Ракета-носитель

• 

  Ракета-носитель

Ракета-носитель (РН, или же ракета космического назначения, РКН) — это аппарат, который действующий по принципу реактивного движения и предназначенный для выведения полезной нагрузки в космическое пространство. Порой термин «ракета-носитель» используется в расширенном значении: ракета, которая предназначена для доставки в заданную точку, например в космос или в отдаленный район Земли, или же океан – 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 РН

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

По расположению ступеней

1. Тандемная схема (продольная компоновка), у которой ступени расположены одна за другой и работают в полёте поочередно;
2. Пакетная схема, при которой несколько блоков, расположенных параллельно и относящихся к разным ступеням, работают в полёте одновременно.

По количеству ступеней

1. Одноступенчатые;
2. Двухступенчатые.

По используемым двигателям

1. Жидкостные;
2. Твердотопливные;
3. Комбинированные на разных ступенях.

По массе полезной нагрузки

По массе полезной нагрузки, которая выводится на низкую околоземную орбиту (НОО):

1. Сверхтяжёлый (>~ 60-70 тонн) класс;
2. Тяжёлый (>~ 19-20 тонн) класс;
3. Средне-тяжёлый (>~ 10 тонн) класс;
4. Средний (>~ 4 тонн) класс;
5. Лёгкий класс;
6. Класс нано-носителей (до несколько десятков кг).

По использованию

1. Одноразовые;
2. 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 сбрасваемыми дополнительными маршевыми двигателями). Наличие нескольких ступеней позволяет существенно увеличить отношение массы полезной нагрузки к начальной массе ракеты. В то же время многоступенчатые ракеты требуют наличия территорий для падения промежуточных ступеней.

Ввиду необходимости применения высокоэффективных сложных технологий, полностью многоразовых ракет-носителей пока не существует (хотя были и есть такие ракетные проекты как ROTON, Kistler K-1 и др. и такие АКС как VentureStar и др.). Частично многоразовой являлась широко использовавшаяся американская многоразовая транспортная космическая система (МТКС)-АКС «Спейс Шаттл» (Космический челнок) и не использовавшаяся в прикладной практике советская МТКС «Энергия-Буран», 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).

По предназначению

1. Пилотируемый полет;
2. Беспилотный полет.

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

Первой в мире 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.</p>

Ранее были разработаны и более мощные ракеты-носители сверхтяжелого класса, такие, как американская РН «Сатурн V» и советские РН «Н-1» и «Энергия». Однако в данный момент такие ракеты-носители 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 соизмеримой советской МТКС «Энергия»-«Буран».