ULA готує ракету-носій Vulcan для випробувань у кріогенних танках

У середу United Launch Alliance доставив випробувальний матеріал для своєї нової ракети Vulcan на стартовий майданчик на мисі Канаверал, перемістивши ракету-носій у положення для серії випробувань кріогенного баку, які мають розпочатися найближчими днями.

Перший ступінь Vulcan заввишки 110 футів (33.5 метра) рухався на мобільній стартовій платформі вздовж залізничних колій від Операційного центру космічних польотів ULA на станції космічних сил на мисі Канаверал до майданчика 41, приморського стартового комплексу, який команди модифікували для підтримки місій Vulcan і продовжували польоти ракети ULA Atlas 5.

Ракета-носій Vulcan Centaur, яка зрештою замінить сімейства ракет ULA Atlas і Delta, планується вперше злетіти наступного року. Постачання Blue Origin готових до польоту двигунів першого ступеня BE-4 визначає графік першого тестового польоту Vulcan.

У той час як заводська команда ULA в Декатурі, штат Алабама, чекає на доставку двигуна, команда запуску компанії на мисі Канаверал продовжує тестування «Pathfinder» з використанням тестової статті першого етапу.

Раніше цього року ULA відправила прискорювач Vulcan pathfinder з Алабами до Флориди. Він оснащений двома випробувальними блоками двигунів BE-4, які раніше використовувалися для випробувань на заводі Blue Origin у Західному Техасі.

Марк Пеллер, віце-президент ULA з основних розробок, сказав в інтерв’ю Spaceflight Now, що майбутні випробування кріогенного баку дозволять інженерам перевірити, як компанія планує завантажувати паливо в ракету Vulcan під час реального зворотного відліку.

«Ми маємо величезний досвід роботи з кріогенним паливом», — сказав Пеллер Spaceflight Now. «І Atlas, і Delta є кріогенними транспортними засобами. Delta має кріогенне паливо, а також окислювач».

Перший ступінь Vulcan працює на зрідженому природному газі замість гасу та рідкого водневого палива, якими керують ракети Atlas 5 і Delta 4. ULA продовжить використовувати надхолодний рідкий кисень — той самий окислювач, який використовується на ракетах Atlas і Delta — щоб забезпечити роботу двигунів BE-4 Vulcan протягом перших кількох хвилин польоту.

«Тут є дві унікальні речі», — сказав Пеллер. «Ми модифікували системи, тож хочемо перевірити їх. І по-друге, транспортний засіб має трохи інший масштаб. Тому ми просто хочемо приділити час. Це допомагає нам перевірити всі наші аналізи та прогнози, а також будь-яку екстраполяцію даних, які ми отримуємо з Atlas і Delta. Це може зайняти трохи більше часу, або це може бути трохи швидше, щоб завантажити автомобіль і охолодити баки та двигуни».

Основний ступінь Vulcan має діаметр 17.7 футів (5.4 метра) і містить алюмінієві паливні баки для метану та рідкого кисню для подвійних двигунів BE-4. Перший ступінь Vulcan більш ніж на 5 футів (1.5 метра) ширший, ніж основний ступінь Atlas 5.

Повністю завантажений базовий ступінь Vulcan міститиме більше мільйона фунтів рідкого палива, приблизно на 50 відсотків більше маси палива, ніж перший ступінь Atlas 5.

«Ми використовуємо наземне програмне забезпечення для спостереження за транспортним засобом під час цих операцій, щоб підтримувати безпечний стан, і ми проводимо широке моделювання всього цього, але це моделювання в лабораторії, у нашій інтеграційній лабораторії в Денвері», — сказав Пеллер. «Тож це дає нам можливість робити це не лише з обладнанням у циклі, але й із кріогенним паливом у контурі.

«Здебільшого це валідація процедур і процесів, валідація наземного програмного забезпечення, і все це для того, щоб виділити час за межі звичайної стартової кампанії та витратити час, щоб опрацювати це й оновити все це і перевірено», – сказав Пеллер. «Тож коли ми виїжджаємо туди з першим транспортним засобом, у нас є такий досвід, і все йде гладко».

ULA, спільне підприємство Boeing і Lockheed Martin, співвідношення 50-50, завершило модернізацію майданчика 41 і розташованого неподалік заводу вертикальної інтеграції, де команди збирають ракети для розміщення більшої ракети Vulcan Centaur.

Зріджений природний газ, або метан, паливо, яке спалюється подвійними двигунами першого ступеня BE-4 Vulcan, вимагало від ULA встановлення нових резервуарів для зберігання на майданчику 41.

Три резервуари для зберігання метану об’ємом 100,000 41 галонів розташовані на північній стороні площадки XNUMX. Компанія також модернізувала систему шумопоглинання стартового майданчика, яка поглинає інтенсивну акустику, створювану запуском ракети.

Сховища рідкого водню та рідкого кисню на майданчику 41 також були модернізовані для розміщення більшого верхнього ступеня Centaur, який літатиме на ракетах Vulcan.

Після того, як ракета-носія Vulcan Pathfinder прибула на мис Канаверал, ULA підняла ракету-носій вертикально на вершину стартової платформи Vulcan.

Раніше цього року ULA перекинула ракету на площадку 41 і подала паливо з нових наземних резервуарів для зберігання через лінії постачання, що ведуть до пускової платформи Вулкан. Платформа з’єднує прискорювач Vulcan з паливними лініями через з’єднання в основі колодки.

«Ми вже заповнили ці резервуари, щоб ми могли якось зрозуміти властивості», — сказав Рон Фортсон, директор ULA та генеральний менеджер із запуску операцій, проводячи журналістів по стартовому майданчику в травні. «Ми пропустили паливо через усі лінії. Ми називаємо їх холодними випробуваннями. Ми пройшли по всіх лініях аж до з’єднання з VLP, тобто стартовою платформою Vulcan, на якій розташована ракета Vulcan».

«Це було останнє випробування цих наземних систем і мобільної стартової платформи VLP», — сказав Пеллер у понеділок. «Але ми не змогли завантажити паливо в транспортний засіб. Ми повернулися до SPOC, де створили обмежені можливості обробки транспортних засобів, щоб зробити ще кілька перевірок.

«Тож наш наступний крок тут, який відбудеться незабаром, — це повернутися та почати подавати паливо до справжнього автомобіля», — сказав Пеллер. «Тож наземні системи та VLP перевірені. Тепер давайте почнемо набувати досвіду завантаження палива в транспортний засіб, перевірки процедур, графіків, наземного програмного забезпечення, усього того, що нам потрібно зробити, щоб зменшити ризик і забезпечити готовність продовжити нашу першу стартову кампанію».

Пеллер сказав, що команда запуску ULA, розташована в Операційному центрі космічних польотів Atlas на мисі Канаверал, запустить прискорювач Vulcan pathfinder через стандартні перевірки після прибуття на майданчик.

Інженери будуть обережно підходити до випробувань заправки, спочатку завантажуючи рідкий кисень у ракету-носій Vulcan і оцінюючи реакцію ракети. Після зливу окислювача команди ULA оцінять дані, перш ніж перейти до наступного етапу тестування.

«Тоді, якщо ми будемо готові, ми підемо вперед і займемося лише СПГ (скрапленим природним газом), візьмемо день або близько того, щоб оцінити ці дані, а потім ми підемо і проведемо комбіноване випробування, де ми завантажимо обидва пропеленти", - сказав Пеллер. «Ми зробимо це за часовою шкалою відповідно до процедури, яка узгоджується зі зворотним відліком дня запуску».

ULA проведе багатогодинний зворотний відлік перед симуляцією переривання приблизно за Т-мінус 10 секунд, перш ніж двигуни BE-4 запалять для справжнього запуску, сказав Пеллер.

Під час останньої фази зворотного відліку паливні баки ракети будуть під тиском, і двигуни BE-4 пройдуть процес охолодження, процедуру, яка передбачає протікання невеликих кількостей суперхолодного палива через рідинні лінії перед запалюванням.

«Ми можемо перевірити час охолодження двигунів, і ми можемо підвісити двигун і робити всілякі інші речі, але ми зупинимося на гарячому запалюванні», — сказав Пеллер.

ULA використовує перерву в запуску Atlas 5 на мисі Канаверал, щоб завершити тестування Vulcan pathfinder. Раніше цього місяця ULA планувала запустити ракету Atlas 5 під час непілотованого випробувального польоту капсули екіпажу Boeing Starliner, але Boeing скасував місію через проблеми з клапаном космічного корабля.

Перший ступінь ракети Atlas 5, призначений для випробувального польоту Starliner, тепер буде використаний для наступного запуску ULA з Флориди. Ця місія, запланована на старт 16 жовтня, доставить роботизований астероїдний зонд НАСА Люсі в космос.

Після завершення випробувань заправки Pathfinder ULA надішле ракету-носій Vulcan назад на завод компанії в Алабамі для оснащення для майбутнього запуску. Тим часом працівники заводу завершують збірку іншої ракети Vulcan, яка буде запущена в перший тестовий політ наступного року.

Ракета Vulcan може літати з нулем, двома, чотирма або шістьма твердотільними ракетними прискорювачами. ULA розробила модернізовану двомоторну версію старовинного верхнього ступеня Centaur, що працює на водневому паливі, для польоту на ракеті Vulcan.

Зрештою, подальші оновлення нового верхнього ступеня «Centaur 5» дозволять ракеті Vulcan Centaur з «одною ручкою» перевершити ракету ULA Delta 4-Heavy, яка поєднує в собі три основні ступені ракети Delta 4, щоб надати важким корисним вантажам додатковий поштовх у космос. .

Пеллер сказав, що ULA очікує отримати першу пару готових до польотів двигунів BE-4 від Blue Origin наприкінці року, що дозволить компанії відправити перший ракетний прискорювач на мис Канаверал на початку 2022 року.

Це дасть початок ще одній серії випробувань на стартовому майданчику Вулкан, кульмінацією яких стане повна репетиція зворотного відліку, яка завершиться випробувальним запуском двох двигунів BE-4.

Після завершення стрільби для готовності до польоту наземні екіпажі встановлять пару твердотільних ракетних прискорювачів Northrop Grumman на базовий ступінь Vulcan і підготують пускову установку до першого польоту.

Під час першого запуску Vulcan буде розміщено комерційний місячний посадковий модуль, побудований компанією Astrobotic, який буде доставляти наукові корисні вантажі на поверхню Місяця за контрактом з NASA. Другий запуск Vulcan Centaur, запланований на кінець 2022 року, дозволить запустити вантажний космічний літак із Сьєрра-Невади для місії поповнення запасів до Міжнародної космічної станції.

Якщо перші дві місії будуть успішними, Космічні сили США дозволять ракеті Vulcan Centaur розпочати запуск критично важливих військових супутників.

ULA представила ракету Vulcan у 2015 році. Вона розроблена для нової ери в індустрії запуску в США, яка позначена посиленням конкуренції, зокрема з боку SpaceX, і мінливим ринком.

Збройні сили США є основним клієнтом ULA. Офіційні особи Пентагону оголосили в серпні минулого року, що ULA отримає 60 відсотків найважливіших військових контрактів на запуск супутників до кінця 2024 року для місій, які стартуватимуть у період з 2022 до кінця 2027 року.

SpaceX отримає 40 відсотків контрактів на запуск національної безпеки протягом того ж періоду, що дасть Пентагону дві незалежні компанії, здатні обслуговувати всі потреби військових у запуску середньої та важкої вантажопідйомності.

Угоди з ULA та SpaceX охоплюють контракти на запуск супутників для Космічних сил США, Національного розвідувального офісу, Агентства протиракетної оборони та інших військових служб і агентств.

Але ракета Atlas 5 піде не відразу, а майданчик 41 підтримуватиме запуски обох типів ракет протягом кількох років. ULA планує 30 або більше додаткових місій Atlas 5 перед тим, як відмовитися від ракети на користь Vulcan Centaur.

Електронна адреса Автор.

Слідкуйте за Стівеном Кларком у Twitter: @ StephenClark1.

Джерело: https://spaceflightnow.com/2021/08/25/ula-readies-vulcan-booster-for-cryogenic-tanking-test/