Российский «Протон-М» успешно начинает 18-часовую миссию выведения двух спутников «Экспресс». NSF.
Тайлер Грей, 30 июля 2020 года
Роскосмос — Российское космическое агентство — успешно запустил ракету «Протон-М» с двумя российскими спутниками связи «Экспресс» с космодрома Байконур на юге Казахстана на начальную орбиту Земли.
Завершение полета займет 18 часов и начнется со стартовой площадки № 200/39 на космодроме Байконур, Казахстан, в 00:25:19 по московскому времени в пятницу, 31 июля.
Это был 110-й запуск «Протона-М», который впервые стартовал в апреле 2001 года и на сегодняшний день имеет 98 успешных запусков. Это был также первый запуск Протона-М в 2020 году и 6-й запуск Роскосмоса в этом году — включая два успешных запуска спутников OneWeb, которые произошли с Байконура в начале года, поскольку Роскосмос частично отвечал за закупки. ракеты «Союз», которые запустили эти миссии .
«Протон-М» основан из ракете Владимира Челомея УР-500, разработанной как часть серии «Универсальная ракета» (УР). УР был создан для охвата широкого спектра классов баллистических ракет и спутниковых пусковых установок, причем все ракеты имеют общие технологии и взаимозаменяемые компоненты.
УР-500, изначально задуманный как двухступенчатая межконтинентальная баллистическая ракета (МБР), но оказался слишком большим, чтобы быть практической ракетой, и в конечном итоге был использован в качестве орбитальной пусковой установки с дополнительной третьей ступенью. Двухступенчатая версия УР-500 выполняла полеты четыре раза в течение 1965 и 1966 годов, когда полезными нагрузками служили спутники для физических исследований.
Трехступенчатый УР-500, получивший название «УР-500K», а затем «Протон-К», был введен в эксплуатацию вскоре после этого, его первый полет состоялся в марте 1967 года. Ракета изначально страдала проблемами надежности, но в конечном итоге стала эффективной и надежной «рабочей лошадкой» для советских и российских космических программ. В течение всего срока службы «Протон-К» стартовал в общей сложности 310 раз, а последний полет состоялся в марте 2012 года.
«Протон-М» был разработан как модернизированная версия «Протон-К», с модернизированными двигателями и цифровой системой управления полетом, которые были представлены в качестве основных обновлений конструкции. С тех пор ракета прошла несколько постепенных «фазовых» модернизаций, что повысило ее производительность и грузоподъемность.
Ракета «Протон-М», для доставки двух пассажиров «Экспресс» на орбиту, имеет высоту около 58,2 метра (191 фут) и диаметр 7,4 метра (24,3 фута) на первой ступени и 4,1 метра (13,5 фута) на второй и третьей ступени.
Первая ступень состоит из центрального резервуара окислителя с тетроксидом диоксида азота, окруженного шестью подвесными топливными баками, заполненными несимметричным диметилгидразином, с двигателем Энергомаш РД-275М под каждым подвесным резервуаром. На старте эти шесть двигателей производят в общей сложности 10 532 килоНьютона (2 368 000 фунт-сил) тяги.
Вторая ступень приводится в движение тремя двигателями РД-0120 и одним двигателем РД-0211, которые способны обеспечить тягу примерно 2 399 кН (539 000 фунт-сил) в полете. Эти двигатели, которые также работают на четырехокиси азота и несимметричном диметилгидразине, работают 3 минуты и 27 секунд до отключения и разделения.
Третья ступень «Протона-М» приводится в действие двигательной системой РД-0212, которая состоит из двух отдельных двигателей: основного двигателя РД-0213 и четырехкамерной системы двигателя РД-0214, которая имеет регулирование положения и вектора тяги.
В этих двигателях используются те же компоненты топлива, что и на первой и второй ступенях, а система авионики с замкнутым контуром с тройным резервированием обеспечивает управление, навигацию и управление ракетой во время полетов.
«Протон-М» также обычно имеет меньшую четвертую ступень, используемую для размещения спутников на более высоких орбитах и даже на межпланетных траекториях. Для этой миссии «Протон-М» оснащен верхней ступенью «Бриз-М», приводимой в действие одним двигателем 14Д30, который производит приблизительно 20 кН (4500 фунтов-силы) тяги в вакууме космоса. Этот двигатель способен запускаться до восьми раз и обеспечивает точное размещение космического аппарата на целевой орбите.
С включением верхней ступени «Бриз-М» ракета «Протон-М» способна доставлять до 6000 кг (13 227 фунтов) полезной нагрузки на геостационарную орбиту.
Два российских спутника связи «Экспресс» — «Экспресс-80» и «Экспресс-103» - служат полезной нагрузкой для запуска в четверг с Байконура. Эти два космических корабля являются 14-м и 15-м спутниками в этой серии, которые будут запущены со времени первого «Экспресса» в марте 2000 года.
Российская компания спутниковой связи (RSCC), которая владеет и управляет спутниковой сетью «Экспресс», заказала производство спутников «Экспресс-80» и «-103» в мае 2016 года. Производитель — ИСС имени Решетнева.
«Экспресс-80» и «-103» построены на спутниковой платформе «Экспресс 1000Н» и оснащены массивом транспондеров 16 C-диапазона и 20 Ku-диапазона для связи. Приемоответчики L-диапазона также установлены на обоих спутниках; У «Экспресс-80» их два, у «Экспресс-103» один.
После запуска оба спутника начнут маневрировать для выхода на эксплуатационные орбиты на геостационарной высоте, где они будут предоставлять услуги связи России и соседним странам. «Экспресс-80» будут размещены на 80 градусов восточной долготы, в то время как «Экспресс-103» будет работать на 96,5 градусов восточной долготы (103 градусе восточной орбитальной позиции , выступающей в качестве резерва). Срок службы обоих спутников на орбите составляет 15 лет.
«Экспресс-80» имеет стартовую массу около 2110 кг (4652 фунтов), в то время как «Экспресс-103» немного тяжелее с массой около 2280 кг (5026 фунтов). Это соответствует общей стартовой массе около 4390 кг (9678 фунтов), исключая верхнюю ступень «Бриз-М».
Два спутника первоначально планировалось запустить в конце марта 2020 года. Однако полет был отложен на несколько недель, поскольку Государственный научно-производственный центр им. Хруничева — производитель ракеты «Протон-М» — заменил несколько неисправных болтов, которые обычно используются как внутренний крепеж для определенных элементов пусковой установки. Таким образом, запуск был перенесен на конец июля, когда была установлена точная целевая дата 30 июля по московскому времени (29 июля UTC).
После завершения ремонта три основных ступени «Протон-М» и верхняя ступень «Бриз-М» были отправлены поездом из штаб-квартиры Хруничева в Москве, Россия, на космодром Байконур в Казахстане. Доставка была завершена в июне 2020 года, поездка заняла 10 дней.
Сборка ракеты-носителя и интеграция спутников «Экспресс-80» и «Экспресс-103» началась 21 июля и была завершена через три дня. Затем ракета была вывезена на участок № 200/39 и поднята вертикально 26 июля.
В связи с необходимостью проведения дополнительных проверок некоторых компонентов «Протон-М» запуск был перенесен на пятницу, 31 июля, в 12:25 по московскому времени (четверг, 30 июля, в 21:25 UTC).
После номинального запуска верхняя ступень «Бриз-М» проведет серию из пяти включений двигателей, чтобы разместить полезные нагрузки «Экспресс» на целевой орбите для отделения космических аппаратов. «Экспресс-80», как ожидается, будет развернут в первую очередь, а отделение планируется провести через 17 часов 59 минут после запуска. «Экспресс-103» будет развернут примерно через 17 минут.
Таким образом, это самая длинная миссия для запуска «Протона» на сегодняшний день, так как предыдущие длительные полеты занимали приблизительно 15 часов и 30 минут. Эти типы миссий поддерживаются бортовыми батареями верхней ступени «Бриз-М», которые имеют максимальный срок службы на орбите до 24 часов.
После запуска «Экспресс-80» и «-103» Роскосмос временно перенесет фокус на пусковую установку «Союз» средней грузоподъемности перед полетом ракеты «Союз 2.1б« с верхней ступенью «Фрегат» и тремя спутниками связи «Гонец». В настоящее время запуск миссии на космодроме Плесецк на северо-западе России запланирован не ранее 20 сентября.
Следующий полет «Протона» предварительно запланирован на начало 2021 года, и в качестве полезной нагрузки будет использоваться космический аппарат Eutelsat или Intelsat. Долгожданный запуск Российского многоцелевого лабораторного модуля (МЛМ), также известного как «Наука», также должен быть запущен на трехступенчатом «Протоне-М» не ранее апреля 2021 года, после интенсивной подготовки на космодроме Байконур.
Второй испытательный полет тяжелой «Ангара А5» с верхней ступенью «Бриз-М» и масса-габаритным макетом также запланирован Роскосмосом, который передаст управление миссией российским военным после доставки ракеты на Космодром Плесецк. В настоящее время запуск запланирован не ранее ноября 2020 года.
