Organizare | Program spațial URSS |
---|---|
Masa | 275 tone (fără avionul transportator) |
Sarcină utilă (orbită mică) | 7.000 - 18.000 kg (în funcție de versiune) |
Data de încheiere a programului | 1991 |
Echipaj | 2 persoane (versiuni cu echipaj) |
Numărul de zboruri | Nu |
---|
De Maks sistem aerospațial (în limba rusă : МАКС pentru „ Многоцелевая Авиационно-Космическая Система “ înseamnă „Sistem de aerospațială multi-scop / multi-scop“) a fost un proiect sovietic de nave spațiale în două etape a lansat dintr - o aeronavă , a cărui dezvoltare a început în 1988 , dar a fost anulat în 1991 .
Scopul principal al proiectului a fost împărțirea la zece a costului de punere pe orbită a unei sarcini utile cu o masă de șapte tone, prin lansări folosind un avion foarte mare An-225 - apoi redesignat An-325 - și limitarea utilizării elemente nereutilizabile, la fel ca și americanii cu programul lor de navetă spațială . Celălalt beneficiu al proiectului a fost acela de a permite sovieticilor să lanseze nave spațiale practic de oriunde de pe glob, Antonov comportându-se ca o platformă de lansare mobilă. Apoi a devenit posibilă lansarea sateliților din ecuator fără a avea o bază spațială aproape de ecuator.
Au fost propuse trei variante ale proiectului, cu un prim zbor programat în jurul anului 2008 , dar URSS s-a prăbușit înainte de a putea fi finalizat. Cu toate acestea, faza sa experimentală este până în prezent singura implementare eficientă a unui motor triergol . Proiectarea navetei spațiale sovietice Buran , care și-a făcut singurul zbor15 noiembrie 1988, a fost, de asemenea, legat de proiect.
Realizat de producătorul sovietic NPO Molniya (ru) , dezvoltarea proiectului MAKS - desemnat intern 9A-1048 - a început la începutul anilor 1980 sub conducerea lui Gleb Lozino-Lozinskiy (ru) , pe baza lecțiilor tehnice învățate programele Spiral ( Спираль ), BOR ( БОР ) și chiar Buran (care încă nu zburase). Dintr-o tehnologie foarte specială, a fost prezentată pentru prima dată publicului la sfârșitul anilor '80 .
Între 1976 și 1981 , s-a observat că lansarea aeronavei Spiral de pe un avion mare de transport era fezabilă și ar avea un cost mult mai mic decât vechea soluție luată în considerare, care folosea un avion lansator supersonic . Proiectanții au observat apoi că un plan spațial cu dimensiuni reduse ar oferi multe avantaje față de naveta spațială Buran , aflată pe atunci în curs de dezvoltare. Printre aceste avantaje, sistemul a oferit timpi reduși de implementare și întreținere, o flexibilitate mai mare a misiunii și o gamă mai largă de orbită utilizabilă. Acesta a fost destinat să lanseze sarcini utile pe orbită, să lucreze pe sateliți deja pe orbită și să trimită sarcini utile înapoi pe Pământ.
În mai multe puncte, conceptul MAKS a fost considerat a fi mult superior conceptelor denumite „ sistem 49 ” și „ Bizan ”, proiectarea de tip SSTO permițând eliberarea rezervorului de combustibil în oceanul opus locului de lansare, în timp ce pentru sistemul 49 , lansările au fost posibile doar din locații care permit primelor etape să se retragă cu 2.000 km mai departe. În plus, MAKS a fost mai reutilizabil decât Bizan , deoarece toate motoarele utilizate au fost recuperate, doar tancul extern fiind distrus după misiune (ca și pentru naveta spațială americană). În cele din urmă, disponibilitatea avionului de transport An-225 a făcut posibilă proiectarea unui avion spațial cu dimensiuni mai mari.
Prima schiță a proiectului MAKS a folosit trei motoare de rachetă NK-45 , arzând un amestec criogen de oxigen și hidrogen lichid și dezvoltând un impuls de unitate de aproximativ 900 kN în vid . Cu o masă de lansare de 250 de tone, trebuia să permită încărcarea utilă de 7 tone pe orbită mică. În timpul proiectării, motorul triergol RD-701 (ru) ( rusă : РД-701 ) a fost ales pentru a înlocui NK-45 . De densitate propulsorii superioare a folosit eficient în reducerea dimensiunii și masa tancului exterior, ceea ce a permis să crească masa maximă a sarcinii utile la 8,4 tone.
Studiile au indicat că unghiul optim de lansare pentru MAKS a fost de 45 ° , dar pentru a atinge un astfel de unghi de atac cu un avion la fel de mare ca An-225 , a fost necesar să adăugați un motor rachetă , o idee. ar fi penalizat și masa brută a planului spațial MAKS. Un aspect și o geometrie a tancului și a orbitatorului au fost în cele din urmă găsite și au permis obținerea unor condiții bune de eliberare fără a necesita adăugarea unui motor de rachetă pe avionul de transport Antonov. Alte modificări au fost aplicate rezervorului extern, deoarece dispunerea inițială a rezervoarelor de propulsor în interiorul acestuia din urmă a aplicat constrângeri structurale nedorite aeronavei de transport și a complicat operațiunile de separare între acesta și orbitator. Rezultatul final a fost o configurație în care nava spațială a fost înclinată ușor și a „împins” rezervorul său exterior pe orbită. Această soluție aleasă a oferit cel mai bun compromis între rezistență de masă și rezistență structurală, a făcut eficientă separarea dintre avionul purtător și orbitator, apoi a permis, de asemenea, instalarea de scaune de ejecție pentru echipajul avionului spațial pentru a face față situațiilor.cele mai urgente catastrofale.
Realizate de Molniya și 70 de subcontractori, studiile preliminare ale proiectului MAKS, cuprinzând 220 de volume, au fost finalizate în 1988 . În acest proiect, avionul portavion Antonov An-225 - folosit deja pentru transportul Buran , planificat apoi să evolueze în An-325 -, care servea și ca avion de transport „normal”, avea particularitatea de a servi ca platformă de lansare. pentru nava spațială, îndeplinind apoi rolul atribuit în mod normal unei prime etape pe o rachetă convențională. Nava ar putea fi astfel trase din Antonov la o altitudine de 9000 m , o viteză inițială de la 900 kilometri De / h și cu o simplă apăsare de 3900 k N . Partea care joacă rolul unui al doilea etaj - „partea spațială” strict vorbind - a fost, pe de altă parte, declinată în trei versiuni:
În versiunile cu un plan orbital ( MAKS-OS-P și MAKS-M ), sarcina utilă plasată pe orbită terestră joasă trebuia să fie de 7 tone. Dacă setul lansat de Antonov a fost o etapă convențională de rachete de unică folosință ( MAKS-T ), sarcina utilă a crescut la 18 tone pe orbită joasă, sau 5000 kg în orbita geostaționară . La decolare, toate versiunile combinate, toate elementele care constituiau etapa a doua - „partea spațială” - a sistemului MAKS aveau o masă de 275 tone. Inclusiv avionul de transport, greutatea la decolare a întregului pachet MAKS a fost de 620 de tone. Doar avioanele - purtător și orbitator - erau reutilizabile; rezervorul extern, când era prezent, era pentru o singură utilizare.
Principalul obiectiv al proiectului MAKS a fost plasarea pe orbită a bunurilor și echipajelor, inclusiv destinate stațiilor spațiale . Datorită naturii lansatorului și a principiului său de funcționare, sistemul ar putea fi utilizat și pentru situații de urgență pe diferite orbite, pentru salvarea echipajelor sau echipamentelor, pentru repararea unui modul de locuință deteriorat, diverse experimente. Oameni de știință, misiuni de informații militare , sau monitorizarea mediului în timpul dezastrelor naturale .
Un avantaj important al acestui mod de lansare aeriană a fost absența necesității unei baze de lansare . Avionul de transport și încărcătura sa „spațială” ar putea decola de pe aerodromurile convenționale - de dimensiuni rezonabile - necesitând pur și simplu prezența echipamentelor de asistență tehnică și realimentarea diferitelor componente ale MAKS. Celălalt avantaj al sistemului MAKS a fost utilizarea combustibililor cu poluare relativ scăzută, inclusiv pentru motorul său multimod triergol RD-701 (ru) (în rusă : РД-701 ), care folosea doar un amestec de RP-1 / hidrogen lichid și oxigen lichid .
Dezvoltarea proiectului a fost autorizată, dar anulată în 1991 , când modelele orbitatorului și ale rezervorului extern fuseseră deja finalizate. A fost testat un motor experimental de aproximativ 90 kN de forță și care utilizează 19 injectoare , demonstrând în 50 de teste buna funcționare a acestuia în cele două moduri și o tranziție lină între ele. Confruntați cu promisiunile programului, în special cu reducerea costurilor de orbită cu un factor de zece, proiectanții proiectului MAKS sperau totuși să găsească fonduri pentru dezvoltarea acestuia. Dacă acest lucru ar fi fost posibil, ar fi trebuit să zboare încă din 1998 .
În 1993 și 1994 , la cererea Agenției Spațiale Europene (ESA), Bristish Aerospace , Molniya, Antonov și TsAGI au realizat proiectarea unui demonstrator de spațiu spațial, sub numele de proiect RADEM. Aceasta, cunoscută și sub numele de MAKS-D (în rusă : МАКС-Д , pentru " Демонстратор ", adică demonstrant "), a fost o versiune fără pilot, redusă, a avionului original MAKS, pentru a utiliza un motor rachetă existent.: A un singur RD-120 - motor care propulsează treapta superioară a lansatorului mediu Zenit -, arzând un amestec clasic de oxigen lichid și RP-1 . Lansat de pe An-225 , MAKS-D urma să atingă o altitudine de 80-90 km și o viteză între Mach 14 și Mach 15 .
Avionul experimental ES (în rusă : "ЭC" , pentru " Экспериментальный Cамолет ", adică "aeronavă experimentală") ar fi avut o masă de lansare de 56 de tone, inclusiv 45 de tone de propulsori . Ar fi zburat cu viteză hipersonică pe o distanță de 1.500 km , apoi s-ar fi întors automat la aterizare pe baza sa de lansare. Acesta a fost oferit în trei versiuni: Prima a avut ca scop testarea algoritmilor de zbor, a materialelor și a reutilizării motorului a proiectelor MAKS-M și I-HOTOL - un proiect britanic pentru un lansator orbital într-o singură etapă, de asemenea, reutilizabil, dezvoltat în colaborare între cele două țări -. Planul orbital avea o lungime de 38 m și o anvergură a aripilor de 24 m . A doua versiune a fost similară, dar modificată pentru testarea ramjetelor cu ardere supersonică , cunoscute și sub numele de „ scramjet ”.
A treia versiune, care urma să fie ultima, era un avion orbital cu o capacitate de încărcare de două tone de sarcină utilă. Diferența cu MAKS-T a fost că sistemul MAKS-D a fost echipat cu un motor de rachetă prima etapă pentru lansare denumit „RS” (pentru „ Rocket Stage ”), echipat cu un motor european HM-7B - utilizat pentru etapele superioare a multor rachete Ariane - care operează cu amestecul LOX / LH2 . Acesta din urmă trebuia să se aprindă la cinci secunde după eliberarea din avionul purtător Antonov și să funcționeze în paralel cu motoarele de rachetă RD-120 instalate pe MAKS-D . După epuizarea propulsorilor conținuți de etapa RS, acesta din urmă a trebuit să fie eliberat, iar planul orbital să-și continue ascensiunea spre orbită singur. Această operațiune a fost similară cu cea a primelor concepte ale lansatorului experimental X-34 al NASA . Această versiune finală a MAKS-D a fost destinată să plaseze o sarcină utilă de 2.000 kg pe o orbită de 200 km la o înclinare de 51 ° .
Proiectul MAKS a primit o medalie de aur - cu distincție - și un premiu special de la primul ministru belgian în 1994 , la Târgul Mondial de Invenții, Cercetare Științifică și Inovații Industriale „ Eureka-94 ”, care se desfășoară la Bruxelles .
În iunie 2010, După primul zbor al X-37B SUA , rusul a avut în vedere reînvierea programului MAKS.
În august 2012, canalul rus RIA Novosti declară într-un articol că companiile rusești Moniya și EMZ ( ЭМЗ , Экспериментальный машиностроительный завод ) lucrează la realizarea unui proiect de avion spațial pentru realizarea zborurilor turistice suborbitale. Aceasta a inclus anumite caracteristici și anumite elemente dezvoltate în timpul programelor Buran și MAKS. Încă din 2006, alte companii rusești lucrau și la proiectarea sistemelor aeriene asemănătoare sistemului MAKS. În Ucraina , proiectul s-a dezvoltat sub forma altor sisteme aeriene, precum Svityaz , Oril și Soura .
Sistemul aerospațial MAKS, în versiunea sa echipată MAKS-OS-P , avea o masă totală la decolare de 620 tone și consta din trei componente principale:
Sarcina utilă maximă a fost de 6.600 kg pentru o orbită polară la o altitudine de 400 km . În 1985 , unitatea sistemului MAKS pregătit pentru o misiune a costat 113 milioane de dolari (sau 269 milioane în 2021).
În timpul unei lansări MAKS, avionul portavion Antonov An-225 și stadiul său spațial au trebuit să decoleze de la un aeroport cu dimensiunile corecte, apoi să ajungă la punctul exact de deasupra Pământului unde trebuia să fie lansat stadiul. Orbital al sistemului MAKS. Dacă punctul de lansare se afla la mai puțin de 1.000 km de baza de origine, aeronava zbura cu propriile rezerve de combustibil. Era de așteptat să efectueze o realimentare în zbor în cazul în care trebuia să ajungă la o poziție ecuatorială pentru a efectua lansarea. Coordonatele geografice de lansare au fost dictate direct de parametrii de orbită solicitați.
La o altitudine de aproximativ 8700 m , aeronava a trebuit să efectueze o manevră de pre-lansare, cu scopul de a prezenta nava spațială în configurația ideală pentru cădere, cu altitudinea optimă, vectorul vitezei și unghiul. Această manevră a constat într-o ușoară descărcare a nasului , reducând altitudinea la 6.800 m pe o distanță de 7 km , apoi o ridicare în sus, în timpul căreia aeronava a urcat la 8.600 m și o viteză de 900 km / h . procedura de eliberare a fost apoi inițiată și motorul rachetei RD-171 al orbitatorului urma să fie pornit.
Odată ce unghiul ideal de lansare a fost atins, a fost inițiată o procedură pentru a separa planul spațial și rezervorul său extern de planul purtător. Ansamblul spațial urma să înceapă ascensiunea pe orbită , în timp ce An-225 se întorcea la baza sa. Faza de gură a avionului spațial a constat din două etape:
După separare, stadiul spațial a zburat de-a lungul căii sale de lansare, în timp ce avionul de transport s-a întors la un nivel orizontal de 8 200 m la 20 km de punctul de plecare al manevrei, după ce a atins o altitudine de 8.800 m , apoi a pornit din nou spre casa sa aerodrom. Când stadiul spațial a atins o viteză apropiată de orbită, a scăpat de rezervorul extern, care a căzut înapoi și a fost distrus de tensiunile suferite în timpul reintrării atmosferice . Traiectoria a fost oricum aleasă astfel încât elementele rezervorului care au supraviețuit reintrării să cadă înapoi în ocean. După separarea tancului extern, planul orbital a pornit motoarele sistemului său de manevră orbitală și a finalizat circularizarea orbitei pe tancurile sale interne.
Odată ce misiunea a fost finalizată, aeronava s-a rotit cu 180 ° și a pornit din nou motoarele de manevră, pentru a-și reduce viteza și a-și reduce traiectoria. Apoi a efectuat o reintrare atmosferică planată controlată și a coborât pentru a se întoarce la aeroportul său de origine.
Pentru proiectanții proiectului, sistemul versatil MAKS urma să prezinte avantaje considerabile față de sistemele deja utilizate până atunci de Uniunea Sovietică sau alte agenții spațiale mondiale:
MAKS OS-P | MAKS-OS-B | MAKS-T | MAKS-M | |
---|---|---|---|---|
Greutatea la decolare (de la aerodrom) | 620 tone | |||
Masa ansamblului spațial (atunci când este eliberată din avionul transportator) | 275 tone | |||
Masa orbitatorului | 26,9 tone | |||
Sarcină utilă (200 km orbită ) : | ||||
• Înclinare de 51 ° | 8,3 tone | 9,5 tone | 18 tone | 5,5 tone |
• înclinare de 28 ° | 19 tone | |||
• înclinare 0 ° ( ecuator ) | 19,5 tone | 7 tone | ||
Sarcină utilă (înclinare de 51 ° ) : | ||||
• Altitudine de 400 km | 6,9 tone | 8 tone | 17,3 tone | |
• Altitudine de 800 km | 4,3 tone | 5,4 tone | 16,1 tone | |
• Orbită geostaționară ( altitudine 36.000 km , înclinare 0 ° ) | până la 5 tone | |||
Membrii echipajului | 2 | none (versiuni fără pilot) | ||
Gama de altitudine orbitală | 140 - 1.500 km | 140 - 36.000 km | ||
Lungimea compartimentului de sarcină utilă | 6,8 m | 8,7 m | 13 m | 7 m |
Diametrul compartimentului de sarcină utilă | 2,6 m | 2,7 m | 5 m | 4,6 m |
Gama de înclinare orbitală: | ||||
• Latitudine de pornire de 46 ° | 28 până la 97 ° | |||
• Latitudine de pornire de 18 ° | 0 la 97 ° | |||
Decalaj lateral la revenirea pe uscat | până la 2.000 km | niciunul (versiune care nu poate fi refolosită) | până la 1.200 km | |
Viteza de aterizare | + 330 km / h | + 330 km / h | ||
Durata misiunii | 5 zile | 30 de zile |
: document utilizat ca sursă pentru acest articol.