Вулкан (ракета-носитель, США)

Вулкан
«Vulcan Centaur» в конфигурации VC2S перед первым полетом
Общие сведения
Страна	США
Назначение	ракета-носитель
Разработчик	ULA
Изготовитель	ULA
Основные характеристики
Количество ступеней	2
Длина (с ГЧ)	60 м
Диаметр	5,4 м[1]
Масса полезной нагрузки
• на НОО	до 27,2 тонн (НОО)[2]
История запусков
Состояние	действующая
Места запуска	SLC-41
Число запусков	1
• успешных	1
• неудачных	0
Первый запуск	8 января 2024
Ускоритель (Ступень 0) — GEM-63XL
Количество ускорителей	0, 2, 4 или 6
Первая ступень
Диаметр	5,4 м
Маршевые двигатели	2 × BE-4
Горючее	жидкий метан
Окислитель	жидкий кислород
Вторая ступень
Диаметр	5,4 м
Маршевые двигатели	2 × RL-10
Горючее	жидкий водород
Окислитель	жидкий кислород
Медиафайлы на Викискладе

Вулкан (англ. Vulcan Centaur) — американская ракета-носитель (РН) тяжёлого класса, разрабатываемая с 2014 года United Launch Alliance (ULA) для замены РН «Атлас-5» и семейства РН «Дельта». Проект финансируется за счёт государственно-частного партнёрства с правительством США.

Первый запуск ракеты осуществлён 8 января 2024 года^[3][4]. У ракет-носителей этого семейства в дальнейшем может появиться возможность повторного использования двигателей первой ступени.

Разработка

Разработка ведётся с 2014 года.
Носитель создается альянсом ULA, совместным предприятием Boeing и Lockheed Martin, производителем носителей «Атлас 5» и «Дельта IV Хэви», которые он и должен заменить к середине 2020-х. Разные концепты для замены ракет на базе серий ракет «Атлас» и «Дельта» унаследуют от компаний-предшественников финансирование, предоставленное им правительством США.

Частично многоразовая ракета Vulcan рассчитана на выведение на низкую околоземную орбиту до 27,2 тонн полезной нагрузки (в версии Vulcan Centaur с 6 боковыми ускорителями)^[2]. Два однокамерных двигателя BE-4, устанавливаемых на первую ступень носителя Vulcan (фактически Atlas 6), в совокупности позволят развить бо́льшую тягу, чем один российский двухкамерный агрегат РД-180 первой ступени «Атлас 5». В отличие от РД-180, работающего на керосине, BE-4 использует метан.

В начале 2014 года геополитические и политические факторы, связанные с международными санкциями из-за аннексии Крыма, привели к попытке ULA рассмотреть возможность замены двигателей РД-180 российского производства, используемых в первой ступени РН «Атлас-5»; официальный контракт на исследование был выдан ULA в июне 2014 года некоторым американским производителям ракетных двигателей. ULA также столкнулись с конкуренцией со стороны SpaceX, на то время наблюдавших за влиянием ULA на основной рынок военных запусков в интересах национальной безопасности США, и с обсуждением в июле 2014 года в Конгрессе США законности запрета на использовании в будущем двигателей РД-180. В сентябре 2014 ULA заявили, что вступят в партнёрство с Blue Origin для разработки BE-4 — принципиально нового, кислородно-метанового двигателя, в качестве замены РД-180 на новой первой ступени ускорителя.

В апреле 2015 года генеральный директор ULA Тори Бруно представил новое семейство ракет-носителей Vulcan на 31-м Космическом симпозиуме^[англ.]. Планировалось, что первый запуск состоится в 2019 году^[5]. ULA развивают поэтапный подход к разворачиванию космического транспорта и космических транспортных технологий: «Вулкан» начнут подготавливать с первой ступени, основываясь на диаметре фюзеляжа и производственном процессе ракеты Дельта-4, с дальнейшим использованием двух двигателей BE-4.

По состоянию на январь 2016 года полное испытание двигателя BE-4 планировалось начать до конца 2016 года. На 2016 совет директоров ULA выполнил только краткосрочные обязательства по финансированию проекта разработки ракеты, и остаётся неясным, будет ли доступно долгосрочное частное финансирование для завершения проекта. По состоянию на март 2016 года правительство США выделило на развитие РН «Вулкан» 201 млн долл.^[6]; ULA работает, чтобы получить дополнительное финансирование правительства на разработку ракеты-носителя^[7]. В апреле 2016 генеральный директор ULA Тори Бруно заявил, что компания ориентируется на полный запуск базового носителя «Вулкан» без использования твердотопливных ракетных ускорителей в стоимость 99 млн долл. В 2016 году ULA разработал две версии первой ступени «Вулкан», один оснащён BE-4 с наружным диаметром 5,4 м для менее плотного метана, а другой оснащён AR1 с тем же диаметром 3,81 м, как у Atlas V, и использует более плотный керосин.

В мае 2018 года компания ULA сообщила, что на второй ступени ракеты-носителя будет использоваться новый вариант двигателей RL-10 компании Aerojet Rocketdyne, известный как RL-10C-X^[8] (первоначальный дизайн 2015 года предполагал использование стандартной версии верхней ступени «Центавр», которая используется и на ракете-носителе «Атлас-5»^[5], но в конце 2017 года было принято решение использовать более тяжёлую вариацию «Центавр-5» с диаметром 5,4 м и двумя двигателями^[9]). В сентябре 2018 года было объявлено, что ULA выбрала двигатели BE-4 компании Blue Origin для первой ступени ракеты-носителя.
Анонсировалось, что первый запуск ракеты состоится в середине 2020 года^[10].

В октябре 2018 компания ULA выиграла финансирование от ВВС США на предварительном этапе отбора носителей для второй фазы программы запусков правительственных оборонных заказов. Финансирование для разработки РН «Вулкан» и наземной инфраструктуры составило $967 млн, однако полную сумму компания получила бы, став одним из двух победителей итогового отбора. Первоначальный платёж составил $181 млн^[11].
Дата первого запуска ракеты-носителя сместилась на апрель 2021 года; позже в том же году планировалось выполнить и второй запуск, необходимый для сертификации ракеты для военных заказов^[12]. 19 августа 2019 года стало известно, что полезной нагрузкой дебютного запуска ракеты станет лунный посадочный аппарат Peregrine компании Astrobotic^[англ.], разрабатываемый в рамках программы НАСА Commercial Lunar Payload Services. Предполагалось, что аппарат будет выведен на транслунную траекторию. Запуск ожидался в июне 2021 года со стартового комплекса SLC-41 на мысе Канаверал с использованием конфигурации ракеты с двумя твердотопливными ускорителями^[13].

14 августа 2019 года было объявлено, что РН «Вулкан» выбрана для запуска шести миссий грузового космического корабля Dream Chaser к Международной космической станции в рамках контракта CRS2 для НАСА. Для запусков должна была быть использована конфигурация ракеты с четырьмя твердотопливными ускорителями, двумя двигателями на второй ступени и 5-метровым обтекателем. Первый полёт Dream Chaser ожидался в сентябре 2021 года, будучи вторым запуском для ракеты-носителя^[14][15].

Конфигурации

В обозначения конфигураций носителя Вулкан первая буква обозначает первую ступень (буква «V» — от «Vulcan»). Вторая буква обозначает тип второй ступени, для ступени Центавр используется буква «C». Третий символ в обозначении конфигурации — цифра, соответствующая количеству используемых при запуске твердотопливных ускорителей (ТТУ) — «0», «2», «4» или «6». Последний символ — буква, указывающая на тип головного обтекателя — «S» для стандартного, длиной 15,5 м или «L» для удлиненного, длиной 21,3 м^[16].

Возможности по выведению полезной нагрузки на различные орбиты для конфигураций РН Вулкан:^[17][18]

Конфигурация	Кол-во ТТУ	выводимая ПН (с космодрома Канаверал)
		НОО[a]	к МКС[b]	Полярная[c]	СОО	ГСО	ГПО	к Луне
Vulcan Centaur VC0	0	10 800 кг	9200 кг	8500 кг	н/д	н/д	3500 кг	2300 кг
Vulcan Centaur VC2	2	19 000 кг	16 300 кг	15 200 кг	3900 кг	2600 кг	8400 кг	6300 кг
Vulcan Centaur VC4	4	24 600 кг	21 600 кг	20 000 кг	6200 кг	4900 кг	11 700 кг	9200 кг
Vulcan Centaur VC6	6	27 200 кг	25 800 кг	23 900 кг	8100 кг	6500 кг	14 500 кг	11 500 кг
Vulcan Upgrade	6	27 200 кг	26 900 кг	24 900 кг	8600 кг	7000 кг	15 300 кг	12 100 кг

Грузоподъёмность носителя «Вулкан Центавр» с 6-ю ТТУ сопоставима c возможностями носителя Delta IV Heavy^[19].

История запусков

Успешный запуск состоялся 8 января 2024 года. На траекторию к Луне выведен посадочный зонд Peregrine в рамках Commercial Lunar Payload Services для разведки лунных ресурсов, тестирования концепции их использования на месте и проведения исследования Луны в рамках поддержки лунной программы «Артемида».^[20]

№	Дата запуска (UTC)	Версия	Стартовая площадка	Полезная нагрузка	Тип аппарата	Орбита	Результат
· 2024 ·
2024 год
1	8 января 2024, 07:18	VC2S	Канаверал SLC-41	Peregrine Mission One / Enterprise миссия Celestis, Inc.	Автоматическая межпланетная станция / Дополнительная полезная нагрузка	к Луне	Успех
	Первый запуск и Первый сертификационный полёт (Cert-1)[21].
Планируемые запуски
	16 сентября 2024[22]		Канаверал SLC-41	Cert-2		НОО
	Запуск тестовой нагрузки.
	IV квартал 2024[22]		Канаверал SLC-41	USSF-106
	Запуск экспериментального демонстрационного спутника на окологеосинхронную орбиту для тестирования навигационных технологий.
	IV квартал 2024[23]	VC4S	Канаверал SLC-41	SNC Demo-1	Многоразовый космический корабль	НОО
	Demo-1 миссия грузового корабля Dream Chaser к МКС.

См. также

• Центавр (разгонный блок)

Комментарии

1. Круговая орбита высотой 200 км с наклонением равным широте космодрома (28.7°)
2. Круговая орбита высотой 407 км с наклонением 51.6°.
3. Круговая орбита высотой 200 км с наклонением 90°.

Примечания

1. Peller, Mark United Launch Alliance (англ.). Дата обращения: 30 марта 2016. Архивировано из оригинала 12 апреля 2016 года.
2. RocketRundown221 Архивная копия от 13 декабря 2019 на Wayback Machine (англ.)
3. Foust, Jeff ULA sets Christmas Eve launch date for first Vulcan Centaur  (неопр.). SpaceNews^[англ.] (24 октября 2023). Дата обращения: 26 октября 2023. Архивировано 8 января 2024 года.
4. Ракета Vulcan отправилась на Луну. Истории ныне живущих участников программы «Аполлон» — и будущие лунные экспедиции  (рус.). BBC News Русская служба (8 января 2024). Дата обращения: 8 января 2024. Архивировано 8 января 2024 года.
5. ULA’s Vulcan Rocket To be Rolled out in Stages (англ.). SpaceNews^[англ.] (13 апреля 2015).
6. Gruss, Mike (2016-03-10). "ULA's parent companies still support Vulcan … with caution". SpaceNews. Архивировано 8 января 2024. Дата обращения: 10 марта 2016.
7. Host, Pat (2016-04-12). "Cooning Confident Air Force Will Invest In Vulcan Development". Defense Daily. Архивировано 22 апреля 2016. Дата обращения: 13 апреля 2016.
8. ULA selects Aerojet to provide Vulcan upper stage engine (англ.). SpaceNews (11 мая 2018).
9. ULA Preparing Proven Hardware and New Innovations for Vulcan (англ.). NASASpaceFlight (13 июня 2019). Дата обращения: 22 августа 2019. Архивировано 19 июня 2019 года.
10. ULA selects Blue Origin to provide Vulcan main engine (англ.). SpaceNews (27 сентября 2018). Дата обращения: 22 августа 2019. Архивировано 1 октября 2021 года.
11. Air Force awards launch vehicle development contracts to Blue Origin, Northrop Grumman, ULA (англ.). SpaceNews (10 октября 2018). Дата обращения: 22 августа 2019. Архивировано 11 октября 2018 года.
12. ULA now planning first launch of Vulcan in 2021 (англ.). SpaceNews (24 октября 2018). Дата обращения: 14 декабря 2018. Архивировано 8 января 2024 года.
13. Astrobotic lunar lander to launch on ULA’s first Vulcan rocket (англ.). Spaceflight Now (20 августа 2019). Дата обращения: 22 августа 2019. Архивировано 21 августа 2019 года.
14. Sierra Nevada Corp. selects ULA Vulcan for Dream Chaser missions (англ.). SpaceNews (14 августа 2019).
15. Cargo Dream Chaser solidifies ULA deal by securing six Vulcan Centaur flights (англ.). NASASpaceFlight (14 августа 2019). Дата обращения: 15 августа 2019. Архивировано 3 марта 2020 года.
16. Vulcan Centaur (англ.). ulalaunch.com. Дата обращения: 8 января 2023. Архивировано 25 февраля 2021 года.
17. Vulcan  (неопр.). United Launch Alliance. Дата обращения: 8 января 2024. Архивировано 9 мая 2022 года.
18. Space and Missile Systems. EELV LSA RFP OTA (англ.) (5 октября 2018). — «table 10 of page 27». Архивировано из оригинала 3 февраля 2019 года.
19. Foust, Jeff. "ULA studying long-term upgrades to Vulcan". Space News (англ.). Архивировано 8 января 2024. Дата обращения: 8 января 2024.
20. NASA Science Heads to Moon on First US Private Robotic Artemis Flight - NASA (амер. англ.). Дата обращения: 8 января 2024. Архивировано 8 января 2024 года.
21. Vulcan Launches the first certification mission (Cert-1) (англ.). ULA. ULA (8 января 2024).
22. Stephen Clark. A mid-September test flight of Vulcan could permit a military launch this year (англ.). Ars Technica (23 июля 2024). Дата обращения: 11 августа 2024. Архивировано 23 июля 2024 года.
23. Simona Riccardi, Morgan Brennan. Sierra Space CEO unveils new satellite product ahead of Dream Chaser launch, possible IPO (англ.). CNBC (10 апреля 2024). Дата обращения: 16 мая 2024. Архивировано 10 апреля 2024 года.

Ссылки

• ulalaunch.com/rockets/vulcan-centaur — официальный сайт Вулкан
• ISPCS 2015 Keynote, Mark Peller, Program Manager of Major Development at ULA and Vulcan Program Manager discusses Vulcan, 8 October 2015. Key discussion of Vulcan is at 12:20 in the video. (видео)