022 год. У Американцев уже есть – два работающих аппарата на поверхности красной планеты. “Curiosity” и “InSight”. И они запустили третий аппарат – Персеверенс. “Настойчивость”. Самый навороченный марсоход за всю историю изучения красной планеты. Он повез вместе с собой летающего портативного дрона (впервые), а также аппарат по выработке кислорода на месте, из марсианской атмосферы. И если эксперимент с выработкой кислорода сработает (а есть серьёзные основания считать что так оно и будет), то это будет просто мега круто. Также именно американцы помогли Эмиратам разработать и собрать собственный марсоход. Собственно, американцы его и собирали, просто право собственности и покупатель – арабская страна.
• МКС окончательно разваливается. Всю вторую половину года поломки сыпятся как из брандспойта. И в американском сегменте и в российском. Трещины в обшивке. Проблемы с выработкой и обеспечением кислородом. Проблемы с туалетами, сначала у американцев, потом у нас, два раза. Но ничего необычного или неожиданного в этом нет. МКС – старый. 2024 год крайний срок эксплуатации. Раньше поговаривали, что если техника будет себя вести нормально (ну из области таких, благопожеланий), то на пару годиков может продлят. Но техника себя нормально не ведёт. Периодически ломается то одно, то другое и всё чаще. Это означает что с мкс никто возиться не будет и в 2024 году её просто затопят в океане. Очень подробно канал The West рассмотрел ситуацию в заметке от 20 октября: https://zen.yandex.ru/media/id/5ad88e6b256d5c76dae143c6/mks-nachinaet-razvalivatsia-chto-eto-oznachaet-dlia-mirovoi-kosmicheskoi-industrii-5f8e53dc75135c19993ae846
• Американская программа Артемис, самая масштабная и амбициозная космическая программа за всю историю человечества продолжает набирает обороты и приобретать конкретные очертания. Суть программы возвращение в этом десятилетии на поверхность луны и постоянное присутствие человека в лунном и окололунном пространстве. В программу входит строительство лунной орбитальной станции ГетВэй (как раз – вместо мкс), новая высадка человека на лунную поверхность, строительство наземной инфраструктуры – бункеры, траншеи, склады, посадочные зоны, солнечные электростанции, вышки связи, интернетизация (за последние два сегмента будет отвечать Нокиа, о чем был подписано соглашение с NASА месяц назад). Программа названа – в честь богини Луны Артемиды, сестры бога Аполлона, в честь которого называлась – первая лунная программа США. Отличие в том, что на сей раз, человек должен остаться и закрепиться, с целью постоянного присутствия, исследований и коммерческой добычи ресурсов.
• 7 апреля Трамп подписал Указ, что США больше не признают резолюцию Генеральной Ассамблеи ООН от 79-го года, согласно которой Луна, её разработка и ресурсы являются “Общечеловеческим достоянием”.
• 5 мая согласно Reuters, было подписано соглашение Артемис Аккордс. Куда вошли – США, Канада, Япония, Европейское космическое агенство и Эмираты – о разделе Луны на сегменты и сферы влияния, о взаимопомощи в развитии и… защите. Это вызывало раздражённую реакцию российского МИДа и Рогозина, заявивших что это “Совершенно не приемлемо”, “США вторгаются на Луну как на Ближний восток и в Ирак”, “Россия не даст приватизировать спутник” и так далее. Правда через месяц Рогозин заявил, что “Россия не будет участвовать в лунной гонке”, в духе не очень то и хотелось. Главным образом потому, что бюджет Роскососа лишь 12% от бюджета НАСА и каждый год сокращается. Государство вполне официально режет расходы на космос. Падают и коммерческие доходы на стороне. Spacex Илона Маска лишило Россию большей части экспортной выручки от вывода грузов на орбиту ещё в 2017-2018 годах, снизив заказы в два раза и вынудив роскосмос сократить цены на оставшиеся на 40%, чтобы хоть как то удержаться в сегменте. В 2020 году Spacex взялась за пилотируемую космонавтику, лишив Россию монополии на доставку человека, которая у неё была с 2011 года (когда американцы приостановили эксплуатацию своих пилотируемых Шаттлов, как морально устаревших).

Среди новостей, которые привлекли внимание международного сообщества в 2020 году следует также выделить успешную миссию по забору грунта на астероиде Бену (США), возвращение грунта с астроида Рюгу (Япония), подход американского солнечного зонда Паркер (*названного в честь американского учёного Юджина Паркера, открывшего существование солнечного ветра) на – рекордно близкое расстояние к Солнцу, 15 миллионов километров (ближе орбиты Меркурия), и аппарат продолжает слать данные и телеметрию. Кроме того, запуск глобального низкоорбитального интернета компании Spacex и начало его испытаний в США, Канаде и Европе.

Если вам было интересно, вы узнали для себя что то новое, интересное, ставьте лайк. Спасибо)

Учёные разрабатывали (т.к. некоторые проекты закрыты) и разрабатывают варианты безракетных способов отправки груза на орбиту Земли. Надо сказать, что безракетные космические запуски это способ выведения на орбиту, при котором некоторая или вся необходимая скорость и высота достигается без помощи традиционных ракет, запускаемых с земной поверхности. При этом пока ни один из проектов не реализован по разным финансовым или техническим причинам. Наиболее известным является космический лифт.

Теперь немного о некоторых из них.

1. Космический лифт – гипотетическое инженерное сооружение для безракетного запуска грузов в космос. Данная конструкция основана на применении троса, протянутого от поверхности планеты к орбитальной станции, находящейся на ГСО. Трос удерживается одним концом на поверхности планеты (Земли), а другим — в неподвижной относительно планеты точке выше геостационарной орбиты (ГСО) за счёт центробежной силы. По тросу поднимается подъёмник, несущий полезный груз. При подъёме груз будет ускоряться за счёт вращения Земли, что позволит на достаточно большой высоте отправлять его за пределы тяготения Земли.

2. Skyhook – концепция инженерного сооружения для безракетного запуска грузов в космос. Конструкция должна состоять из вращающегося спутника, находящегося на околоземной орбите, и двух достаточно длинных тросов, расходящихся от него в разные стороны. Skyhook должен вращаться в плоскости своей орбиты, так чтобы тросы соприкасались с планетой (атмосферой или её верхней границей) при каждом обороте. При этом скорость вращения конструкции частично или полностью компенсирует орбитальную скорость.

3. Космический фонтан является чрезвычайно высокой башней, поскольку такая высокая башня не может поддержать свой вес с использованием традиционных материалов, планируется, что этот вес будет поддерживаться следующим образом: внутри башня будет полая, внутри этой полости находятся специальное гранулированное вещество. Это вещество, после передачи ему кинетической энергии, быстро движется вверх от нижней части башни и передает эту энергию в верхней её части, после чего под воздействием силы тяжести падает обратно, это будет удерживать башню от падения. Грузы по космическому фонтану можно поднимать двумя способами: с помощью специальных систем наподобие лифта в зданиях или с потоком гранул.

4. Космический мост – проект астроинженерного сооружения, неракетный способ выведения грузов на планетарную орбиту с помощью жёсткого или полужёсткого кольца, обезвешивающегося за счёт вращения вокруг земного экватора. По сравнению с космическим лифтом у «моста» есть существенное преимущество — напряжения в конструкции на порядки меньше и вполне по силам существующим конструкционным материалам.Это огромная эстакада, опоясывающая Землю по экватору. Часть эстакады лежит на поверхности планеты, а другая часть выступает в Космос. По эстакаде происходит вывод грузов при помощи электромагнитных тележек и приём грузов из Космоса. Эстакада удерживается в подвешенном состоянии за счёт внутреннего сердечника-обруча из болванок. 

5. Малая и большая петли – в основе проекта лежит закольцованный шнур (петля), непрерывно движущийся с огромной скоростью (12—14 км/с) внутри вакуумной трубы. Чтобы шнур не соприкасался со стенками трубы, они разделены между собой магнитной подвеской, аналогично тому, как это сделано в магнитоплане. В целом это устройство представляет собой грандиозное сооружение длиной около 2000 км, а сама петля должна подниматься на высоту до 80 км и держаться на ней за счёт импульса вращающегося шнура. Вращение шнура по сути переносит вес всего сооружения на пару магнитных подшипников, которые его поддерживают, по одному на каждом конце.

6 .Электромагнитном катапульта – установка для ускорения объектов с помощью электромагнитных сил. Принцип действия электромагнитной катапульты основан на ускорении объекта, движущегося по направляющей, с помощью магнитного поля. Скорость объекта при сходе с направляющей зависит от мощности магнитов и длины направляющей. При использовании электромагнитной катапульты для преодоления гравитации планет (например, для выведения искусственных спутников Земли и Луны) длина направляющей может достигать многих сотен километров.