Пегас (ракета-носитель)

Пегас — американская ракета-носитель лёгкого класса, разработанная компанией Orbital Sciences Corporation (ныне часть Northrop Grumman). Отличительной особенностью является воздушный старт: ракета запускается с борта самолёта-носителя, что позволяет снизить затраты на пуск и повысить гибкость выведения полезной нагрузки на орбиту. «Пегас» является одной из первых в мире коммерческих ракет-носителей, созданных для вывода малых спутников.

История создания

Разработка ракеты «Пегас» началась в 1987 году по инициативе компании Orbital Sciences Corporation (OSC). Основной целью было создание недорогого и мобильного средства для вывода на орбиту небольших спутников, в первую очередь для научных и военных нужд. Проект возглавил инженер Антонио Элиас. Ключевым решением стал отказ от традиционного наземного старта в пользу запуска с самолёта, что позволяло использовать существующую авиационную инфраструктуру и не зависеть от стационарных космодромов.

Первый успешный пуск состоялся 5 апреля 1990 года. Ракета была сброшена с самолёта-носителя NB-52B (модификация стратегического бомбардировщика B-52 Stratofortress) над Тихим океаном. Полезная нагрузка — два экспериментальных спутника: Pegsat и SECS. Пуск признан успешным, хотя спутник Pegsat вышел на орбиту с некоторыми отклонениями.

В 1990-е годы «Пегас» стал основным средством для вывода малых спутников США, включая военные аппараты программы «STEP» (Space Test Experiments Platform) и научные миссии NASA. В 1994 году была введена в эксплуатацию модификация «Pegasus XL» с увеличенной длиной и грузоподъёмностью.

Конструкция

Ступени и двигатели

Ракета «Пегас» является трёхступенчатой, твердотопливной. Все ступени используют твёрдое ракетное топливо (HTPB — полибутадиен с концевыми гидроксильными группами).

• Первая ступень — двигатель Pegasus 1 (P80). Обеспечивает основную тягу после отделения от самолёта. Имеет систему управления вектором тяги (газовые рули).
• Вторая ступень — двигатель Pegasus 2 (P40). Включается после отделения первой ступени.
• Третья ступень — двигатель Pegasus 3 (P20). Обеспечивает окончательный вывод полезной нагрузки на целевую орбиту. Для повышения точности выведения на третьей ступени установлена система ориентации и стабилизации (гидравлические маховики и двигатели малой тяги).

Система управления и навигации

На ракете установлена инерциальная навигационная система (ИНС), дополненная приёмниками спутниковой навигации (GPS). Это позволяет корректировать траекторию в реальном времени. Управление полётом осуществляется автопилотом, который получает команды от наземного центра управления.

Обтекатель

Головной обтекатель (ГО) защищает полезную нагрузку от аэродинамических нагрузок и тепловых воздействий во время полёта в атмосфере. Изготавливается из композитных материалов (углепластик) и сбрасывается после выхода из плотных слоёв атмосферы.

Модификации

Pegasus Standard (Pegasus)

Базовая версия, запускавшаяся с 1990 по 1994 год. Длина — 15,5 м, диаметр — 1,27 м. Грузоподъёмность — до 275 кг на низкую опорную орбиту (НОО).

Pegasus XL (Pegasus Extended Length)

Основная модификация, эксплуатируемая с 1994 года. Отличается увеличенной длиной (16,9 м) и более мощными двигателями. Грузоподъёмность — до 443 кг на НОО. Используется для большинства современных пусков.

Pegasus HAPS (Hydrazine Auxiliary Propulsion System)

Вариант, оснащённый дополнительной гидразиновой двигательной установкой (HAPS) на третьей ступени. Позволяет более точно выводить полезную нагрузку на высокие орбиты или осуществлять манёвры на орбите. Грузоподъёмность — до 350 кг на НОО.

Самолёт-носитель

Для запуска «Пегаса» используется специально модифицированный самолёт. Изначально это был NB-52B (борт 008), позже заменённый на Lockheed L-1011 TriStar, получивший обозначение Stargazer. Самолёт оснащён системой сброса и подвески ракеты под фюзеляжем. Запуск производится на высоте около 12 000 метров при скорости около 0,8 Маха.

Процесс пуска

1. Подготовка: Ракета собирается на заводе, проходит предполётные испытания. Полезная нагрузка устанавливается в головной обтекатель.
2. Транспортировка: Ракета доставляется на аэродром, где крепится к самолёту-носителю.
3. Взлёт и набор высоты: Самолёт взлетает с полезной нагрузкой и направляется в зону пуска (обычно над Тихим или Атлантическим океаном).
4. Сброс: На заданной высоте и скорости ракета отделяется от самолёта. Через 5 секунд после сброса запускается двигатель первой ступени.
5. Полёт: Ракета летит по баллистической траектории. Последовательно включаются вторая и третья ступени. После выхода на орбиту происходит отделение полезной нагрузки.
6. Завершение: После выведения спутника ракета и её ступени сходят с орбиты и сгорают в атмосфере.

Применение

Ракета «Пегас» используется для вывода на орбиту малых космических аппаратов (массой от 100 до 450 кг). Основные заказчики:

• Военные ведомства США: Министерство обороны, ВВС, ВМС. Запускались спутники разведки, связи, навигации (например, программы «STP» и «ORS»).
• NASA: Научные миссии, включая изучение Солнца (SOHO), астероидов (NEAR), а также запуски микроспутников для образовательных программ.
• Коммерческие компании: Вывод на орбиту спутников связи, дистанционного зондирования Земли (например, спутники серии «Iridium»).
• Международные заказчики: Спутники для стран Европы, Японии, Израиля.

Критика и недостатки

Несмотря на успешность, «Пегас» имеет ряд недостатков:

• Высокая стоимость пуска: По сравнению с другими ракетами лёгкого класса (например, «Электрон» или «Союз-2.1в») стоимость запуска «Пегаса» выше из-за сложности подготовки и эксплуатации самолёта-носителя.
• Ограниченная грузоподъёмность: Максимальная масса полезной нагрузки составляет около 450 кг, что ограничивает возможности вывода более тяжёлых спутников.
• Зависимость от погоды: Пуск требует благоприятных метеоусловий в зоне сброса, что может приводить к задержкам.
• Экологические риски: Использование твердотопливных двигателей приводит к выбросу в атмосферу хлора и других вредных веществ.

Интересные факты

• Первый пуск «Пегаса» в 1990 году стал первым в истории успешным запуском ракеты-носителя с воздушным стартом.
• В 1997 году ракета «Пегас» вывела на орбиту спутник «NEAR Shoemaker», который впоследствии стал первым искусственным спутником астероида (433 Эрос).
• В 2005 году «Пегас» запустил спутник «DART» (Demonstration of Autonomous Rendezvous Technology), предназначенный для отработки технологии автоматической стыковки.
• Всего по состоянию на 2024 год выполнено более 40 пусков «Пегаса», из которых около 90% признаны успешными.

Источники

• Northrop Grumman. Pegasus Rocket User’s Guide. — 2020.
• Isakowitz, S. J. International Reference Guide to Space Launch Systems. — 4th ed. — AIAA, 2004.
• NASA. Pegasus Launch Vehicle Fact Sheet. — 2010.
• Space Launch Report. Pegasus Data Sheet. — 2021.
• Encyclopedia Astronautica. Pegasus. — 2023.